申请/专利权人：西安空间无线电技术研究所

申请日：2017-05-26

公开（公告）日：2019-12-20

公开（公告）号：CN107294695B

主分类号：H04L5/14(20060101)

分类号：H04L5/14(20060101);H04L29/06(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2019.12.20#授权;2017.11.24#实质审查的生效;2017.10.24#公开

摘要：本发明公开了一种基于全双工临近空间协议的通信系统,包括：数管中心、协议处理单元、调制单元和解调单元；数管中心作为收发信机的上层，负责收发数据的调度及对收发信机的遥控及遥测；协议处理单元负责协议的顶层实现及对调制解调单元的调度；调制单元的功能是对待发数据编码后，PM调制至中频输出；解调单元的功能是对输入中频信号符号同步、载波同步及译码后，提取出有效数据或指令，输出至协议处理单元。本发明以全双工临近空间协议为基础，将信号频点、编码方式、速率档及帧长有机的结合起来，优化了资源，将调制、解调及协议有机融合，使得临近空间的通信可靠性更高、吞吐量更大、效率更高。

主权项：1.一种基于全双工临近空间协议的通信系统，其特征在于，包括：数管中心、协议处理单元、调制单元和解调单元；所述数管中心，用于收发数据的调度，发出遥控指令A及传输数据B至协议处理单元，以及，接收从协议处理单元返回的总遥测量C和数据域D；所述协议处理单元，用于负责协议的顶层实现及对调制单元和解调单元的调度，对接收到的遥控指令A进行校验后，提取自身单元相关参数信息、调制单元相关参数信息E和解调单元相关参数信息F，并将调制单元相关参数信息E发送至调制单元，将解调单元相关参数信息F发送至解调单元；接收传输数据B，并按协议规定，产生待发数据G，将待发数据G传输至调制单元；提取调制单元遥测量H和解调单元遥测量I，并根据自身状态，产生总遥测量C，将总遥测量C发送至数管中心；接收解调单元的数据流J，进行校验后，将接收的解调单元的数据流J中的数据域D发送至数管中心；所述调制单元，用于接收协议处理单元发送的调制单元相关参数信息E，根据所述协议处理单元发送的调制单元相关参数信息E配置自身相关参数；根据自身工作状态，产生调制单元遥测量H，将产生的调制单元遥测量H发送至协议处理单元；以及，接收协议处理单元发送的待发数据G，编码后，PM调制至中频输出至解调单元；所述解调单元，用于接收协议处理单元发送的解调单元相关参数信息F，根据所述协议处理单元发送的解调单元相关参数信息F配置自身相关参数；根据自身工作状态，产生解调单元遥测量I；对解调单元输入的中频信号符号同步、载波同步及译码后，将得到数据流J输出至协议处理单元；其中，所述协议处理单元，包括：IO模块、ARQ模块、MAC模块、流程控制模块、接收处理模块和相干控制模块；所述IO模块，用于接收数管中心发出的传输数据B，当顺序帧流控开放时，向ARQ模块传输顺序帧，当加急帧流控开放时，向ARQ模块传输加急帧；以及，在对接收到的解调单元发出的数据流J进行校验后，将接收的解调单元的数据流J中的数据域D发送至数管中心；所述MAC模块，用于接收数管中心发送的遥控指令A，对接收到的遥控指令A进行校验后，提取自身单元相关参数信息、调制单元相关参数信息E和解调单元相关参数信息F，并输出至流程控制模块；以及，接收流程控制模块输出的总遥测量C，并将总遥测量C回传至数管中心；所述ARQ模块，用于接收从IO模块输出的顺序及加急帧，并根据本地加急帧及顺序帧的存储量是否超过阀值，确定是否生成加急流控及顺序流控，并反馈至IO模块；根据接收到的PLCW帧序号，选取帧号为当前帧号及当前帧号加1的数据帧，输出至流程控制模块；以及，从接收处理模块接收待发送的PLCW，添加至加急帧发送序列；以及，根据流程控制模块给出的要数使能，以加急帧优先顺序帧的发送顺序，将待发帧输出至流程控制模块；所述流程控制模块，用于根据MAC模块给出的自身单元相关参数信息或从接收处理模块处收到的SPDU参数，完成协议全双工通信功能；将调制单元相关参数信息E输出至调制单元，将解调单元