CN115396082B - 一种用于运载火箭的抵抗长距离通信相位畸变的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于运载火箭的抵抗长距离通信相位畸变的方法，在主机和从机之间增加至少一个中继器；利用中继器对链路中的信号进行整形；主机采用码同步作为同步信号，从机采用移位时钟信号作为同步信号，主机和从机的同步信号相互独立，从机根据码同步信号对帧同步信号进行采集，主机根据移位时钟对数据进行采集。本发明方法加入信号中继器使得运载火箭在长距离情况下，所有信号的传输可靠性均可保证，特别是高频信号也可以有较强抵抗信号畸变的能力；在抵抗信号畸变的同时采用新的通信协议，主机和从机使用独立的同步信号，消除通信距离过长和中继器带来的相位滞后对数据通信的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于运载火箭的抵抗长距离通信相位畸变的方法，属于遥测技术领域。
背景技术
随着运载火箭的发展，火箭体型逐渐增大，数据的传输距离增加。高频信号在传输的过程中，信号会发生畸变，畸变随着距离的增加而增大。信号畸变会导致数据接收错误，对运载火箭的安全带来隐患。如何在长距离通信的情况下保证数据正常通信，是目前急需解决的问题。
中国专利(公开号CN1567910A)提出一种级连式数字通信设备的波形畸变矫正电路及其矫正方法；通信设备包括一第一光电隔离电路、一整形电路以及一第二光电隔离电路，还包括一波形再生电路；可对传递中产生的波形畸变进行矫正，从而实现信号的无限级连传递。但长距离通信协议的信号存在延迟，信号延迟会导致相位滞后，也会导致数据接收错误，即现有通信技术在针对长距离通信时相位畸变问题，只给出了一方面的改善方案，在特定情况下保证了长距离通信相位畸变问题，没有全方面保证运载火箭通信的可靠性问题。
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，解决了运载火箭长距离通信信号畸变问题，保证了运载火箭在长距离情况下，高频信号也可以有较强抵抗信号畸变的能力。
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抵抗长距离通信相位畸变的方法，在主机和从机之间增加至少一个中继器，采用差分模式传输信号减弱长距离共模和差模干扰引起相位畸变，采用专用线缆和连接器保证阻抗连续性以减少信号传输路经引起的相位畸变；
利用中继器对链路中的信号进行整形；
主机采用码同步作为同步信号，从机采用移位时钟信号作为同步信号，主机和从机的同步信号相互独立，从机根据码同步信号对帧同步信号进行采集，主机根据移位时钟对数据进行采集；
主机与中继器、中继器与从机之间均采用差分模式传输信号减弱共模和差模干扰引起的相位畸变；
所有信号均采用差分模式传输，即信号分为信号正线(与源信号频率相同相位相同)，信号负线(与源信号频率相同相位相反)和信号地线，在终端取信号正负线间电压差作为信号判决依据，可抵抗大部分同时叠加在2根信号线上的外界干扰。
采用专用线缆和连接器保证阻抗连续性以减少信号传输路经引起的相位畸变；
采用专用线缆和连接器可确保信号传输链路的阻抗基本一致且连续，可大大减少阻抗突变产生信号反射，避免反射信号和入射信号相互叠加而产生的相位偏移和畸变。
优选的，主机和从机之间的通信协议信号包括帧同步信号、码同步信号、移位时钟信号、数据信号；
主机和从机通信时，主机不定时的向从机发送帧同步信号作为数据传输的判断条件，主机不间断的向从机发送码同步信号作为同步信号；帧同步信号和码同步信号上升沿对齐；
从机不间断的向主机发送移位时钟信号作为同步信号，移位时钟信号和码同步信号同频反向。
优选的，主机向从机发送码同步信号的周期为t，从机在接收到码同步上升沿后的t/N判断帧同步信号电平，当接收到指定的帧同步信号后开始数据传输，N为正整数，取值范围为2～6。
优选的，从机向主机传输数据时，数据上升沿和移位时钟信号上升沿对齐；主机在发送完帧同步信号后开始接收从机发送的数据，在接收到移位时钟信号上升沿后的t/M判断数据信号电平，当接收到指定的数据信号电平信号后开始数据传输，M为正整数，取值范围为2～6。
优选的，主机和从机的线路阻抗连续。
一种抵抗长距离通信相位畸变的运载火箭通信系统，包括主机、从机，以及至少一个中继器；主机和从机之间采用上述抵抗长距离通信相位畸变的方法抗长距离通信相位畸变；
中继器对主机和从机之间的链路信号进行整形。
