微小卫星通信系统下行链路帧结构设计与测试平台研制

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1、微小卫星通信系统下行链路帧结构设计与测试平台研制摘要微小卫星通信系统作为实现星地通信的唯一方式是卫星最基本最重要的系统之一本文首先针对微小卫星体积小重量轻功耗低的设计要求和卫星飞行任务对通信系统的功能需求给出了完整的通信系统设计方案为满足星上CCD相机拍摄的图像数据下传和配合地面测控网实现测距测速功能的需要本文分别设计了两种通信体制下的帧结构方案其一是根据国际空间数据系统咨询委员会CCSDS标准设计的通信机体制下的虚拟信道数据单元VCDU数据帧结构其二是根据我国国家军用标准规定设计的统一S波段应答机体制下的PCM遥测帧结构[

2、0]为了便于对微小卫星通信子系统进行测试设计实现了通信链路仿真测试平台并完成了两部分的软件硬件调试工作该平台由测试信号源和接收端测试解码器组成测试信号源用于仿真下行链路数据采编器对信道和数据传感部分进行测试测试解码器用于仿真下行链路数据解码器所设计的测试信号源基于PC104嵌入式计算机平台利用可定制的A/D扩展板和串口扩展板实现对传感器数据和图像数据的采集及接收在软件实现上将两种数据的装帧编码设置为两个任务只有传感器数据装帧任务不执行时才进行图像数据的装帧处理并最终对外输出统一的VCDU数据流下行链路数据解码器利用DM642

3、开发板的丰富外围接口完成了下行数据流的串口接收并在CCS环境下实现对数据的帧同步及解码处理同时结合TI公司推出的NDK软件开发包配置完成了DSP端的TCP/IP协议栈实现与计算机间的网络通信关键词微小卫星卫星通信数据链测试平台PC104DM642vi南京航空航天大学硕士学位论文AbstractBeingtheonlywaytoachievethesatellite-earthcommunication,micro-sattellitecommunicationsystemisoneofthemostfundamentalan

4、dimportantpartofthesatellite.Thisthesis,firstofall,hasproposedacompletedesignofcommunicationsystem,accordingtothedemandofmiro-sattellite:small-volume,lightness,andlow-power,andsatisfiedtheneedthefunctionofcommunicationsystemforsatellite-flyingtasks.Forsatisfyingthe

5、down-loadingofimagedatashotbyCCDcameraandachievingthefunctionofdistanceandvelocitymeasurementcooperatingwithgroundsupervisionsystem,thisthesisdesignedtwokindsofframeconstructionaffiliatedbytwotypesofcommunicationsystem:theoneisVirtualChannelDataUnit(VCDU)dataframec

6、onstructionaffiliatedbycommunicatingsystemdesignedintermsofTheConsultativeCommitteeforSpaceDataSystems(CCSDS);theotherisPulseCodeModulation(PCM)telemeterframeconstructionaffiliatedbyUniteSBand(USB)transpondersystem,accordingtothenation’smilitarystandard.Emulatedtes

7、tplatform,consistedoftestingsingalsourceandreceiver,fortestingthecommunicationsystemofmicro-sattellite.Testingsingalsourceisusedforemulatingthedown-linkdatacoder;testingchannelanddatasensor.Testingdecoderisusedforemulatingthedown-linkdatadecoder.Testingdatasourceba

8、sedonPC104embeddedcomputerplatform,aimedatcollectingandreceivingthesensordataandimagedatabyusingcustomizableA/Dexpandedboardandserialinterfaceexp