相关参数信息F输出至接收处理模块；以及，从调制单元接收调制单元遥测量H，从接收处理模块接收解调单元遥测量I，并根据自身状态，产生总遥测量C，将总遥测量C发送至MAC模块；所述接收处理模块，用于从解调单元输入的数据流中，识别PLCW帧并将PLCW帧序号输出至ARQ模块；根据接收到的顺序帧帧序号，生成待发送的PLCW，输出至ARQ模块；将接收的流程控制模块输出的解调单元相关参数信息F输出至解调单元；将解调单元输入的相关参数中转至流程控制模块；根据解调单元输入的相关参数，在本地生成SPDU，并输出至流程控制模块；接收解调单元的解调单元遥测量I，并发送至流程控制模块；所述相干控制模块，用于根据MAC模块给出的控制指令或接收到的SPDU参数，确定相干模式开启后，将接收频率乘以相应的转发比生成发射频率，输出至调制单元；其中，调制单元的自身相关参数包括：信道、编码方式和速率档中的至少一种；解调单元的自身相关参数包括：信道、编码方式和速率档中的至少一种；协议处理单元的自身相关参数包括：全局复位、全双工发起及响应模式、自适应切换模式和相干模式中的至少一种。

全文数据：一种基于全双工临近空间协议的通信架构技术领域[0001]本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种基于全双工临近空间协议的通信架构。背景技术[0002]在火星探测等深空探测活动中，由于通信距离远、无线电波传输延时长，信号能量衰减严重，以及可见时间短等特点，需要采用中继通信技术来实现火星、月球等表面着陆设备的对地数据传输。[0003]以火星为例，围绕火星转动的环绕器通过中继链路，获取着陆设备的观测数据，并将地球控制中心发来的遥控指令通过中继链路送给着陆设备，以实现远程控制。由于火星环绕器的高速运动，通信双方可见时间短。而且由于数据信息量大，且需要做到通信过程中的无误传输，因此，需要一套机制来保证，这就是全双工临近空间协议。[0004]在现有的深空探测中，例如文献I“AutomaticCodeGenerationForInstrumentFlightSoftware”（JetPropulsionLaboratory，CaliforniaInstituteofTechnology，48000akGroveDrive，Pasadena，CA91109，USA给出了目前火星车任务（好奇、机遇、凤凰）中的CCSDS协议全双工通信系统的实现方式，它们仅具备自适应切换速率档的功能，编码方式、频点及帧长都是固定不可变的，吞吐量和效率受到极大的约束和限制。发明内容[0005]本发明的技术解决问题:克服现有技术的不足，提供一种基于全双工临近空间协议的通信架构，优化了资源，将调制、解调及协议有机融合，使得临近空间的通信可靠性更高、吞吐量更大、效率更高。[0006]为了解决上述技术问题，本发明公开了一种基于全双工临近空间协议的通信架构，包括:数管中心、协议处理单元、调制单元和解调单元；[0007]所述数管中心，用于收发数据的调度，发出遥控指令A及传输数据B至协议处理单元，以及，接收从协议处理单元返回的总遥测量C和数据域D;[0008]所述协议处理单元，用于负责协议的顶层实现及对调制单元和解调单元的调度，对接收到的遥控指令A进行校验后，提取自身单元相关参数信息、调制单元相关参数信息E和解调单元相关参数信息F，并将调制单元相关参数信息E发送至调制单元，将解调单元相关参数信息F发送至解调单元;接收传输数据B，并按协议规定，产生待发数据G，将待发数据G传输至调制单元;提取调制单元遥测量H和解调单元遥测量I，并根据自身状态，产生总遥测量C，将总遥测量C发送至数管中心;接收解调单元的数据流J，进行校验后，将接收的解调单元的数据流J中的数据域D发送至数管中心；[0009]所述调制单元，用于接收协议处理单元发送的调制单元相关参数信息E，根据所述协议处理单元发送的调制单元相关参数信息E配置自身相关参数;根据自身工作状态，产生调制单元遥测量H，将产生的调制单元遥测量H发送至协议处理单元；以及，接收协议处理单元发送的待发数据G，编码后，PM调制至中频输出至解调单元；[0010]所述解调单元，用于接收协议处理单元发送的解调单元相关参数信息F，根据所述协议处理单元发送的解调单元相关参数信息F配置自身相关参数;根据自身工作状态，产生解调单元遥测量I;对解调单元输入的中频信号符号同步、载波同步及译码后，将得到数据流J输出至协议处理单元。