关于CCSDS无损数据压缩建议的初步研究

无损数据压缩是航天空间任务的重要业务 ,在商用和计算机通信中也占有越来越重要的地位。对 CCSDS(Consultative Committee for Space Data Systems)建议的无损数据压缩的基本原理、编解码方法、系统实现、压缩性能进行了分析研究。对 CCSDS的无损数据压缩建议在空间及其它领域的应用提出了初步看法 ,并指出了扩展和进一步研究的建议。     

天地一体化互联网络中航天器网关的设计及实现

当前空间通信的发展趋势是空间通信网与地面通信网融合,建立天地一体化互联网络的信息传输系统。针对空间数据系统咨询委员会(CCSDS)推荐的基于CCSDS空间链路承载网际协议业务(IP over CCSDS)网关协议转换技术,文章提出一种实现天地一体化互联网络的航天器网关的设计思路,即通过研制航天器网关实现IP协议与CCSDS高级在轨系统(AOS)空间数据链路协议的相互转换,并对服务质量(QoS)保证方法进行了设计。针对航天器网络搭建了测试系统平台,并对高清图像、高质量话音、计算机数据和遥测数据等网络数据的传输进行了测试,测试中通过航天器网关进行传输的所有网络数据包均无丢帧现象发生,文章提出的IP over CCSDS网关可用于构建天地一体化互联网络。     

CCSDS基于小波变换的图像压缩

通过分析一种CCSDS建议的基于小波变换的图像数据压缩的基本原理、编解码方法、系统实现和压缩性能,初步研究深空通信对于图像压缩的特殊要求。通过与现在流行的基于小波变换的图像压缩算法JPEG2000进行比较发现, CCSDS推荐的算法的性能与JPEG2000基本相当,且同样支持无损和有损压缩及渐进传输,但其算法复杂度更低,包丢失不会造成图像大面积损坏,因而更适合于深空通信。     

CCSDS标准在军用航天任务中的应用

空间数据系统咨询委员会(CCSDS)标准已经在民用航天任务中得到广泛应用,然而对其是否也同时适用于军用航天任务,仍存在着许多的疑虑和争论。文章通过对军用航天任务采用CCSDS标准现状的调研,分析了其实现途径和可行性,提出了在军用航天任务中采用CCSDS标准的措施和建议。     

CCSDS在遥测系统中的应用

介绍CCSDS标准在某遥测系统中的应用,描述空间链路子网的六种业务类型和业务等级,并给出虚拟信道动态管理机制。根据多年的使用经验,对具有不同特征的用户数据如何选用不同的业务类型和业务等级提出建议。     

一种用于近地轨道航天器的天地网络一体化方案

当前空间通信的发展趋势是空间通信网与地面通信网融合,建立天地一体化的信息传输系统。针对航天器内部网段设计和CCSDS空间链路承载网际协议业务(IP over CCSDS)的协议转换技术开展研究,提出一种适用于近地轨道航天器的天地网络一体化方案,并通过研制航天器网关实现了网际协议(IP协议)与空间数据系统咨询委员会高级在轨系统(CCSDS AOS)空间数据链路协议的相互转换,并对服务质量(Qo S)保证方法进行了设计,试验结果表明,文章提出的方案可用于构建天地一体化互联网络。     

空间站空间因特网与空间通信链路设计

为改善在空间站长期值守的航天员的业务生活,提出建立空间站网吧,为航天员提供因特网服务的构想。为此分析研究空间站空间因特网服务系统及其关键技术,提出空间站空间因特网服务系统构建方案。结合这一系统构建方案,一是研究解决了支持复杂异构网络运行的空间因特网网络协议设计技术,空间站空间因特网直接采用TCP/IP协议,并通过系统设计,较好地克服了TCP/IP协议不能适应空间通信链路的难题,支持采用基于TCP/IP协议的商用货架(COTS)软、硬件产品,可明显降低空间站空间因特网服务系统建设与维护成本;二是研究解决了涉及空间站测控通信网运行安全和空间信息安全的空间通信链路设计技术,空间站在同一条空间通信链路同时传输空间因特网数据和空间站测控通信数据,空间通信链路采用CCSDS的AOS协议,并通过建立虚拟的物理信道,解决了空间因特网数据和空间站测控通信数据的安全隔离问题,能满足空间站测控通信网运行安全和空间信息安全的要求。     

CCSDS交互支持业务标准化工作综述

介绍CCSDS交互支持业务领域(CSS)的各工作组工作情况以及各工作组已经完成的和正在开展的标准化工作,并重点介绍了空间链路扩展(SLE)业务的概念、业务内容以及文档制定情况。     

CCSDS遥测遥控空间数据系统通信协议及其应用

文章首先回顾了空间数据系统咨询委员会 (CCSDS)当前的遥测、遥控和高级在轨系统 (AOS)建议的结构 ,然后讨论了CCSDS重新构造的空间数据系统建议的结构 ,分析了重构建议的主要特点以及和先前建议体系的不同之处 ,详细介绍了空间包协议和空间数据链路协议。最后 ,举出重构建议与其它协议在端 -端的空间数据系统中运用的两例     

