CN201467138U

CN201467138U - 一种基于动态信道估计的双模式通信控制器

Info

Publication number: CN201467138U
Application number: CN2009201047419U
Authority: CN
Inventors: 张永涛
Original assignee: CETC 54 Research Institute
Current assignee: CETC 54 Research Institute
Priority date: 2009-09-07
Filing date: 2009-09-07
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2019-09-07

Abstract

本实用新型公开了一种基于动态信道估计的双模式通信控制器，它涉及通信领域中兼容流星余迹信道和Es层信道的通信控制装置。它由动态信道估计器、通信模式选择器、编码调制方式选择器、发送速率选择器、发送数据成帧器、编码调制器、解调译码器、通信模式识别器、编码调制方式识别器、发送速率识别器、接收数据解帧器等部件组成。它采用动态信道估计技术，识别出当前信道的状态，从而确定采用流星余迹通信模式通信或采用Es层通信模式；接收端识别通信模式并完成数据的接收。本实用新型还具有集成化程度高、电路简单、体积小、使用方便、性能稳定可靠等优点，特别适合于作流星余迹信道和Es层信道的通信控制器装置。

Description

一种基于动态信道估计的双模式通信控制器

技术领域

本实用新型涉及通信领域中的一种基于动态信道估计的双模式通信控制器。特别适用于作流星余迹信道和Es层信道的通信控制器装置。

背景技术

数据在突发性强，衰落快的流星余迹信道以及存在时间不确定的Es层信道上传输时，由于信道存在的不确定性以及信噪比的快速变化性，如果不进行信道估计，则数据的发射机参数和接收机参数只能保持不变，这样会导致数据在高信噪比下传输效率不高以及低信噪比数据不能正确传输。

实用新型内容

本实用新型的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种采用信道估计技术并根据信道估计结果动态的调整发射机和接收机参数的双模式通信控制器。本实用新型不但能进行动态信道估计，并且还能够根据动态信道估计结果选择流星余迹通信模式或Es层通信模式，同时根据动态信道估计结果决定数据的发送速率、发送帧长、编码调制方式等等，从而有效的提高数据在突发性强，衰落快的流星余迹信道和存在时间不确定的Es层信道上的传输效率。本实用新型还具有集成化程度高、电路简单、体积小、使用方便、性能稳定可靠等优点。

本实用新型的目的是样实现的：本实用新型包括动态信道估计器1、通信模式选择器2、编码调制方式选择器3、发送速率选择器4、发送数据成帧器5、编码调制器6、解调译码器7、通信模式识别器8、编码调制方式识别器9、发送速率识别器10、接收数据解帧器11、电源30。所述的动态信道估计器1的输入端口1与输入数据端口D相连，输出端口2至4分别与通信模式选择器2、编码调制方式选择器3、发送速率选择器4的各输入端口1相连；通信模式选择器2、编码调制方式选择器3、发送速率选择器4的各输出端口2分别与发送数据成帧器5的输入端口3、输入端口1、输入端口5相连；发送数据成帧器5的输入端口4与输入数据端口A相连，输出端口2与编码调制器6的输入端口1相连；编码调制器6的输出端口2与输出数据端口C相连；解调译码器7的输入端口1与输入数据端口D相连，输出端口2至4分别与通信模式识别器8、编码调制方式识别器9、发送速率识别器10的各输入端口1相连；通信模式识别器8、编码调制方式识别器9、发送速率识别器10的各输出端口2分别与接收数据解帧器11的输入端口1至3相连；接收数据解帧器11的输出端口4与输出数据端口B相连；电源30出端+V电压端与各部件相应电源端并接，提供各个部件需要的电源。

本实用新型发送数据成帧器5包括打包器12、包数据校验器13、包数据编码器14、发送缓冲区15、删除器16、帧头产生器17、帧合成器18；所述的打包器12的输入端1脚与输入数据端口A相连，输入端3脚与通信模式选择器2的输出端口2相连，输出端2脚依次串接包数据校验器13、包数据编码器14、发送缓冲区15、删除器16、帧头产生器17、帧合成器18的入出端1、2脚后与编码调制器6的入端口1相连；编码调制方式选择器3的输出端口2分别与删除器16、帧头产生器17、帧合成器18的各输入端3脚并接；发送速率选择器4的输出端口2分别与帧头产生器17、帧合成器18的各输入端4脚并接；打包器12、包数据校验器13、包数据编码器14、发送缓冲区15、删除器16、帧头产生器17、帧合成器18的各模块的输入端9脚与电源30的+V电压端连接，各输入端10脚与接地端连接，电源提供各个模块的工作电压，地端将各个模块并联共地.

本实用新型接收数据解帧器11包括帧解析器19、帧头识别器20、解删除器21、接收缓冲区22、包数据译码器23、包数据校验器24、解包器25；所述的帧解析器19的输入端1脚与通信模式识别器8的输出端口2相连，输出端2脚依次串接帧头识别器20、解删除器21、接收缓冲区22、包数据译码器23、包数据校验器24、解包器25的入出端1、2脚后与输出数据端口B相连；编码调制方式识别器9的输出端口2分别与帧解析器19、帧头识别器20、解删除器21的各输入端3脚并接；发送速率识别器10输出端口2分别与帧解析器19、帧头识别器20、解删除器21的各输入端4脚并接；帧解析器19、帧头识别器20、解删除器21、接收缓冲区22、包数据译码器23、包数据校验器24、解包器25的各模块的输入端9脚与电源30的+V电压端连接，各输入端10脚与接地端连接，电源提供各个模块的工作电压，地端将各个模块并联共地。

本实用新型相比背景技术有如下优点：

1.本实用新型发送端采用了动态信道估计器1估计信道状态并根据信道估计的结果动态的调整发射机的各项参数，如通信模式、发送速率、编码调制方式等等，实现了发送数据与信道的匹配。

