一种多速率多模式的星载发射装置

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种多速率多模式编码调制器，该发明可以为不同环境，不同用户提供数据传输。多速率多模式编码调制器利用动态缓存管理技术，降低数据传输延时，同时支持多种调制模式，可以根据链路状态动态调整信息速率，提高传输信道的利用率。

背景技术

一般传统的调制器覆盖的信息速率范围小，可配置的调制参数具有一定的局限性，并且不能依据当前的调制参数动态调整缓存容量，在具体的使用中，会产生信道利用率较低，传输延时较大的情况；同时，传统的调制器在更新或者修改某些调制参数时，可能还需将整个调制器进行复位，会打乱正在传输的数据，导致数据丢包等情况。

发明内容

本发明的目的在于避免上述背景技术中的不足之处，设计了一种多速率多模式的星载发射装置以解决上述不足。本发明具有信息速率覆盖范围广泛、传输链路延时小、资源占用少、性能稳定可靠、适应性强等优点。

本发明采用的技术方案为：

一种多速率多模式的星载发射装置，包括遥控指令接收模块1、多模式控制模块2、接口管理模块3、业务数据管理模块4、高速数据接收模块5、数据编码模块6、数据转换模块7、数据组帧模块8以及数据调制模块9；

所述的遥控指令接收模块1接收控制板卡传来的遥控指令信息，将其中的调制模式指令信息传递给多模式控制模块2；多模式控制模块2对接收到的调制模式指令进行解析，识别出正确组合的三种参数：调制方式、编码码率以及扩频比，然后将调制参数依次传递给接口管理模块3、业务数据管理模块4、数据编码模块6、数据转换模块7、数据组帧模块8以及数据调制模块9；接口管理模块3根据接收到的调制参数，产生相应长度与数量的数据使能，将产生的数据使能传递给业务数据管理模块4；业务数据管理模块4接收高速数据接收模块5传来的并行数据链路帧存入缓存器，并采用动态缓存管理技术，根据当前接收的调制参数，调整缓存器的容量上限，同时利用空帧补偿技术，将数据链路帧转换成与数据使能长度相等的串行业务数据，传递给数据编码模块6；高速数据接收模块5接收高速口传来的突发业务数据，利用并行搜帧技术提取出并行数据链路帧，传递给业务数据管理模块4；数据编码模块6根据接收到的调制参数与业务数据，对数据进行分组编码，将编码后的数据传递给数据转换模块7；数据转换模块7接收调制参数与编码数据，采用多级缓存器串联技术，实现不同调制方式下对编码数据相应的位宽转换，将转换后的数据传递给数据组帧模块8；数据组帧模块8接收调制参数与转换后的业务数据，按照规定协议的帧格式组成完整的数据帧，转发给数据调制模块9；数据调制模块9按照调制参数对数据帧进行映射、加扰、滤波以及调制处理，将数据转换成所需的中频信号输出。

其中，所述的多模式控制模块2包括指令解析模块2-1、指令判别模块2-2以及指令下发模块2-3；

所述的指令解析模块2-1接收遥控指令接收模块1传来的原始调制指令信息，按照帧协议解析出三种调制参数所对应的具体模式，并传递给指令判决模块2-2；指令判决模块2-2对接收到的三种调制参数进行判断，如果该星载发射装置支持三种调制参数的组合方式，则将三种调制参数传递给指令下发模块2-3，否则，维持原状；指令下发模块2-3根据每个模块所需参数的时刻不同，将接收到的调制参数依次发送给接口管理模块3、业务数据管理模块4、数据编码模块6、数据转换模块7、数据组帧模块8以及数据调制模块9。

其中，所述的业务数据管理模块4包括业务数据读取控制模块4-1、业务数据缓存模块4-2、业务数据动态管理模块4-3、空帧模块4-4、业务数据串并转换模块4-5以及业务数据加扰模块4-6；

所述的业务数据读取控制模块4-1接收接口管理模块3传来的数据使能，在数据使能的驱动下，读取业务数据缓存模块4-2中的业务数据，当业务数据数量达不到数据使能的长度时，利用空帧补偿，读取空帧模块4-4中的空帧数据，完成后将并行的业务数据传递给业务数据串并转换模块4-5；业务数据缓存模块4-2接收高速数据接收模块5传来的并行业务数据存入缓存器，并受业务数据读取控制模块4-1的读取控制，同时将缓存器的存储量等参数信息传递给业务数据动态管理模块4-3；业务数据动态管理模块4-3根据多模式控制模块2传递的当前调制参数，为不同模式设置不同的存储容量，并实时检测多模式控制模块2缓存器中的存储量，当缓存器中的数据量达到上限要求时，不再存入数据，当数据量小于一定数值时，继续存入数据；空帧模块4-4存储固定内容的空帧数据，当需要时，通过业务数据读取控制模块4-1的控制将空帧数据读出；业务数据串并转换模块4-5按照多模式控制模块2传递的调制参数，将接收到的一路并行业务数据通过多级缓存器，转换成多路串行业务数据，并传递给业务数据加扰模块4-6；业务数据加扰模块4-6按照加扰序列对业务数据加扰，完成后将业务数据传递给数据编码模块6。