主机采用码同步作为同步信号，从机采用移位时钟信号作为同步信号，主机和从机的同步信号相互独立，从机根据码同步信号对帧同步信号进行采集，主机根据移位时钟对数据进行采集。
一种抵抗长距离通信相位畸变的数据传输方法，主机发送的信号经过至少一个中继器后达到从机；主机与中继器、中继器与从机之间均采用差分信号传输；
中继器对链路中的信号进行整形；
主机和从机之间的通信协议信号包括帧同步信号、码同步信号、移位时钟信号、数据信号；
主机采用码同步作为同步信号；从机采用移位时钟信号作为同步信号；
主机不定时的向从机发送帧同步信号作为数据传输的判断条件，主机不间断的向从机发送码同步信号作为同步信号；帧同步信号和码同步信号上升沿对齐；从机根据码同步信号对帧同步信号进行采集，并接收数据信号；
优选的，主机向从机发送码同步信号的周期为t，从机在接收到码同步上升沿后的t/N判断帧同步信号电平，当接收到指定的帧同步信号后开始数据传输，N为正整数，取值范围为2～6。
一种抵抗长距离通信相位畸变的数据传输方法，从机发送的信号经过至少一个中继器后达到主机；主机与中继器、中继器与从机之间均采用差分信号传输；
中继器对链路中的信号进行整形；
主机和从机之间的通信协议信号包括帧同步信号、码同步信号、移位时钟信号、数据信号；
主机采用码同步作为同步信号；从机采用移位时钟信号作为同步信号；
从机不间断的向主机发送移位时钟信号作为同步信号，移位时钟信号和码同步信号同频反向；主机根据移位时钟对数据进行采集，接收数据信号。
优选的，从机向主机传输数据时，数据上升沿和移位时钟信号上升沿对齐；主机在发送完帧同步信号后开始接收从机发送的数据，在接收到移位时钟信号上升沿后的t/M判断数据信号电平，当接收到指定的数据信号电平信号后开始数据传输，M为正整数，取值范围为2～6。
本发明相比于现有技术具有如下有益效果：
(1)本发明方法加入信号中继器使得运载火箭在长距离情况下，所有信号的传输可靠性均可保证，特别是高频信号也可以有较强抵抗信号畸变的能力；在抵抗信号畸变的同时采用新的通信协议，主机和从机使用独立的同步信号，消除通信距离过长和中继器带来的相位滞后对数据通信的影响；
(2)本发明方法能够保证整条线路上的阻抗连续，改善信道。
附图说明
图1为本发明信号传输示意图。
图2为本发明数据通信协议示意图。
图3为本发明信号波形示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步详细描述。
实施例1：
一种用于运载火箭的抵抗长距离通信相位畸变的方法，在传输链路中间增加422中继器，将传输链路中的信号进行整形，使得主机采集的信号具有良好的波形。同时采用改进的通信协议，主机采用码同步作为同步信号，从机采用移位时钟信号作为同步信号，主机和从机的同步信号相互独立，从机根据码同步信号对帧同步信号进行采集，主机根据移位时钟对数据进行采集，可以抵抗中继器带来的信号延迟引起的相位滞后。同时，主机与中继器、中继器与从机之间均采用差分模式传输信号减弱长距离共模和差模干扰引起相位畸变，采用专用线缆和连接器保证阻抗连续性以减少信号传输路经引起的相位畸变。
信号传输如图1所示，高频信号从从机发往主机，由于传输线存在特性阻抗，导致在信号传输的过程中会发生相位畸变，信号从高低电平信号逐渐变得平缓圆滑。主机直接接收这样的信号，会发生数据接收错误的情况，误码率升高。在图1中在传输链路上加信号中继器，将有轻微畸的信号进行整形，然后继续发送给主机。信号中继器可以增加若干个，保证长距离通信下具有抵抗信号畸变的能力。
在信号传输链路上还需要注意阻抗匹配问题，线路上阻抗不连续会引起信号反射，反射会造成信号过冲、边沿迟缓等现象，使信号产生畸变。本发明采用超五类电缆和差分连接器，能够保证整条线路上的阻抗连续，可以有效的改善信道。
长距离通信下在信号传输线路上加信号中继器会引起的相位滞后，本发明采用新的数字量通信方法，避免相位滞后对数据采集的影响。数据通信协议如图2所示。包括4种信号：帧同步信号、码同步信号、移位时钟信号、数据信号。
主机和从机通信时，主机不定时的向从机发送帧同步信号作为数据传输的判断条件，主机不间断的向从机发送码同步信号作为同步信号，周期为t，从机在接收到码同步上升沿后的t/4判断帧同步信号电平，当接收到指定的帧同步信号后开始数据传输。帧同步信号和码同步信号是上升沿对齐的，在从机端不用考虑信号相位滞后的问题。