[0011]在上述基于全双工临近空间协议的通信架构中，所述协议处理单元，包括：IO模块、ARQ模块、MC模块、流程控制模块、接收处理模块和相干控制模块；[0012]所述IO模块，用于接收数管中心发出的传输数据B，当顺序帧流控开放时，向ARQ模块传输顺序帧，当加急帧流控开放时，向ARQ模块传输加急帧；以及，在对接收到的解调单元发出的数据流J进行校验后，将接收的解调单元的数据流J中的数据域D发送至数管中心；[0013]所述MC模块，用于接收数管中心发送的遥控指令A，对接收到的遥控指令A进行校验后，提取自身单元相关参数信息、调制单元相关参数信息E和解调单元相关参数信息F，并输出至流程控制模块；以及，接收流程控制模块输出的总遥测量C，并将总遥测量C回传至数管中心；[0014]所述ARQ模块，用于接收从IO模块输出的顺序及加急帧，并根据本地加急帧及顺序帧的存储量是否超过阀值，确定是否生成加急流控及顺序流控，并反馈至IO模块;根据接收到的PLCW帧序号，选取帧号为当前帧号及当前帧号加1的数据帧，输出至流程控制模块；以及，从接收处理模块接收待发送的PLCW，添加至加急帧发送序列；以及，根据流程控制模块给出的要数使能，以加急帧优先顺序帧的发送顺序，将待发帧输出至流程控制模块；[0015]所述流程控制模块，用于根据MAC模块给出的自身单元相关参数信息或从接收处理模块处收到的SPDU参数，完成协议全双工通信功能;将调制单元相关参数信息E输出至调制单元，将解调单元相关参数信息F输出至接收处理模块；以及，从调制单元接收调制单元遥测量H，从接收处理模块接收解调单元遥测量I，并根据自身状态，产生总遥测量C，将总遥测量C发送至MC模块；[0016]所述接收处理模块，用于从解调单元输入的数据流中，识别PLCW帧并将PLCW帧序号输出至ARQ模块;根据接收到的顺序帧帧序号，生成待发送的PLCW，输出至ARQ模块;将接收的流程控制模块输出的解调单元相关参数信息F输出至解调单元;将解调单元输入的相关参数中转至流程控制模块;根据解调单元输入的相关参数，在本地生成SPDU，并输出至流程控制模块;接收解调单元的解调单元遥测量I，并发送至流程控制模块；[0017]所述相干控制模块，用于根据MAC模块给出的控制指令或接收到的SPDU参数，确定相干模式开启后，将接收频率乘以相应的转发比生成发射频率，输出至调制单元。[0018]在上述基于全双工临近空间协议的通信架构中，[0019]调制单元的自身相关参数包括:信道、编码方式和速率档中的至少一种；[0020]解调单元的自身相关参数包括:信道、编码方式和速率档中的至少一种；[0021]协议处理单元的自身相关参数包括:全局复位、全双工发起及响应模式、自适应切换模式和相干模式中的至少一种。[0022]在上述基于全双工临近空间协议的通信架构中，[0023]解调单元输入的相关参数包括:信噪比、呼叫响应指令、远端无数据指令、失锁指令和接收到的SPDU参数中的至少一种。[0024]在上述基于全双工临近空间协议的通信架构中，[0025]接收MC模块给出的遥控指令，进入初始状态；[0026]检测系统响应模式；[0027]若系统响应模式为全双工发起模式，进入状态1，控制所述调制单元依次发送Is的单载波和384bit的空闲序列；将所述MAC模块的输入参数组成SPDU帧，送入调制单元发出；在发送64bit的尾序列之后关闭发射机;控制计时器启动，当计时器到达预设时刻T2时，若接收端返回的呼叫响应指令无效，则控制计时器清零，进入状态2,计时器清0;将发射机参数设置为全双工发起状态下的默认速率、频率及编码方式，在设置完成之后跳转到状态1;若接收端返回的呼叫响应指令有效，则设置解调单元的自身相关参数，计时器清〇,进入状态3;[0028]若系统响应模式为全双工响应模式，进入状态0,当成功收到接收处理模块的SPDU参数时，产生相应的呼叫响应帧，加入到加急发送序列中，并设置解调单元业务下的频点、速率及编码方式;若位同步锁定，进入状态3;[0029]在状态3时，设置发射单元参数及接收单元参数至相应业务下的频点、速率及编码方式，控制调制单元启动，在发送Is的单载波及384个空闲序列后实现切换控制。