[发明专利]一种基于CCSDS规范的空间数据处理节点装置

权利要求书

1.一种基于CCSDS规范的空间数据处理节点装置，其特征在于，采用可编程逻辑FPGA，基于CCSDS规范的空间数据处理，包括：前向链路基带处理模块、返向链路基带处理模块、参数配置及健康遥测模块；

所述空间数据符合CCSDS规范，且在CCSDS帧格式的插入域插入包括目标飞行器标识、发送节点标识和消息生命周期在内的信息；

所述前向链路基带处理模块，用于完成前向链路的包括数据缓存、状态监测、帧符合性检测、信道接收处理和数据输出处理在内的基带数据处理功能；所述前向链路基带处理模块包括：

前向链路数据缓存单元，用于采用FPGA内部的双口RAM完成数据接收，对检测到不合法的CCSDS帧丢弃处理，并给出遥测；

前向链路状态监测单元，用于完成前向链路的CCSDS数据帧同步头、帧长和链接状态的实时监测，并将检测结果发送给所述参数配置及监控遥测模块；

前向链路帧符合性检测单元，用于读取CCSDS帧中的源飞行器标识，剔除与本星飞行器标识相同的CCSDS帧，避免数据兜圈，并读取CCSDS帧的虚拟信道标识，剔除空闲帧和链路测试帧；

前向链路信道处理单元，用于依据卫星应用需求完成包括信道译码和信道解密在内的信道处理功能，信道处理功能通过包括XMC子卡在内的形式进行扩展；

所述返向链路基带处理模块，用于完成返向链路的包括数据缓存、通道复用、数据路由、包解析、业务数据优先级调度、安全处理、流量控制和信道发送处理在内的基带数据处理功能；所述返向链路基带处理模块包括：

返向链路通道复用单元，用于将N路来自所述前向链路基带处理模块加工后输出的CCSDS数据帧或/和1路本星发往空间链路的CCSDS数据帧按链路优先级关系表进行通道复用；

返向链路端口路由单元，用于读取本星飞行器标识、节点标识、端口路由矩阵和CCSDS帧中的目标飞行器标识，将通道复用的数据进行解析后分发给本星用户；

返向链路链路路由单元，用于读取本星飞行器标识、节点标识、链路路由矩阵和CCSDS帧中的目标飞行器标识，将通道复用后的数据进行路由；

返向链路业务分级单元，用于读取链路路由后CCSDS帧中虚拟通道标识，根据用于表示业务轻重缓急的业务分级表进行分类缓存；

返向链路信息安全控制单元，用于读取CCSDS帧格式中的目标飞行器标识，剔除与本星飞行器标识相同的CCSDS帧；读取生命周期，若生命周期为0，则剔除该CCSDS帧；若生命周期不为0，则生命周期递减一次；

返向链路流量控制单元，用于按所述业务分级表中指定的发送链路速率进行优先级发送，依次发送高优先级业务数据、中优先级业务数据和低优先级业务数据；

返向链路信道处理单元，用于依据卫星应用需求完成包括信道编码和信道加密在内的信道处理功能，信道处理功能通过包括所述XMC子卡在内的形式进行扩展；

所述参数配置及健康遥测模块，用于通过总线完成参数配置和健康遥测管理功能。

2.根据权利要求1所述的基于CCSDS规范的空间数据处理节点装置，其特征在于，所述链路优先级关系表、所述端口路由矩阵、所述链路路由矩阵、所述业务分级表，支持通过所述参数配置及健康遥测模块对其进行在轨更新。

3.根据权利要求1所述的基于CCSDS规范的空间数据处理节点装置，其特征在于，返向链路的发送链路速率，支持通过所述参数配置及健康遥测模块对其进行在轨更新。

4.根据权利要求1所述的基于CCSDS规范的空间数据处理节点装置，其特征在于，当返向链路的带宽不足时，按所述业务分级表依次丢弃所述低优先级业务数据、所述中优先级业务数据和所述高优先级业务数据；

当返向链路带宽有余量时，插入空闲帧保持信道连续。

5.根据权利要求1所述的基于CCSDS规范的空间数据处理节点装置，其特征在于，信道处理的所述XMC子卡依据卫星实际应用需求完成不同强度的加解密算法、不同纠错能力的编译码算法。