[发明专利]一种用于运载火箭的基带通信接口、通信系统、通信方法

说明书

一种用于运载火箭的基带通信接口，采用RS422串口，基带通信接口协议信号包括命令字、码同步、移位脉冲、数据；命令字和码同步均由上位机下发，采用命令字作为帧同步电平信号；在无须返向数据交互时，命令字保持全过程高电平；外设根据码同步信号接收命令字，命令字与码同步信号的上升沿对齐；外设发送移位脉冲，上位机利用移位脉冲进行接收数据的时钟对准；外设发送数据，与移位脉冲保持同频同相。本发明命令字在不增加额外通信接口关系的基础上实现了双工通信，可以满足数据综合器与外设之间的时序控制和指令控制，并与目前所使用的基带通信协议相兼容；字码同步和移位脉冲保证了数据传输安全可靠的接收。

技术领域

本发明涉及一种用于运载火箭的基带通信接口、通信系统、通信方法，属于飞行器遥测技术领域。

背景技术

运载火箭遥测数据量逐渐增多，现有的基带传输体制无法满足高码率条件下通信需求，需要提高遥测码率。但随着码率的提高，遥测基带数据的传输距离严重下降，成本要求越来越高。运载火箭现有数据传输协议多是1553B总线、CAN总线、RS422、RS485；不能兼顾成本、传输速率和传输距离的要求。数据采集多使用RS422协议，具有全双工、差分传输的特点，但码率和传输距离成反比，中国专利CN1177864A提出一种数字量信号长距离传输方法，对硬件电路进行更改，将电平数字量信号变换成频率信号进行长距离传输，克服了并行传输距离短、传输线多，一级串行传输接口和操作都比较复杂的缺点，但与目前的火箭通信技术不兼容，无法满足运载火箭长距离数字量通信的要求。因此如何在增加传输距离的同时保证传输速率、误码率以及兼容性，是满足任务需求的关键。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，在不增加额外通信接口关系的基础上实现了双工通信，增加传输距离的同时保证传输速率和误码率，以及兼容性问题。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：

一种用于运载火箭的基带通信接口，采用RS422串口，基带通信接口协议信号包括命令字、码同步、移位脉冲、数据；

命令字和码同步均由上位机下发，采用命令字作为帧同步电平信号；在无须返向数据交互时，命令字保持全过程高电平；

外设根据码同步信号接收命令字，命令字与码同步信号的上升沿对齐；

外设发送移位脉冲，上位机利用移位脉冲进行接收数据的时钟对准；

外设发送数据，与移位脉冲保持同频同相。

优选的，对所述命令字，外设以电平触发方式予以响应，且命令字承担副帧同步功能，每个副帧进行一次通信时钟对准。

优选的，命令字最后一位的下降沿表示上一个子帧或副帧的结束和下一个子帧或副帧的开始。

优选的，返回的移位脉冲采用断续方式，即在无数据返回的情况下，移位脉冲需要与返回数据保持同频同相，在数据发送完毕或无数据时，移位脉冲保持低电平。

优选的，数据量充裕时数据采用定长数据格式；数据容量紧张，且参数数量和采样率不可调和的情况下，数据采用不定长数据格式。

优选的，所述定长数据格式中，每个子帧周期内发送的数据长度均相等；所述不定长数据格式中，每个子帧周期内发送的数据长度不相等。

一种用于运载火箭的通信系统，包括上位机和外设，上位机和外设之间采用上述的基带通信接口进行通信。

优选的，该通信系统的架构形式为同步串行差分。

优选的，该通信系统能够进行双工通信。

一种用于运载火箭的通信方法，用于上位机与外设之间进行通信，上位机和外设之间采用的基带通信接口协议信号包括命令字、码同步、移位脉冲、数据；该通信方法还包括：