[0030]在上述基于全双工临近空间协议的通信架构中，所述流程控制模块，还用于：[0031]在切换控制时，根据MC模块给出的遥控指令所指示的模式，进行状态切换；[0032]当遥控指令所指示的模式为非自适应模式时，进入状态4,若所述调制单元的流控指令为〇，向ARQ模块的要数使能置为1，以使ARQ模块收到使能后输出一加急帧优先级高于顺序帧的整帧数据；当检测到ARQ模块输出使能为1时，则要数使能置0，提取帧长Ml，并将整帧输出至调制单元;当检测到ARQ模块输出使能为0时，检测是否失锁、本地无数据是否有效和远端无数据是否有效;其中，若失锁，复位所述调制单元和解调单元，返回初始状态;若本地无数据和远端无数据同时有效，复位所述调制单元及解调单元，返回状初始状态；否则，进行状态5;在状态5下，控制计数器开始计数，当计数达到预设数值Ml时，计数器清0并实现切换控制；[0033]当遥控指令所指示的模式为自适应模式，且流程控制模块收到切换对方发射机参数的SPDU时，进入状态6，将切换对方发射机参数的SPDU发出，要数使能置为0，不再发出任何信息，进入状态7;在状态7下，控制计时器启动，当计时器到达预设时刻T3时，若仍没有收到接收处理模块发来的位同步失锁指令，则回到状态6,次数计数器记为1，当次数计数器记为3时，结束自适应切换并实现切换控制;若收到接收处理模块发来的失锁指令，则次数计数器清0，计时器清0，进入状态8;在状态8下，设置解调单元至新业务参数，并开始计时，当计时器到达预设时刻T4时，查看失锁指令，若仍未锁定，结束自适应切换，复位调制单元及解调单元，回到初始状态;若锁定，结束自适应切换，回到状态4，开始发送数据；[0034]当遥控指令所指示的模式为自适应模式，且流程控制模块收到切换本地发射机参数的SPDU时，进入状态9，设置调制单元至新的业务参数，结束自适应切换，进入状态4。[0035]本发明具有以下优点：[0036]本发明所述的基于全双工临近空间协议的通信架构，以全双工临近空间协议为基础，将信号频点、编码方式、速率档及帧长有机的结合起来，优化了资源，将调制、解调及协议有机融合，使得临近空间的通信可靠性更高、吞吐量更大、效率更高。附图说明[0037]图1是本发明实施例中的一种基于全双工临近空间协议的通信架构的结构框图；[0038]图2是本发明实施例中的一种流程控制模块的控制流程示意图。具体实施方式[0039]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明公共的实施方式作进一步详细描述。[0040]参照图1，示出了本发明实施例中的一种基于全双工临近空间协议的通信架构的结构框图。在本实施例中，所述基于全双工临近空间协议的通信架构，包括:数管中心100、协议处理单元200、调制单元300和解调单元400。[0041]数管中心100作为收发信机的上层，负责收发数据的调度及对收发信机的遥控及遥测；协议处理单元200负责协议的顶层实现及对调制解调单元的调度；调制单元300的功能是对待发数据编码后，PMPhaseModulation，相位调制）调制至中频输出；解调单元400的功能是对输入中频信号符号同步、载波同步及译码后，提取出有效数据或指令，输出至协议处理单元。[0042]下面对各个模块的功能进行详细说明。[0043]所述数管中心100,用于收发数据的调度，发出遥控指令A及传输数据B至协议处理单元，以及，接收从协议处理单元返回的总遥测量C和数据域D。[0044]所述协议处理单元200,用于负责协议的顶层实现及对调制单元和解调单元的调度，对接收到的遥控指令A进行校验后，提取自身单元相关参数信息、调制单元相关参数信息E和解调单元相关参数信息F，并将调制单元相关参数信息E发送至调制单元，将解调单元相关参数信息F发送至解调单元;接收传输数据B，并按协议规定，产生待发数据G，将待发数据G传输至调制单元;提取调制单元遥测量H和解调单元遥测量I，并根据自身状态，产生总遥测量C，将总遥测量C发送至数管中心;接收解调单元的数据流J，进行校验后，将接收的解调单元的数据流J中的数据域D发送至数管中心。