从机不间断的向主机发送移位时钟信号作为同步信号，移位时钟信号和码同步信号同频反向，移位时钟信号和码同步信号是从机和主机相互独立的同步信号。在从机向主机传输数据时，数据上升沿和移位时钟信号上升沿对齐。主机在发送完帧同步信号后开始接受从机发送的数据，在接受到移位时钟信号上升沿后的t/4判断数据信号电平；如图3所示。
实施例2：
一种用于运载火箭的抵抗长距离通信相位畸变的方法，在主机和从机之间增加至少一个中继器，主机与中继器、中继器与从机之间均采用差分模式传输信号减弱长距离共模和差模干扰引起相位畸变，采用专用线缆和连接器保证阻抗连续性以减少信号传输路经引起的相位畸变；
利用中继器对链路中的信号进行整形；
主机采用码同步作为同步信号，从机采用移位时钟信号作为同步信号，主机和从机的同步信号相互独立，从机根据码同步信号对帧同步信号进行采集，主机根据移位时钟对数据进行采集；
采用差分模式传输信号减弱共模和差模干扰引起的相位畸变；
所有信号均采用差分模式传输，即信号分为信号正线(与源信号频率相同相位相同)，信号负线(与源信号频率相同相位相反)和信号地线，在终端取信号正负线间电压差作为信号判决依据，可抵抗大部分同时叠加在2根信号线上的外界干扰。
采用专用线缆和连接器保证阻抗连续性以减少信号传输路经引起的相位畸变；
采用专用线缆和连接器可确保信号传输链路的阻抗基本一致且连续，可大大减少阻抗突变产生信号反射，避免反射信号和入射信号相互叠加而产生的相位偏移和畸变。
可选的，主机和从机之间的通信协议信号包括帧同步信号、码同步信号、移位时钟信号、数据信号；
主机和从机通信时，主机不定时的向从机发送帧同步信号作为数据传输的判断条件，主机不间断的向从机发送码同步信号作为同步信号；帧同步信号和码同步信号上升沿对齐；
从机不间断的向主机发送移位时钟信号作为同步信号，移位时钟信号和码同步信号同频反向。
可选的，主机向从机发送码同步信号的周期为t，从机在接收到码同步上升沿后的t/N判断帧同步信号电平，当接收到指定的帧同步信号后开始数据传输，N为正整数，取值范围为2～6，本实例中取4。
可选的，从机向主机传输数据时，数据上升沿和移位时钟信号上升沿对齐；主机在发送完帧同步信号后开始接收从机发送的数据，在接收到移位时钟信号上升沿后的t/M判断数据信号电平，当接收到指定的数据信号电平信号后开始数据传输，M为正整数，取值范围为2～6，本实例中取4。
可选的，主机和从机的线路阻抗连续。
一种抵抗长距离通信相位畸变的运载火箭通信系统，包括主机、从机，以及至少一个中继器；主机和从机之间采用实例1或2中的抵抗长距离通信相位畸变方法抗长距离通信相位畸变；
中继器对主机和从机之间的链路信号进行整形。
主机采用码同步作为同步信号，从机采用移位时钟信号作为同步信号，主机和从机的同步信号相互独立，从机根据码同步信号对帧同步信号进行采集，主机根据移位时钟对数据进行采集。
实施例3：
一种抵抗长距离通信相位畸变的数据传输方法，主机发送的信号经过至少一个中继器后达到从机，主机与中继器、中继器与从机之间均采用差分模式传输信号减弱长距离共模和差模干扰引起相位畸变，采用专用线缆和连接器保证阻抗连续性以减少信号传输路经引起的相位畸变；
中继器对链路中的信号进行整形；
主机和从机之间的通信协议信号包括帧同步信号、码同步信号、移位时钟信号、数据信号；
主机采用码同步作为同步信号；从机采用移位时钟信号作为同步信号；
主机不定时的向从机发送帧同步信号作为数据传输的判断条件，主机不间断的向从机发送码同步信号作为同步信号；帧同步信号和码同步信号上升沿对齐；从机根据码同步信号对帧同步信号进行采集，并接收数据信号；
可选的，主机向从机发送码同步信号的周期为t，从机在接收到码同步上升沿后的t/N判断帧同步信号电平，当接收到指定的帧同步信号后开始数据传输，N为正整数，取值范围为2～6，本实例中取4。
实施例4：
一种抵抗长距离通信相位畸变的数据传输方法，从机发送的信号经过至少一个中继器后达到主机，主机与中继器、中继器与从机之间均采用差分模式传输信号减弱长距离共模和差模干扰引起相位畸变，采用专用线缆和连接器保证阻抗连续性以减少信号传输路经引起的相位畸变；
中继器对链路中的信号进行整形；
主机和从机之间的通信协议信号包括帧同步信号、码同步信号、移位时钟信号、数据信号；
主机采用码同步作为同步信号；从机采用移位时钟信号作为同步信号；
从机不间断的向主机发送移位时钟信号作为同步信号，移位时钟信号和码同步信号同频反向；主机根据移位时钟对数据进行采集，接收数据信号。
