一种分时复用多模式遥测传输设计方法与流程

本发明涉及一种分时复用多模式遥测传输设计方法，适用于遥测带宽资源紧张和遥测数据源复杂多变系统的遥测传输设计。

背景技术：

某试验载荷多模式系统在轨存在若干种不同的加电组合，待下传的遥测数据源(时间、电压、电流、温度、设备工作状态、通信状态、关键测量数据等)随着设备的加电状态而变化。根据系统的信息接口状态，其中存在两个信息采集设备：供配电管理组合和信息处理计算机，供配电管理组合是系统的遥测输出接口，而载荷系统正式试验时，信息处理计算机是系统的信息中心。供配电管理组合和温控仪为常加电设备，在轨保温模式下，仅这两台设备加电；试验模式下信息处理计算机加电，但系统设计了多种不同的试验任务，根据试验任务的不同，其他载荷设备分时加电。本系统信息接口示意图如图1所示。在轨试验存在人在回路控制方式，某个节点需要下传一些关键动作的执行状态。上一级设备总体协议约束遥测数据传输采取500ms周期、有效字节数不大于27字节，但本系统设备多达12台套，遥测数据源繁多，遥测带宽极其紧张。

本系统的遥测数据传输给上一级设备后，在一种特定工作模式下，上一级设备对遥测数据抽帧下传，并且不明确抽帧起止时间，抽帧比例为1：4。其他航天器的信息处理中心也是遥测帧的传输控制设备，并且为常加电设备，本系统的信息链路状态对遥测传输增加了难度。关于遥测格式，pcm格式不能很好地适应本系统的模式多变状态，分包遥测的源包设计思路实现了遥测帧的动态复用，可以较简单地解决复杂数据源的遥测组帧问题，但需要安排诸多附属说明数据，不利于短帧遥测传输设计。统一遥测格式对两者进行了融合，但其浮动区遥测也至少需要用户标识和长度两类信息来对遥测数据进行区分，本系统期望尽可能地减少标识类别，提高有效遥测数据的带宽占有率。

基于上述应用背景，迫切需要设计一种能够满足两个信息采集设备、遥测带宽资源紧张和遥测数据源复杂多变的遥测传输方法。

技术实现要素：

本发明提供一种分时复用多模式遥测传输设计方法，解决两个信息采集设备、遥测下传带宽受限、遥测数据源复杂多变的数据下传问题。

一种分时复用多模式遥测传输设计方法，包括：

对试验载荷多模式系统在任务期内可能的加电组合进行分组，将同时加电的设备归类为一组，对应一种遥测组帧模式；

确定每种模式下的周期复帧数为奇数，对每种模式下的待传输遥测数据进行筛选，筛选出重要程度高的数据，并将所述重要程度高的数据压缩字节后封装成周期遥测帧，使该模式下的帧数与待传输遥测字节数相匹配；将系统工作期间的随机数据下传需求逐一封装成随机遥测帧；

在所述周期遥测帧和随机遥测帧的固定位置通过不同的数据标识码区分不同的模式；

按照遥测数据传输周期发送周期遥测帧或随机遥测帧。

进一步地，在系统出现随机遥测帧下传需求时，暂停周期遥测帧下传，通过随机帧下传当前遥测状态，并且连续传输4次；当前的随机帧下传完毕后，继续下传周期遥测帧。

本发明的有益效果为：

1、本发明结合多模式系统特点，对系统内两个信息采集中心的分工进行了优化设计，分时复用多模式遥测格式，采取奇数帧周期遥测和不定期随机帧遥测相结合的方式，最大程度地节省了遥测标识类别，利用了有限的遥测资源。

2、每种模式下的待传输遥测数据的复帧结构为奇数帧，因为遥测传输周期固定，在一组复帧结构中只传输一次时间信息，其他帧的时间根据遥测帧号递推，可以满足系统的时间精度要求。