[0045]所述调制单元300,用于接收协议处理单元发送的调制单元相关参数信息E，根据所述协议处理单元发送的调制单元相关参数信息E配置自身相关参数;根据自身工作状态，产生调制单元遥测量H，将产生的调制单元遥测量H发送至协议处理单元；以及，接收协议处理单元发送的待发数据G，编码后，PM调制至中频输出至解调单元。[0046]所述解调单元400,用于接收协议处理单元发送的解调单元相关参数信息F，根据所述协议处理单元发送的解调单元相关参数信息F配置自身相关参数;根据自身工作状态，产生解调单元遥测量I;对解调单元输入的中频信号符号同步、载波同步及译码后，将得到数据流J输出至协议处理单元。[0047]在本实施例中，协议处理单元200是整个通信架构的核心，具体可以包括：IOInputOutput，输入输出）模块201、ARQAutomaticRepeatQueuing，自动序列重发）模块202、MACMediaAccessControl，介质访问控制）模块203、流程控制模块204、接收处理模块205和相干控制模块206。[0048]优选的，[0049]所述IO模块201，用于接收数管中心发出的传输数据B，当顺序帧流控开放时，向ARQ模块传输顺序帧，当加急帧流控开放时，向ARQ模块传输加急帧；以及，在对接收到的解调单元发出的数据流J进行校验后，将接收的解调单元的数据流J中的数据域D发送至数管中心。[0050]所述MAC模块202,用于接收数管中心发送的遥控指令A，对接收到的遥控指令A进行校验后，提取自身单元相关参数信息、调制单元相关参数信息E和解调单元相关参数信息F，并输出至流程控制模块；以及，接收流程控制模块输出的总遥测量C，并将总遥测量C回传至数管中心。[0051]所述ARQ模块203，用于接收从IO模块输出的顺序及加急帧，并根据本地加急帧及顺序帧的存储量是否超过阀值，确定是否生成加急流控及顺序流控，并反馈至IO模块;根据接收到的PLCWProximityLinkControlWord，临近链路控制字帧序号，选取帧号为当前帧号及当前帧号加1的数据帧，输出至流程控制模块；以及，从接收处理模块接收待发送的PLCW，添加至加急帧发送序列；以及，根据流程控制模块给出的要数使能，以加急帧优先顺序帧的发送顺序，将待发帧输出至流程控制模块；[0052]所述流程控制模块204，用于根据MAC模块给出的自身单元相关参数信息或从接收处理模块处收到的SPDUSupervisoryProtocolDataUnit，加急协议数据单元）参数，完成协议全双工通信功能;将调制单元相关参数信息E输出至调制单元，将解调单元相关参数信息F输出至接收处理模块；以及，从调制单元接收调制单元遥测量H，从接收处理模块接收解调单元遥测量I，并根据自身状态，产生总遥测量C，将总遥测量C发送至MC模块。[0053]所述接收处理模块205，用于从解调单元输入的数据流中，识别PLCW帧并将PLCW帧序号输出至ARQ模块;根据接收到的顺序帧帧序号，生成待发送的PLCW，输出至ARQ模块;将接收的流程控制模块输出的解调单元相关参数信息F输出至解调单元;将解调单元输入的相关参数中转至流程控制模块;根据解调单元输入的相关参数，在本地生成SPDU设置对方发射机参数），并输出至流程控制模块;接收解调单元的解调单元遥测量I，并发送至流程控制丰吴块。[0054]所述相干控制模块206，用于根据MAC模块给出的控制指令或接收到的SPDU参数，确定相干模式开启后，将接收频率乘以相应的转发比生成发射频率，输出至调制单元。[0055]在本发明一优选实施例中，协议处理单元200所包括的六个模块的具体功能可以如下表1所示，[0058]表I[0059]其中，需要说明的是，在本实施例中，调制单元的自身相关参数包括:信道、编码方式和速率档中的至少一种;解调单元的自身相关参数包括:信道、编码方式和速率档中的至少一种；协议处理单元的自身相关参数包括:全局复位、全双工发起及响应模式、自适应切换模式和相干模式中的至少一种。