[发明专利]一种基于等帧频传输的非相干时钟域管理方法

说明书

本发明涉及一种基于等帧频传输的非相干时钟域管理方法，提出了一种基于数控振荡器分频结合复位清零的时钟域管理方案，首先确定输出传输帧的符号速率，继而确定本地数控振荡器NCO的频率控制字，根据等帧频传输条件和输入信号帧频差的抖动特性，确定每一个输入信号帧复位本地数控振荡器NCO的次数，使用所述本地数控振荡器NCO用于产生基带时钟；使用所述基带时钟按照所述符号速率驱动输出传输帧发送基带数据，完成时钟域管理工作。达到消除输出符号时间误差积累目的，同时，解决输入和输出频率不相干且不相等，而又要求等帧频数据传输的技术难题。本发明在各类中低轨卫星实现基于等帧频传输的速率提升或降低方面有着广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于卫星测控与通信技术领域，涉及一种基于等帧频数据帧传输的非相干时钟域管理方法。

背景技术

在卫星测控和通信过程中，输入信号帧一般作为数据源，以位流形式、或者过采样(重复)、或者欠采样(抽取)等形式直接填充至输出传输帧。

这种传输形式思路清晰，没有等帧频传输的任务需求，输入速率和输出速率(两个非相干)没有必要建立必然逻辑关系。

在背景型号中，地基Ka波段综合遥外测的下行扩频遥测帧和调频FM数传帧均要求等帧频传输。

接收到外系统输入的遥测(或数传)信息帧，不得改变输入信号帧的帧频、帧头和数据域内容次序，在每一个遥测(或数传)信息帧的帧尾面增加本单机的数字状态遥测量，形成下行的遥测(或数传)传输帧。

基于两个不相干时钟进行等帧频数据帧传输方式属卫星型号中首次应用，其时钟域管理方法未见相关的期刊和发明研究。

在传统的卫星测控与通信技术中，单机产生和输入时钟相干的频率源一般采取模拟锁相环或数字时钟管理器等措施。

两者均采取对输入时钟进行先倍频后分频的基本思路，即计算输入和输出时钟的最小公倍数频率点，先将输入时钟倍频M倍，提升至最小公倍数频率点，然后对最小公倍数频点进行分频1/N倍，降低至所需的输出时钟，此时输出时钟＝输入时钟×M/N。

但是模拟锁相环在应用时存在易受温度和电压影响、锁相时间长、直流零点漂移及硬件构成复杂等缺点。而数字时钟管理器存在复位逻辑缺陷、上电初态未知以及在宇航应用过程中性能稳定性差等不足。

发明内容

本发明的技术解决问题是：

提出了一种基于等帧频传输的非相干时钟域管理方法，通过对本地数控振荡器定期复位清零，达到消除输出符号时间误差积累目的，旨在满足输入/输出频率不相干且不相等，而又要求等帧频数据传输的型号需求。

本发明的技术解决方案是：

一种基于等帧频传输的非相干时钟域管理方法，包括步骤如下：

1)根据输入信号帧的符号速率fi，输入信号帧的字节长度Ni，输出传输帧的字节长度No，确定输出传输帧的符号速率fo；

2)根据步骤1)确定的所述输出传输帧的符号速率fo，确定本地数控振荡器NCO的频率控制字Mo；

3)根据等帧频传输条件和输入信号帧频差的抖动特性，确定每一个输入信号帧复位本地数控振荡器NCO的次数；

4)使用所述本地数控振荡器NCO用于产生基带时钟；使用所述基带时钟按照所述符号速率fo驱动输出传输帧发送基带数据，完成时钟域管理工作。

所述步骤1)确定输出传输帧的符号速率fo的具体方法为：

fo＝No/Ni×fi。

所述步骤2)确定本地数控振荡器NCO的频率控制字Mo的具体方法为：

Mo＝(No/Ni)×fi×2^Na/fs，