CN111162891A - 一种遥测数据处理帧同步方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种遥测数据处理帧同步方法。所述方法为开始搜索，设置帧同步字容错机制，在数据流中搜索到帧同步字；当搜索到帧同步字时，开始校核；当通过校核判时，进入锁定状态，输出同步后的帧数据。本发明的帧同步方法容错机制和校核态的确认，可以有效地减少误码造成的假同步和漏同步，而对失步的判断和位滑动检测，也保护了锁定态不会被误码产生的假失步影响。系统能够进行快速准确的同步检测和可靠稳定的同步保护。帧参数及同步参数更改配置灵活，可适应多种遥测体制，增强了搭载设备的通用性。

Description

一种遥测数据处理帧同步方法

技术领域

本发明涉及卫星遥测数据处理技术领域，是一种遥测数据处理帧同步方法。

背景技术

在遥测数据处理中，帧同步的实现是地面接收中必不可少的关键功能之一，主要是将从卫星接收到的数据流格式化。帧格式包括帧同步字，及数据区域。在发送端间隔插入帧同步字，而在接收端通过识别帧同步字来辨识每一帧的起始位置，然后才可进行后续数据解析处理。遥测遥控应用越来越广，帧结构日益复杂，需要控制的参数变多，需要设备帧同步策略可灵活配置帧参数以适应不同遥测数据。

帧同步系统的性能，会直接影响整个通信系统的性能。同步是进行正确信息传输的前提。为了保证信息的可靠传输，要求同步系统应有较高的可靠性及稳定性，可一定程度抗干扰。并且可随使用场景灵活配置帧参数，适应多种任务需求。

现有技术确定帧同步的方法，接收端在比特数据流中搜索帧同步字，匹配到帧同步字则提取出该帧数据，再继续在数据流中查找帧同步字。而遥测帧数据不可避免地会受到噪声的干扰造成间歇误码和码丢失引起错误数据和位滑动。当错误发生在帧同步字，同步识别错误，这样就丢失了有用信息。而若数据区域出现帧同步字，则会识别到错误同步信息。这种识别方式不仅效率低，且没有抗干扰能力。而部分帧同步策略仅考虑了误码造成的识别错误，改进帧同步策略，而未考虑到位滑动问题，数据产生位滑动，会造成帧同步失锁，需要重新捕捉进入同步状态，这样同样会造成有用信息丢失，可靠性及稳定性有所欠缺。

发明内容

本发明为保障遥测数据稳定可靠传输，减少假同步和漏同步，本发明提供了一种遥测数据处理帧同步方法，本发明提供了以下技术方案：

一种遥测数据处理帧同步方法，包括以下步骤：

步骤1：开始搜索，设置帧同步字容错机制，在数据流中搜索到帧同步字；

步骤2：当搜索到帧同步字时，开始校核；

步骤3：当通过校核判时，进入锁定状态，输出同步后的帧数据。

优选地，所述步骤1具体为：开始搜索，预设帧同步字图样和容错位数，设定容错门限，所述容错门限为允许帧头同步字出现的错误位数，将接收的比特数据与预设帧同步字按位比较，当错误位数未超过容错门限范围，则判定为帧同步字，匹配正确；

当错误位数超过容错门限范围时，则判定为非帧同步字，匹配不正确。

优选地，所述步骤2具体为：

当搜索到帧同步字时，开始校核，预设校核所需的帧数量为a，从搜索到的帧同步字位置开始连续a个帧长度处均识别到帧同步字，则通过校核；

当从搜索到的帧同步字位置开始连续a个帧长度处均未识别到帧同步字，则判定为假同步，返回步骤1重新进行搜索帧同步字。

优选地，所述步骤3具体为：

对帧同步字判断位滑动，预设滑动范围为x位数据，在当前位置前后x位数据范围内进行帧同步字匹配识别，当在滑动范围内识别到帧同步字时，进入锁定状态，并输出同步后的帧数据；

当在滑动范围内未识别到帧同步字时，则判定帧同步字匹配失败，为避免偶然误差造成的假失步，对同步状态进行第二重保护，预设判定失步帧数量为b，从第一个帧同步字匹配失败位置开始连续b个帧长度识别帧同步字，当位连续b个帧长度识别帧同步字时，返回步骤1的搜索；当连续b个帧长度识别帧同步字时，保持锁定，并输出同步后帧数据。

本发明具有以下有益效果：

本发明的帧同步方法容错机制和校核态的确认，可以有效地减少误码造成的假同步和漏同步，而对失步的判断和位滑动检测，也保护了锁定态不会被误码产生的假失步影响。系统能够进行快速准确的同步检测和可靠稳定的同步保护。帧参数及同步参数更改配置灵活，可适应多种遥测体制，增强了搭载设备的通用性。

本发明是基于LabVIEW平台设计的软件程序，无需硬件配合，其图形化的程序清晰易读，编写效率高省时，易维护，易扩展，易集成。

附图说明

图1是一种遥测数据处理帧同步方法流程图。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行了详细说明。

具体实施例一：

如图1所示，本发明提供一种遥测数据处理帧同步方法，包括以下步骤：

步骤1：开始搜索，设置帧同步字容错机制，在数据流中搜索到帧同步字；

所述步骤1具体为：开始搜索，预设帧同步字图样和容错位数，设定容错门限，所述容错门限为允许帧头同步字出现的错误位数，将接收的比特数据与预设帧同步字按位比较，当错误位数未超过容错门限范围，则判定为帧同步字，匹配正确；