解调单元输入的相关参数包括:信噪比（Signal-NoiseRatio，SNR，信噪比）、呼叫响应指令、远端无数据指令、失锁指令和接收到的SPDU参数中的至少一种。[0060]在本实施例中，流程控制模块204完成了整个系统的总控，包括但不仅于由10个状态基组成状态〇、状态1、状态2、状态3、状态4、状态5、状态6、状态7、状态8和状态9，这些状态基的功能及其跳转实现了高可靠大吞吐率通信的各项功能。本发明以全双工临近空间协议为基础，将信号频点、编码方式、速率档及帧长有机的结合起来，在兼容现有协议的基础上，在1片550万门的FPGAField-ProgrammableGateArray，现场可编程门阵列）上实现，使得系统的可靠性更高、吞吐量更大、效率更高，极大的降低了资源的消耗。[0061]参照图2,示出了本发明实施例中一种流程控制模块的控制流程示意图。下面结合图2,对所述流程控制模块204的具体功能进行详细说明。[0062]优选的，所述流程控制模块204,用于：[0063]接收MC模块给出的遥控指令，进入初始状态；[0064]检测系统响应模式；[0065]若系统响应模式为全双工发起模式，进入状态1，控制所述调制单元依次发送Is的单载波和384bit的空闲序列；将所述MAC模块的输入参数组成SPDU帧，送入调制单元发出；在发送64bit的尾序列之后关闭发射机;控制计时器启动，当计时器到达预设时刻T2时，若接收端返回的呼叫响应指令无效，则控制计时器清零，进入状态2,计时器清0;将发射机参数设置为全双工发起状态下的默认速率、频率及编码方式，在设置完成之后跳转到状态1;若接收端返回的呼叫响应指令有效，则设置解调单元的自身相关参数，计时器清〇,进入状态3;[0066]若系统响应模式为全双工响应模式，进入状态0,当成功收到接收处理模块的SPDU参数时，产生相应的呼叫响应帧，加入到加急发送序列中，并设置解调单元业务下的频点、速率及编码方式;若位同步锁定，进入状态3;[0067]在状态3时，设置发射单元参数及接收单元参数至相应业务下的频点、速率及编码方式，控制调制单元启动，在发送Is的单载波及384个空闲序列后实现切换控制。[0068]优选的，流程控制模块204在切换控制时，具体用于：[0069]在切换控制时，根据MC模块给出的遥控指令所指示的模式，进行状态切换；[0070]当遥控指令所指示的模式为非自适应模式时，进入状态4,若所述调制单元的流控指令为〇，向ARQ模块的要数使能置为1，以使ARQ模块收到使能后输出一加急帧优先级高于顺序帧的整帧数据；当检测到ARQ模块输出使能为1时，则要数使能置0，提取帧长Ml，并将整帧输出至调制单元;当检测到ARQ模块输出使能为0时，检测是否失锁、本地无数据是否有效和远端无数据是否有效;其中，若失锁，复位所述调制单元和解调单元，返回初始状态;若本地无数据和远端无数据同时有效，复位所述调制单元及解调单元，返回状初始状态；否则，进行状态5;在状态5下，控制计数器开始计数，当计数达到预设数值Ml时，计数器清0并实现切换控制；[0071]当遥控指令所指示的模式为自适应模式，且流程控制模块收到切换对方发射机参数的SPDU时，进入状态6，将切换对方发射机参数的SPDU发出，要数使能置为0，不再发出任何信息，进入状态7;在状态7下，控制计时器启动，当计时器到达预设时刻T3时，若仍没有收到接收处理模块发来的位同步失锁指令，则回到状态6,次数计数器记为1，当次数计数器记为3时，结束自适应切换并实现切换控制;若收到接收处理模块发来的失锁指令，则次数计数器清0，计时器清0，进入状态8;在状态8下，设置解调单元至新业务参数，并开始计时，当计时器到达预设时刻T4时，查看失锁指令，若仍未锁定，结束自适应切换，复位调制单元及解调单元，回到初始状态;若锁定，结束自适应切换，回到状态4，开始发送数据；[0072]当遥控指令所指示的模式为自适应模式，且流程控制模块收到切换本地发射机参数的SPDU时，进入状态9，设置调制单元至新的业务参数，结束自适应切换，进入状态4。[0073]需要说明的是，在本实施例中，计时器的预设值T2、T3和T4等）以及计数器的预设值可以根据实际情况确定，本实施例对此不作限制。