论文部分内容阅读
随着航天技术的不断发展，空间数据通信系统对数据处理提出了新的要求。为此国际空间数据系统咨询委员会(Consultive Committee for Space Data System，CCSDS)开发了高级在轨系统(Advanced Orbiting Systems，AOS)协议，以适应复杂航天器多信源、大容量和高速率的数据传输体制。传统的分布式仿真已经无法满足大规模复杂系统仿真的需要，为此美国国防部提出了建模与仿真的高层体系结构(High Level Architecture，HLA)。HLA通过提供通用的、相对独立的运行支撑环境(Run Time Infrastructure，RTI)，将仿真功能、仿真运行管理和底层通信传输三者分离，实现不同仿真系统之间的互操作与可重用。首先，本课题对AOS多路复用仿真系统进行总体设计，并将系统划分为四个联邦成员：即信源编码成员、包信道复用成员、虚拟信道复用成员和ASM(AttachedSynchronization Marker)添加成员。仿真系统采用3台主机实现硬件设计，利用Visual C++6.0实现各联邦成员功能与系统通信接口的软件设计。通过RTI设计联邦成员生存周期和联邦时间管理方式，以实现AOS多路复用仿真系统的互连。其次，对系统中的各联邦成员进行设计，具体实现如下：信源编码成员模块，分析文本、图像、音频三种信源模型，并采用正反码编码方式对三个信源进行编码，对比信息位与监督位之间的关系；包信道复用成员模块，应用高效率帧生成算法，将编码后的三个信源封装成版本号1的CCSDS包并复用放入多路复用数据单元(Multiplexed Protocol Data Unit，MPDU)中，通过加入MPDU主导头生成虚拟信道数据单元(Virtual Channel Data Unit，VCDU)，再分别加入帧头、帧尾生成数据帧；虚拟信道复用成员模块，介绍四种经典调度算法，分析静态优先级调度算法的优势，根据信源传输的实时性要求，划分三条不同优先级的虚拟信道，并按照优先级高低发送数据帧；ASM添加成员模块，根据理想ASM的性质，选取最佳帧同步码作为同步标记，并将ASM添加到数据帧的头部，以便在接收端更好的实现帧同步。