3、本发明在遥测资源受限、系统模式繁多的状态下，有效解决了遥测数据源的数据编排下传问题，将系统关键重要的遥测量下传，满足了系统的遥测监视需求。

附图说明

图1为本发明具体实施例传输设计示意图。

具体实施方式

下面针对某试验载荷系统来详细说明本发明的分时复用多模式遥测传输设计方法。

一种分时复用多模式遥测传输设计方法，首先对系统内两个信息处理设备的信息流向进行梳理。待机模式下，只能由对外遥测接口设备处理遥测帧，试验模式下，若直接交权由信息处理计算机组帧传输，供配电管理组合需要将自身和温控仪的遥测数据回传给信息处理计算机，给信息链路造成不必要的负担。因此试验模式下，考虑遥测数量和变化速率两项因素，在一帧中为两个信息采集设备各分配一定带宽，互相不干扰。

对试验载荷多模式系统在任务期内可能的加电组合进行分组，将同时加电的设备归类为一组，对应一种遥测组帧模式，在遥测帧的固定位置通过不同的数据标识码区分不同的模式。每帧结构中，遥测标识码一旦确定，该帧中每个字节位置的遥测数据即随之确定，因此不再需要长度标识了，节省了一类标识。

将每种遥测模式下的复帧结构设计成奇数帧。因为遥测传输周期固定，在一组复帧结构中只传输一次时间信息，其他帧的时间根据遥测帧号递推，可以满足系统的时间精度要求。

对遥测时间传输进行了优化设计，一组复帧结构中只传输一次时间信息，其他帧的时间根据遥测帧号递推，待机模式下由供配电管理组合传输时间信息，工作模式下，供配电管理组合停止传输，交给信息处理计算机处理。

在系统出现随机下传需求时，暂停周期遥测帧下传，通过随机帧下传当前遥测状态，并且连续传输4次；当前的随机帧下传完毕后，继续下传周期遥测帧。

下面举例说明本发明的传输设计方法。

如图1所示，首先对某试验载荷系统的加电组合进行分组，在轨保温状态下，仅供配电管理组合和温控仪两台设备加电，设计一种遥测模式；正式试验时，除供配电管理组合和温控仪加电以外，另外10台设备还存在三种加电组合状态。在轨保温状态下，设计一种待机遥测模式，带宽全部由供配电管理组合占用，供配电管理组将自身遥测数据和温控仪遥测数据按照固定格式编排。正式试验时，信息处理计算机加电，供配电管理组合由独占遥测帧调整为只占遥测带宽的1/4左右，剩余带宽均由信息处理计算机使用。由于信息处理计算机等10台设备仍然存在三种不同的加电模式，为了尽可能有效利用遥测带宽，又将信息处理计算机编排的遥测划分为三种模式。

为了应对上一级设备的不定时抽帧，各遥测模式下均由奇数帧周期遥测数据组成复帧结构，存在3帧、5帧、47帧等情况。

针对试验载荷系统关键环节的随机状态信息，例如试验准备结果、重要指令应答、数据存储管理等信息，设计随机遥测帧下传。当存在随机下传需求时，暂停周期遥测帧下传，连续传输4次随机帧。随机帧下传完毕后，继续下传周期遥测帧。

以其中两个模式为例给出了具体遥测编排设计，其中复帧标识数量m、n、p均为奇数，且模式2中供配电管理组合的复帧数量与信息处理计算机的复帧数量可以不相等，以适应速变量与缓变量不同的更新频率，供配电管理组合和信息处理计算机均具备自主切换各自遥测模式的能力。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种分时复用多模式遥测传输设计方法，解决两个信息采集设备、遥测下传带宽受限、遥测数据源复杂多变的数据下传问题。包括：对试验载荷多模式系统在任务期内可能的加电组合进行分组，将同时加电的设备归类为一组，对应一种遥测组帧模式；确定每种模式下的周期复帧数为奇数，对每种模式下的待传输遥测数据进行筛选，将重要程度高的数据封装成周期遥测帧；将系统工作期间的随机数据下传需求逐一封装成随机遥测帧；在所述周期遥测帧和随机遥测帧的固定位置通过不同的数据标识码区分不同的模式；按照遥测数据传输周期发送周期遥测帧或随机遥测帧。

技术研发人员：郑玉成;高奇;胡泽岩
受保护的技术使用者：航天科工空间工程发展有限公司
技术研发日：2018.12.10
技术公布日：2019.03.29