异步消息业务在星内星间一体化网络中应用的分析

传统的航天器信息交互机制逐渐难以适应具有更高复杂性和动态性的航天器信息网络和应用需求。文章针对航天器内部及之间信息交换关系日益复杂的发展趋势,将空间数据系统咨询委员会(CCSDS)建议的异步消息业务的主要机制和属性与空间信息系统网络化特点相结合开展分析研究工作,研究异步消息业务应用于星内星间一体化网络中的特点和优势,给出基于异步消息业务解决上层应用需求和网络结构动态变化典型问题的方案和示例,阐述了异步消息业务对高动态星间网络的支持效果。研究结果表明,异步消息业务可以解决星内星间一体化网络复杂性和动态性两方面问题。最后对异步消息业务在航天器上的工程应用与实现提出了建议。     

CCSDS中LDPC码编码器的FPGA设计与实现

CCSDS标准推荐了一组适用于深空通信的LDPC码。为了满足在一个系统中使用多种码率LDPC码的需要,设计了一个能够实现标准中4种码率码编码的通用编码器,该编码器合理安排了生成矩阵存储单元,充分复用了硬件资源,用一种码编码需要的资源消耗实现了4种码的编码,大大节省了资源;用VHDL语言在FPGA上实现了该编码器,通过仿真验证,表明该编码器在占用硬件资源不大的条件下,能够正确完成4种码率码的编码。     

基于条带的小波变换遥感图像压缩编码算法的改进

星载遥感图像压缩传输技术是星载系统的关键之一。文中介绍空间数据咨询委员会 CCSDS提出的基于条带的遥感压缩建议算法原理 (CNES) ,分析该算法的特点和压缩性能 ,对该算法中量化和熵编码部分的缺陷进行了简单的改进。实验表明 ,改进后的算法性能优于原有算法。     

深空通信中Ka频段自适应纠删编码研究

未来深空通信将采用Ka频段进行深空探测任务,但余量有限的Ka频段链路受地面站区域天气的影响较大,容易产生中断。将Ka频段链路的噪声温度建模为两状态马尔科夫链的Gilbert Elliot信道,结合异步CFDP传输模式,设计了低误差的天气状态预测模型,同时针对给定噪声阈值下天气状态转换对下行链路丢包率的影响,提出一种基于天气状态转换的RS码与弱鲁棒孤波分布LT码级联的分组纠删编码技术,通过预测模型实现自适应码率调整以保持Ka频段的数据链路连续性以及有效吞吐量。仿真表明算法可实现对数据分组的纠删保护,提高接收端的译码性能,增大系统吞吐量,提高文件传输效率。     

天地信息网络协议融合技术综述

天地信息网络融合可以实现空间与地面网络资源的充分共享和高效利用，国内外已提出多种天地一体化信息网络架构并从不同角度进行理论研究和关键技术攻关。面向CCSDS数据系统体制与空间通信协议规范（SCPS），在分析CCSDS协议体系结构及其应用发展基础上，讨论卫星链路应用TCP/IP的问题与关键机制，并综述星地一体化协议IPoC（IP over CCSDS）的技术研发与仿真研究进展。通过分析空间CCSDS协议体系与地面IP网络机制，为天地信息网络融合系统设计与网络协议研究提供参考。     

CCSDS标准星载数据系统的优化设计方法

分析了 CCSDS星载数据系统与传统数据系统在设计方法上的差别 ,给出了在理论指导下以计算机仿真为主要手段的 CCSDS星载数据系统优化设计方法和设计流程 ,并对其中的几个重点环节加以进一步说明。     

基于CCSDS—CDAS模型的空间机械臂数据管理软件设计

根据某空间机械臂的总线拓扑结构以及指令与数据特性，对空间数据系统咨询委员会（CCSDS）提出的指令与数据获取业务（CDAS）模型进行了研究，结合设备虚拟化业务，采用面向对象的方法进行设备抽象，阐述了设备数据池业务设计时的遥测数据更新、上层业务数据获取、数据有效性的判别等关键问题。提出了基于指令与数据获取业务模型的机械臂数据管理软件构架，并已在某机械臂中央控制器上成功应用。     

CCSDS建议的再生伪码测距性能分析

CCSDS(国际空间数据系统咨询委员会)于2009年3月发布了伪码测距的蓝皮书,规定了再生伪码测距的技术要求。我国正在研制的深空应答机和深空站测控设备要求具备再生伪码测距功能,同时为了实现国际联网,伪码测距系统需满足CCSDS建议的要求。为给我国深空测控设备伪码测距系统的研制提供设计依据,通过分析伪码特性和伪码捕获跟踪方法,推导得到伪码测距的捕获性能和跟踪性能。分析得到的性能与CCSDS建议书一致,可作为我国深空应答机和深空站测控设备伪码测距系统设计的参考。