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空间通信中可变长数据帧协议与变速率信息传输技术的研究

作　者: 郝营
导　师: 肖志东
学　校: 沈阳理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 可变长度帧帧同步正确概率吞吐量变信息速率
分类号: TN927
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

为了使日益复杂的空间任务能以标准化的方式进行数据交换与处理,1982年,美国国家航空航天局(NASA)、欧洲空间局(ESA)和许多其它国家的空间局共同成立了空间数据系统咨询委员会(CCSDS),其职责是开发空间数据系统标准化的通信体系结构、通信协议与业务。本文介绍了CCSDS通信协议的结构、主网模型、业务类型及技术特征,研究了CCSDS协议中的两级多路复用机制,即在虚拟信道链路控制(VCLC)子层实现的包信道复用及在虚拟信道存取(VCA)子层实现的虚拟信道复用,并分析了包信道复用的成帧情况及包复用效率,介绍了虚拟信道复用的三种基本方式,建立了两级多路复用机制下系统吞吐量的数学模型。本文在分析了空间通信环境及空间任务需求的基础上,提出了可变长度数据帧通信协议,定义了数据帧长度依据空间数据源类型变化的通信方案一(可变长度数据帧通信方案)及数据帧长度依据空间信道特性变化的通信方案二(最优长度数据帧通信方案),建立了相应的通信系统模型,从帧同步正确概率及系统吞吐量角度与固定长度数据帧通信方案进行了仿真比较,仿真结果表明,当误码率较高时,固定长度数据帧通信方案比可变长度数据帧通信方案能获得更高的帧同步正确概率和系统吞吐量,而当误码率小于某一门限值时,最优长度数据帧通信方案可以在不降低帧同步正确概率的情况下,获得更高的系统吞吐量。最后,提出了一种采用不同数目校验位的数据帧结构实现信息数据变速率传输的方案,并从编码时间及系统吞吐量角度进行了仿真。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
第1章绪论  11-16
  1.1 研究背景及意义  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-14
  1.3 本文结构  14-16
第2章 CCSDS 协议分析  16-28
  2.1 CCSDS 协议综述  16-17
  2.2 CCSDS 结构  17-20
    2.2.1 空间包协议  18-19
    2.2.2 空间数据链路协议  19-20
  2.3 CCSDS 主网模型  20-21
  2.4 CCSDS 业务类型  21-25
  2.5 CCSDS 标准的技术特征  25-28
第3章 CCSDS 多路复用机制  28-37
  3.1 包信道复用  29-32
    3.1.1 空间数据源模型  29-30
    3.1.2 成帧情况分析  30-31
    3.1.3 包复用效率与平均等待时间的关系  31-32
  3.2 虚拟信道复用  32-34
    3.2.1 同步多路复用  33
    3.2.2 异步多路复用  33
    3.2.3 混合多路复用  33-34
  3.3 两级复用机制下的吞吐量模型  34-37
第4章可变长度数据帧协议及性能分析  37-59
  4.1 帧同步技术  38-44
    4.1.1 帧同步算法  38-39
    4.1.2 帧同步码  39
    4.1.3 相关概率公式  39-42
    4.1.4 帧同步正确概率  42-44
  4.2 归一化吞吐量  44-47
  4.3 三种数据帧通信方案  47-48
    4.3.1 固定长度数据帧通信方案  47
    4.3.2 可变长度数据帧通信方案  47-48
    4.3.3 最优长度数据帧通信方案  48
  4.4 仿真模型建立  48-53
    4.4.1 通信模型建立  48-51
    4.4.2 比较模型一  51-53
    4.4.3 比较模型二  53
  4.5 仿真工具介绍  53-55
  4.6 仿真参数设置及结果分析  55-59
    4.6.1 参数设置  55-56
    4.6.2 仿真结果分析  56-59
第5章变速率信息传输技术  59-66
  5.1 方案设计  59-60
  5.2 仿真模型的建立  60-63
  5.3 仿真参数设置  63-64
  5.4 仿真结果  64-66
结论  66-68
参考文献  68-71
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  71-72
致谢  72

空间通信中可变长数据帧协议与变速率信息传输技术的研究

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