[0074]综上所述，本发明所述的基于全双工临近空间协议的通信架构，以全双工临近空间协议为基础，将信号频点、编码方式、速率档及帧长有机的结合起来，优化了资源，将调制、解调及协议有机融合，使得临近空间的通信可靠性更高、吞吐量更大、效率更高。[0075]本说明中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。[0076]以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。[0077]本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

权利要求：1.一种基于全双工临近空间协议的通信架构，其特征在于，包括:数管中心、协议处理单元、调制单元和解调单元；所述数管中心，用于收发数据的调度，发出遥控指令A及传输数据B至协议处理单元，以及，接收从协议处理单元返回的总遥测量C和数据域D;所述协议处理单元，用于负责协议的顶层实现及对调制单元和解调单元的调度，对接收到的遥控指令A进行校验后，提取自身单元相关参数信息、调制单元相关参数信息E和解调单元相关参数信息F，并将调制单元相关参数信息E发送至调制单元，将解调单元相关参数信息F发送至解调单元;接收传输数据B，并按协议规定，产生待发数据G，将待发数据G传输至调制单元;提取调制单元遥测量H和解调单元遥测量I，并根据自身状态，产生总遥测量C，将总遥测量C发送至数管中心;接收解调单元的数据流J，进行校验后，将接收的解调单元的数据流J中的数据域D发送至数管中心；所述调制单元，用于接收协议处理单元发送的调制单元相关参数信息E，根据所述协议处理单元发送的调制单元相关参数信息E配置自身相关参数;根据自身工作状态，产生调制单元遥测量H，将产生的调制单元遥测量H发送至协议处理单元；以及，接收协议处理单元发送的待发数据G，编码后，PM调制至中频输出至解调单元；所述解调单元，用于接收协议处理单元发送的解调单元相关参数信息F，根据所述协议处理单元发送的解调单元相关参数信息F配置自身相关参数;根据自身工作状态，产生解调单元遥测量I;对解调单元输入的中频信号符号同步、载波同步及译码后，将得到数据流J输出至协议处理单元。2.根据权利要求1所述的通信架构，其特征在于，所述协议处理单元，包括：IO模块、ARQ模块、MC模块、流程控制模块、接收处理模块和相干控制模块；所述IO模块，用于接收数管中心发出的传输数据B，当顺序帧流控开放时，向ARQ模块传输顺序帧，当加急帧流控开放时，向ARQ模块传输加急帧；以及，在对接收到的解调单元发出的数据流J进行校验后，将接收的解调单元的数据流J中的数据域D发送至数管中心；所述MAC模块，用于接收数管中心发送的遥控指令A，对接收到的遥控指令A进行校验后，提取自身单元相关参数信息、调制单元相关参数信息E和解调单元相关参数信息F，并输出至流程控制模块；以及，接收流程控制模块输出的总遥测量C，并将总遥测量C回传至数管中心；所述ARQ模块，用于接收从IO模块输出的顺序及加急帧，并根据本地加急帧及顺序帧的存储量是否超过阀值，确定是否生成加急流控及顺序流控，并反馈至IO模块;根据接收到的PLCW帧序号，选取帧号为当前帧号及当前帧号加1的数据帧，输出至流程控制模块；以及，从接收处理模块接收待发送的PLCW，添加至加急帧发送序列；以及，根据流程控制模块给出的要数使能，以加急帧优先顺序帧的发送顺序，将待发帧输出至流程控制模块；所述流程控制模块，用于根据MAC模块给出的自身单元相关参数信息或从接收处理模块处收到的SPDU参数，完成协议全双工通信功能;将调制单元相关参数信息E输出至调制单元，将解调单元相关参数信息F输出至接收处理模块；以及，从调制单元接收调制单元遥测量H，从接收处理模块接收解调单元遥测量I，并根据自身状态，产生总遥测量C，将总遥测量C发送至MAC模块；所述接收处理模块，用于从解调单元输入的数据流中，识别PLCW帧并将PLCW帧序号输出至ARQ模块;根据接收到的顺序帧帧序号，生成待发送的PLCW，输出至ARQ模块;将接收的流程控制模块输出的解调单元相关参数信息F输出至解调单元;将解调单元输入的相关参数中转至流程控制模块;根据解调单元输入的相关参数，在本地生成SPDU，并输出至流程控制模块;接收解调单元的解调单元遥测量I，并发送至流程控制模块；所述相干控制模块，用于根据MAC模块给出的控制指令或接收到的SPDU参数，确定相干模式开启后，将接收频率乘以相应的转发比生成发射频率，输出至调制单元。