其中，所述的数据转换模块7包括编码数据并串转换模块7-1、数据使能控制模块7-2以及编码数据位宽转换模块7-3；

所述的编码数据并串转换模块7-1接收数据编码模块6传来的编码数据，按照多模式控制模块2传递的调制参数，利用一个或多个缓存器，将多路串行编码数据转换成一路并行编码数据，并将转换完成后的并行编码数据传递给编码数据位宽转换模块7-3，同时将工作标志传递给数据使能控制模块7-2；数据使能控制模块7-2根据接收到的工作标志，产生与多模式控制模块2传递的三种调制参数所对应长度和数量的数据读使能，并将数据读使能传递给编码数据位宽转换模块7-3；编码数据位宽转换模块7-3接收调制参数、并行编码数据以及数据读使能，根据调制参数中不同的调制方式，将并行编码数据通过一个或多个缓存器存储，在数据读使能的控制下将缓存器中的数据按不同位宽读出，传递给数据组帧模块8。

本发明相比现有技术具有如下优点：

1、本发明星载发射装置可以实现180M的符号速率，可以实现BPSK、QPSK、8PSK、16APSK四种调制方式，1/2、3/4、7/8三种编码码率，以及一倍、两倍、四倍、八倍扩频方式，应用范围广泛，适应性强，稳定性好。

2、本发明星载发射装置能够实现5.625M～540M信息速率的覆盖范围，可以适用用户对不同信息速率的需求，实现按需发送，提高链路的利用率与传输效率。

3、本发明星载发射装置采用业务数据动态缓存管理技术，可以实现在各种模式下以很小的时延传输多个逻辑端口数据。

4、本发明星载发射装置可以支持多种模式组合，并且在各个模式之间切换时，无需进行复位操作即可实现模式切换，使用方便。

5、本发明在可编程逻辑器件上实现，具有硬件资源占用小、布局布线时序稳定、性能可靠稳定等优点。

附图说明

图1是本发明多速率多模式的星载发射装置的实施例电原理图。

图2是本发明多模式控制模块的实施例电原理图。

图3是本发明业务数据管理模块的实施例电原理图。

图4是本发明数据转换模块的实施例电原理图。

具体实施方案

参照图1，本发明一种多速率多模式的星载发射装置，包括遥控指令接收模块1、多模式控制模块2、接口管理模块3、业务数据管理模块4、高速数据接收模块5、数据编码模块6、数据转换模块7、数据组帧模块8以及数据调制模块9；图1是本发明一种多速率多模式的星载发射装置的实施例电原理图，实施例按照图1连接线路。

所述的遥控指令接收模块1接收控制板卡传来的遥控指令信息，将其中的调制模式指令信息传递给多模式控制模块2；多模式控制模块2对接收到的调制模式指令进行解析，识别出正确组合的三种参数：调制方式、编码码率以及扩频比，然后将调制参数依次传递给接口管理模块3、业务数据管理模块4、数据编码模块6、数据转换模块7、数据组帧模块8以及数据调制模块9；接口管理模块3根据接收到的调制参数，负责产生相应长度与数量的数据使能，将产生的数据使能传递给业务数据管理模块4；业务数据管理模块4接收高速数据接收模块5传来的并行数据链路帧并存入缓存器，并采用动态缓存管理技术，根据当前接收的调制参数，调整缓存器的容量上限，同时利用空帧补偿技术，将数据链路帧转换成与数据使能长度相等的串行业务数据，传递给数据编码模块6；高速数据接收模块5接收高速口传来的突发业务数据，利用并行搜帧技术提取出并行数据链路帧，传递给业务数据管理模块4；数据编码模块6根据接收到的调制参数与业务数据，对数据进行分组编码，将编码后的数据传递给数据转换模块7；数据转换模块7接收调制参数与编码数据，采用多级缓存器串联技术，实现不同调制方式下对编码数据相应的位宽转换，将转换后的数据传递给数据组帧模块8；数据组帧模块8接收调制参数与转换后的业务数据，按照规定协议的帧格式组成完整的数据帧，转发给数据调制模块9；数据调制模块9按照调制参数对数据帧进行映射、加扰、滤波以及调制处理，将数据转换成所需的中频信号输出。