采用差分模式传输信号减弱共模和差模干扰引起的相位畸变；所有信号均采用差分模式传输，即信号分为信号正线(与源信号频率相同相位相同)，信号负线(与源信号频率相同相位相反)和信号地线，在终端取信号正负线间电压差作为信号判决依据，可抵抗大部分同时叠加在2根信号线上的外界干扰。
采用专用线缆和连接器保证阻抗连续性以减少信号传输路经引起的相位畸变；采用专用线缆和连接器可确保信号传输链路的阻抗基本一致且连续，可大大减少阻抗突变产生信号反射，避免反射信号和入射信号相互叠加而产生的相位偏移和畸变。
可选的，从机向主机传输数据时，数据上升沿和移位时钟信号上升沿对齐；主机在发送完帧同步信号后开始接收从机发送的数据，在接收到移位时钟信号上升沿后的t/M判断数据信号电平，当接收到指定的数据信号电平信号后开始数据传输，M为正整数，取值范围为2～6，本实例中取4。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (5)
1.一种用于运载火箭的抵抗长距离通信相位畸变的方法，其特征在于，在主机和从机之间增加至少一个中继器；
利用中继器对链路中的信号进行整形；
主机采用码同步作为同步信号，从机采用移位时钟信号作为同步信号，主机和从机的同步信号相互独立，从机根据码同步信号对帧同步信号进行采集，主机根据移位时钟对数据进行采集；
主机和从机之间的通信协议信号包括帧同步信号、码同步信号、移位时钟信号、数据信号；
主机和从机通信时，主机不定时的向从机发送帧同步信号作为数据传输的判断条件，主机不间断的向从机发送码同步信号作为同步信号；帧同步信号和码同步信号上升沿对齐；
从机不间断的向主机发送移位时钟信号作为同步信号，移位时钟信号和码同步信号同频反向；
主机向从机发送码同步信号的周期为t，从机在接收到码同步上升沿后的t/N判断帧同步信号电平，当接收到指定的帧同步信号后开始数据传输，N为正整数，取值范围为2~6；
从机向主机传输数据时，数据上升沿和移位时钟信号上升沿对齐；主机在发送完帧同步信号后开始接收从机发送的数据，在接收到移位时钟信号上升沿后的t/M判断数据信号电平，当接收到指定的数据信号电平信号后开始数据传输，M为正整数，取值范围为2~6。
2.根据权利要求1所述的抵抗长距离通信相位畸变的方法，其特征在于，主机和从机的线路阻抗连续。
3.一种抵抗长距离通信相位畸变的运载火箭通信系统，其特征在于，包括主机、从机，以及至少一个中继器；主机和从机之间采用权利要求1或2所述的方法抗长距离通信相位畸变；
中继器对主机和从机之间的链路信号进行整形；
主机采用码同步作为同步信号，从机采用移位时钟信号作为同步信号，主机和从机的同步信号相互独立，从机根据码同步信号对帧同步信号进行采集，主机根据移位时钟对数据进行采集。
4.一种抵抗长距离通信相位畸变的数据传输方法，其特征在于，主机发送的信号经过至少一个中继器后达到从机；
中继器对链路中的信号进行整形；
主机和从机之间的通信协议信号包括帧同步信号、码同步信号、移位时钟信号、数据信号；
主机采用码同步作为同步信号；从机采用移位时钟信号作为同步信号；
主机不定时的向从机发送帧同步信号作为数据传输的判断条件，主机不间断的向从机发送码同步信号作为同步信号；帧同步信号和码同步信号上升沿对齐；从机根据码同步信号对帧同步信号进行采集，并接收数据信号；
主机向从机发送码同步信号的周期为t，从机在接收到码同步上升沿后的t/N判断帧同步信号电平，当接收到指定的帧同步信号后开始数据传输，N为正整数，取值范围为2~6。
5.一种抵抗长距离通信相位畸变的数据传输方法，其特征在于，从机发送的信号经过至少一个中继器后达到主机；
中继器对链路中的信号进行整形；
主机和从机之间的通信协议信号包括帧同步信号、码同步信号、移位时钟信号、数据信号；
主机采用码同步作为同步信号；从机采用移位时钟信号作为同步信号；
从机不间断的向主机发送移位时钟信号作为同步信号，移位时钟信号和码同步信号同频反向；主机根据移位时钟对数据进行采集，接收数据信号；
从机向主机传输数据时，数据上升沿和移位时钟信号上升沿对齐；主机在发送完帧同步信号后开始接收从机发送的数据，在接收到移位时钟信号上升沿后的t/M判断数据信号电平，当接收到指定的数据信号电平信号后开始数据传输，M为正整数，取值范围为2~6。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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