AOS上行鏈路控制器的設計與實現(xiàn)

摘要：在對AOS系統(tǒng)進行功能模塊劃分的基礎上，介紹了系統(tǒng)中一個非常關鍵的組成部分即上行鏈路控制器。該方案采用我國自主知識產權的方舟系列CPU芯片，在Linux操作系統(tǒng)下設計與實現(xiàn)上行鏈路控制器，并給出了其主要的工作流程。試驗結果表明該上行鏈路控制器較好地實現(xiàn)了信道分路器傳送數(shù)據的解復用和解包裝。
關鍵詞：AOS；下行鏈路控制器；方舟；解包裝；解復用

0 引言
隨著航天技術的進一步發(fā)展，于1982年成立的空間數(shù)據系統(tǒng)咨詢委員會(CCSDS)制定了以滿足復雜航天器的需要為目標的高級在軌系(AO-S)體制和標準。目前該標準仍在不斷修正補充與發(fā)展。它是航天測控與通信進入國際合作時代的產物，也是航天測控與通信技術發(fā)展的必然。航天任務越來越具有強烈的國際性質，為合理開發(fā)與利用空間資源必須走國際合作的道路。我國的航天技術要走向世界，與AOS標準接軌是最好的選擇。
根據標準的相關要求，可以將AOS系統(tǒng)分成如下幾個主要部分：數(shù)據源、鏈路控制器、合路器／分路器等。上行鏈路控制器首先接收分路器傳來的VCD格式數(shù)據，并從中提取M_PDU，然后相應恢復成M_SDU或E_PDU，并根據應用進程標識符(APID)的值，把數(shù)據傳送到相應的業(yè)務用戶。
由以上功能劃分來看上行鏈路控制器是整個系統(tǒng)中的關鍵設備，屬于空間鏈路層中的硬件實體，其作用相當于虛擬信道鏈路控制子層數(shù)據存取過程。

1 控制器的設計
AOS體制主要用于復雜航天器的數(shù)據系統(tǒng)中。復雜航天器需要傳輸?shù)臄?shù)據種類很多，有圖像、話音、數(shù)據、文件、電子郵件等，數(shù)據的碼速率也相差很大，從幾個b／s到幾百Gb／s，總信息量很大。AOS體制的特點是能夠對不同類型的數(shù)據采用不同的業(yè)務，而不同業(yè)務對數(shù)據的處理方法和格式是不同的。
采用AOS體制的航天器數(shù)據系統(tǒng)中，上行鏈路控制器存在于空間數(shù)據鏈路層的VCLC層中，其主要功能有：對由分路器傳給上行鏈路控制器的數(shù)據(VC_PDU)，利用虛擬信道存取子層的VCA業(yè)務進行解VCA，生成M-PDU數(shù)據單元，再進行解多路復用，生成E_PDU數(shù)據，對E_PDU數(shù)據進行解包裝功能，分別生成路徑業(yè)務數(shù)據(O_SDU，P_SDU)及網間業(yè)務數(shù)據(I_SDU)。
上行鏈路控制器的功能框圖如圖1所示。