3.根据权利要求1或2所述的通信架构，其特征在于，调制单元的自身相关参数包括:信道、编码方式和速率档中的至少一种；解调单元的自身相关参数包括:信道、编码方式和速率档中的至少一种；协议处理单元的自身相关参数包括:全局复位、全双工发起及响应模式、自适应切换模式和相干模式中的至少一种。4.根据权利要求2所述的通信架构，其特征在于，解调单元输入的相关参数包括:信噪比、呼叫响应指令、远端无数据指令、失锁指令和接收到的SPDU参数中的至少一种。5.根据权利要求2所述的通信架构，其特征在于，所述流程控制模块，用于：接收MC模块给出的遥控指令，进入初始状态；检测系统响应模式；若系统响应模式为全双工发起模式，进入状态1，控制所述调制单元依次发送Is的单载波和384bit的空闲序列；将所述MAC模块的输入参数组成SPDU帧，送入调制单元发出；在发送64bit的尾序列之后关闭发射机;控制计时器启动，当计时器到达预设时刻T2时，若接收端返回的呼叫响应指令无效，则控制计时器清零，进入状态2,计时器清O;将发射机参数设置为全双工发起状态下的默认速率、频率及编码方式，在设置完成之后跳转到状态1;若接收端返回的呼叫响应指令有效，则设置解调单元的自身相关参数，计时器清O，进入状态3;若系统响应模式为全双工响应模式，进入状态O，当成功收到接收处理模块的SPDU参数时，产生相应的呼叫响应帧，加入到加急发送序列中，并设置解调单元业务下的频点、速率及编码方式;若位同步锁定，进入状态3;在状态3时，设置发射单元参数及接收单元参数至相应业务下的频点、速率及编码方式，控制调制单元启动，在发送Is的单载波及384个空闲序列后实现切换控制。6.根据权利要求5所述的通信架构，其特征在于，所述流程控制模块，还用于：在切换控制时，根据MAC模块给出的遥控指令所指示的模式，进行状态切换；当遥控指令所指示的模式为非自适应模式时，进入状态4，若所述调制单元的流控指令为O，向ARQ模块的要数使能置为1，以使ARQ模块收到使能后输出一加急帧优先级高于顺序帧的整帧数据;当检测到ARQ模块输出使能为1时，则要数使能置O，提取帧长Ml，并将整帧输出至调制单元；当检测到ARQ模块输出使能为O时，检测是否失锁、本地无数据是否有效和远端无数据是否有效;其中，若失锁，复位所述调制单元和解调单元，返回初始状态;若本地无数据和远端无数据同时有效，复位所述调制单元及解调单元，返回状初始状态；否则，进行状态5;在状态5下，控制计数器开始计数，当计数达到预设数值Ml时，计数器清O并实现切换控制；当遥控指令所指示的模式为自适应模式，且流程控制模块收到切换对方发射机参数的SPDU时，进入状态6，将切换对方发射机参数的SPDU发出，要数使能置为O，不再发出任何信息，进入状态7;在状态7下，控制计时器启动，当计时器到达预设时刻T3时，若仍没有收到接收处理模块发来的位同步失锁指令，则回到状态6,次数计数器记为1，当次数计数器记为3时，结束自适应切换并实现切换控制;若收到接收处理模块发来的失锁指令，则次数计数器清O，计时器清O，进入状态8;在状态8下，设置解调单元至新业务参数，并开始计时，当计时器到达预设时刻T4时，查看失锁指令，若仍未锁定，结束自适应切换，复位调制单元及解调单元，回到初始状态;若锁定，结束自适应切换，回到状态4，开始发送数据；当遥控指令所指示的模式为自适应模式，且流程控制模块收到切换本地发射机参数的SPDU时，进入状态9，设置调制单元至新的业务参数，结束自适应切换，进入状态4。

百度查询： 西安空间无线电技术研究所 一种基于全双工临近空间协议的通信系统

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