当错误位数超过容错门限范围时，则判定为非帧同步字，匹配不正确。

步骤2：当搜索到帧同步字时，开始校核；

所述步骤2具体为：

当搜索到帧同步字时，开始校核，预设校核所需的帧数量为a，从搜索到的帧同步字位置开始连续a个帧长度处均识别到帧同步字，则通过校核；

当从搜索到的帧同步字位置开始连续a个帧长度处均未识别到帧同步字，则判定为假同步，返回步骤1重新进行搜索帧同步字。

步骤3：当通过校核判时，进入锁定状态，输出同步后的帧数据。

所述步骤3具体为：

对帧同步字判断位滑动，预设滑动范围为x位数据，在当前位置前后x位数据范围内进行帧同步字匹配识别，当在滑动范围内识别到帧同步字时，进入锁定状态，并输出同步后的帧数据；

当在滑动范围内未识别到帧同步字时，则判定帧同步字匹配失败，为避免偶然误差造成的假失步，对同步状态进行第二重保护，预设判定失步帧数量为b，从第一个帧同步字匹配失败位置开始连续b个帧长度识别帧同步字，当位连续b个帧长度识别帧同步字时，返回步骤1的搜索；当连续b个帧长度识别帧同步字时，保持锁定，并输出同步后帧数据。

针对误码造成的帧同步字差错，设定容错机制。在进行帧同步字判定时，设定容错门限，允许帧头同步字出现错误，若错误位数在预设门限范围内，则仍判定为正确帧同步字。

具体实施例二：

数据来源于卫星接收系统经解调位同步等处理后的比特数据，对于同步状态的确定，在三种状态间转换，搜索、校核和锁定。

帧参数包括帧头同步字、帧长度以及帧同步策略参数包括各状态容错位数、校核判断帧数、锁定判断帧数、滑动检测位数可独立配置，应用时帧同步策略参数根据帧参数不同进行适当调整。

系统开启时，处于搜索态，在数据流中搜索帧同步字，当捕捉到帧同步字时，转换到校核状态。

在校核状态下，从搜索到的帧同步字开始连续若干帧长度处均识别到判定正确的帧同步字，才确定达到了帧同步，而后进入锁定同步状态。若在校核态未成功(出现错误则失败)，则判定为假同步，返回搜索态继续捕捉帧同步字。

进入锁定态后，仍然对每一帧进行判断，当出现超出容错门限帧时，校对连续若干帧，若均超出门限(所有都错误)，才判定为失步，但在容许帧数范围内，偶然出现错误帧，则仍保持同步状态。在锁定状态中，还增加了位滑动检测。考虑到信号在传播过程中，除误码外还可能受到影响缺失部分数据或多余的数据而造成帧数据的位滑动。在判断帧同步字的同时，也要判别是否有位滑动的存在。

搜索、校核以及锁定三种状态，每个状态均包含帧同步字容错机制。

本发明通过状态转换建立了对同步状态的保护。容错机制和校核态的确认，可以有效地减少误码造成的假同步和漏同步。而对失步的确认判断和位滑动判断，也保护了锁定态，使同步状态不会被误码产生的假失步和位滑影响，需要重新搜索校核，造成不必要的数据丢失。以上保证了遥测数据稳定可靠地获取。

以上所述仅是一种遥测数据处理帧同步方法的优选实施方式，一种遥测数据处理帧同步方法的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于该思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和变化，这些改进和变化也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种遥测数据处理帧同步方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤1：开始搜索，设置帧同步字容错机制，在数据流中搜索到帧同步字；

步骤2：当搜索到帧同步字时，开始校核；

步骤3：当通过校核判时，进入锁定状态，输出同步后的帧数据。

2.根据权利要求1所述的一种遥测数据处理帧同步方法，其特征是：所述步骤1具体为：开始搜索，预设帧同步字图样和容错位数，设定容错门限，所述容错门限为允许帧头同步字出现的错误位数，将接收的比特数据与预设帧同步字按位比较，当错误位数未超过容错门限范围，则判定为帧同步字，匹配正确；

当错误位数超过容错门限范围时，则判定为非帧同步字，匹配不正确。

3.根据权利要求1所述的一种遥测数据处理帧同步方法，其特征是：所述步骤2具体为：

当搜索到帧同步字时，开始校核，预设校核所需的帧数量为a，从搜索到的帧同步字位置开始连续a个帧长度处均识别到帧同步字，则通过校核；

当从搜索到的帧同步字位置开始连续a个帧长度处均未识别到帧同步字，则判定为假同步，返回步骤1重新进行搜索帧同步字。

4.根据权利要求1所述的一种遥测数据处理帧同步方法，其特征是：所述步骤3具体为：

对帧同步字判断位滑动，预设滑动范围为x位数据，在当前位置前后x位数据范围内进行帧同步字匹配识别，当在滑动范围内识别到帧同步字时，进入锁定状态，并输出同步后的帧数据；

当在滑动范围内未识别到帧同步字时，则判定帧同步字匹配失败，为避免偶然误差造成的假失步，对同步状态进行第二重保护，预设判定失步帧数量为b，从第一个帧同步字匹配失败位置开始连续b个帧长度识别帧同步字，当位连续b个帧长度识别帧同步字时，返回步骤1的搜索；当连续b个帧长度识别帧同步字时，保持锁定，并输出同步后帧数据。

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