参照图2，所述的指令解析模块2-1接收遥控指令接收模块1传来的原始控制指令信息，按照帧协议解析出三种调制参数所对应的具体模式，并传递给指令判决模块2-2；指令判决模块2-2对接收到的三种调制参数进行判断，如果该星载发射装置支持三种调制参数的组合方式，则将三种调制参数传递给指令下发模块2-3，否则，维持原状。指令下发模块2-3根据每个模块所需参数的时刻不同，将接收到的调制参数依次发送给接口管理模块3、业务数据管理模块4、数据编码模块6、数据转换模块7、数据组帧模块8以及数据调制模块9。

参照图3，所述的业务数据读取控制模块4-1接收接口管理模块3传来的数据使能，在数据使能的驱动下，读取业务数据缓存模块4-2中的业务数据，当业务数据数量达不到数据使能的长度时，利用空帧补偿，读取空帧模块4-4中的空帧数据，完成后将并行的业务数据传递给业务数据串并转换模块4-5；业务数据缓存模块4-2接收高速数据接收模块5传来的并行业务数据存入缓存器，并受业务数据读取控制模块4-1的读取控制，同时将缓存器的存储量等参数信息传递给业务数据动态管理模块4-3；业务数据动态管理模块4-3根据多模式控制模块2传递的当前调制参数，为不同模式设置不同的存储容量，并实时检测多模式控制模块2缓存器中的存储量，当缓存器中的数据量达到上限要求时，不再存入数据，当数据量小于一定数值时，继续存入数据；空帧模块4-4存储固定内容的空帧数据，当需要时，通过业务数据读取控制模块4-1的控制将空帧数据读出；业务数据串并转换模块4-5按照多模式控制模块2传递的调制参数，将接收到的一路并行业务数据通过多级缓存器，转换成多路串行业务数据，并传递给业务数据加扰模块4-6。业务数据加扰模块4-6按照加扰序列对业务数据加扰，完成后将业务数据传递给数据编码模块6。

参照图4，所述的编码数据并串转换模块7-1接收数据编码模块6传来的编码数据，按照多模式控制模块2传递的调制参数，利用一个或多个缓存器，将多路串行编码数据转换成一路并行编码数据，并将转换完成后的并行编码数据传递给编码数据位宽转换模块7-3，同时将工作标志传递给数据使能控制模块7-2；数据使能控制模块7-2根据接收到的工作标志，产生与多模式控制模块2传递的三种调制参数所对应长度和数量的数据读使能，并将数据读使能传递给编码数据位宽转换模块7-3；编码数据位宽转换模块7-3接收调制参数、并行编码数据以及数据读使能，根据调制参数中不同的调制方式，将并行编码数据通过一个或多个缓存器，在数据读使能的控制下将缓存器中的数据按不同位宽读出，传递给数据组帧模块8。

实施例中的各功能模块均可在一片Xilinx原厂生产的FPGA系列产品XC7VX690T型号上实现。

简要工作原理

一种多速率多模式的星载发射装置的遥控指令接收模块1接收控制板卡传来的遥控指令信息，将其中的调制模式指令信息传递给多模式控制模块2；多模式控制模块2对接收到的调制模式指令进行解析，识别出正确组合的三种参数：调制方式、编码码率以及扩频比，然后将调制参数依次传递给接口管理模块3、业务数据管理模块4、数据编码模块6、数据转换模块7、数据组帧模块8以及数据调制模块9；接口管理模块3根据接收到的调制参数，负责产生相应长度与数量的数据使能，将产生的数据使能传递给业务数据管理模块4；业务数据管理模块4接收高速数据接收模块5传来的并行数据链路帧并存入缓存器，并采用动态缓存管理技术，根据当前接收的调制参数，调整缓存器的容量上限，同时利用空帧补偿技术，将数据链路帧转换成与数据使能长度相等的串行业务数据，传递给数据编码模块6；高速数据接收模块5接收高速口传来的突发业务数据，利用并行搜帧技术提取出并行数据链路帧，传递给业务数据管理模块4；数据编码模块6根据接收到的调制参数与业务数据，对数据进行分组编码，将编码后的数据传递给数据转换模块7；数据转换模块7接收调制参数与编码数据，采用多级缓存器串联技术，实现不同调制方式下对编码数据相应的位宽转换，将转换后的数据传递给数据组帧模块8；数据组帧模块8接收调制参数与转换后的业务数据，按照规定协议的帧格式组成完整的数据帧，转发给数据调制模块9；数据调制模块9按照调制参数对数据帧进行映射、加扰、滤波以及调制处理，将数据转换成所需的中频信号输出。