2.本实用新型发送端采用了发送数据成帧器5完成数据帧的组织发送，它将要发送的数据按照通信模式、发送速率、编码调制方式的约束进行打包并对包数据进行校验、编码、删除、产生相匹配的帧头后组成完整的数据帧后发送到信道上，实现了数据帧的各项参数与信道的匹配，提高了数据的传输效率。

2.本实用新型接收端采用了接收数据解帧器11完成接收数据帧的处理，它可用根据帧头来识别发送帧的各项参数，并根据这些参数对包数据进行解删除、译码、校验后将数据发送给信宿，完成了不同数据帧格式的接收，提高了设备的灵活性。

4.本实用新型各部件采用大规模可编程集成电路制作，具有线路简单、体积小、成本低廉、性能稳定可靠等优点，在工程中实用性强。

附图说明

图1是本实用新型实施例的电原理方框图。

图2是本实用新型发送数据成帧器5实施例的电原理图。

图3是本实用新型接收数据解帧器11实施例的电原理图。

具体实施方式

参照图1至图3，本实用新型由动态信道估计器1、通信模式选择器2、编码调制方式选择器3、发送速率选择器4、发送数据成帧器5、编码调制器6、解调译码器7、通信模式识别器8、编码调制方式识别器9、发送速率识别器10、接收数据解帧器11、电源30组成，图1是本实用新型的电原理方框图，实施例按图1连接线路.动态信道估计器1的作用是根据来自外部数据端口D的信号完成信道的动态估计，并将估计结果发送至通信模式选择器2、编码调制方式选择器3、发送速率选择器4.通信模式选择器2的作用是根据信道估计结果确定通信模式，即流星余迹通信模式或Es层通信模式.编码调制方式选择器3的作用是根据信道估计结果确定数据帧所采用的编码调制方式.发送速率选择器4的作用是根据信道估计结果确定数据帧所采用的发送速率.编码调制器6的作用是完成数据的编码及调制并把发送的信息由端口C传送到外部.解调译码器7的作用是将端口D接收的数据进行解调和译码.通信模式识别器8的作用是完成发送端所采用的通信模式即流星余迹模式或Es层通信模式进行识别，并将识别的结果送给接收数据解帧器11.编码调制方式识别器9的作用是完成对发送端所采用的编码调制方式的识别，并将识别的结果送给接收数据解帧器11.发送速率识别器10的作用是完成对发送端所采用的发送速率的识别，并将识别的结果送给接收数据解帧器11.实施例动态信道估计器1、通信模式选择器2、编码调制方式选择器3、发送速率选择器4、编码调制器6、解调译码器7、通信模式识别器8、编码调制方式识别器9、发送速率识别器10采用一块现场可编程门阵列(FPGA)集成电路制作.

本实用新型发送数据成帧器5的作用是接收通信模式选择器2、编码调制方式选择器3、发送速率选择器4的选择结果并根据这些结果将来自外部数据端口A的数据进行组织，形成完整的数据帧后发送至编码调制器6。发送数据成帧器5由打包器12、包数据校验器13、包数据编码器14、发送缓冲区15、删除器16、帧头产生器17、帧合成器18组成。图2是本实用新型发送数据成帧器5的实施例电原理图，并按其连接线路。打包器12接受通信模式选择器2所给出的通信模式的控制，完成对来自外部数据端口A的数据的打包，并将打包后的数据发送给包数据校验器13。包数据校验器13完成包数据的循环冗余校验后将增加了校验位的数据包发送至包数据编码器14。包数据编码器14完成包数据的编码，产生监督位，并将增加了监督位的数据发送至发送缓冲区15。删除器16根据编码调制方式选择器3的结果决定是否发送监督位到信道上，并将发送缓冲区15读取数据发送至帧头产生器17。帧头产生器17在编码调制方式选择器3和发送速率选择器4的控制下，产生与本次发送数据相匹配的帧头，并送至帧合成器18。帧合成器18在编码调制方式选择器3和发送速率选择器4的控制下将帧头和若干包数据组成一完整的数据帧发送至编码调制器6。打包器12、包数据校验器13、包数据编码器14、发送缓冲区15、删除器16、帧头产生器17、帧合成器18采用一块现场可编程门阵列(FPGA)集成电路制作。

本实用新型接收数据解帧器11的作用是在通信模式识别器8、编码调制方式识别器9、发送速率识别器10所识别出的通信模式、编码调制方式、发送速率下完成数据帧的解析，恢复出来自发送端的数据，并输出至外部数据端口B.接收数据解帧器11由帧解析器19、帧头识别器20、解删除器21、接收缓冲区22、包数据译码器23、包数据校验器24、解包器25组成.图3是本实用新型接收合并器8的实施例电原理图，并按其连接线路.接收端的数据经解调译码器7解调译码后，送到帧解析器19.帧解析器19在通信模式识别器8、编码调制方式识别器9、发送速率识别器10所识别的通信模式、编码调制方式、发送速率下对完整的数据帧进行同步和解析，分离出帧头和帧数据后送至帧头识别器20.帧头识别器20在编码调制方式识别器9、发送速率识别器10所识别的编码调制方式、发送速率下识别出信息帧的类型后将帧内容送给解删除器21.解删除器21在编码调制方式识别器9、发送速率识别器10所识别的编码调制方式、发送速率下获取包数据是否存在监督位，若有监督位则对数据包的监督位进行解删除操作，将解删除后的数据发送至接收缓冲区22.包数据译码器23从接收缓冲区22读取包数据后完成对包数据的译码，并将译码后的数据送至包数据校验器24.包数据校验器24完成包数据的校验后将包数据和校验结果发送至解包器25.解包器25完成数据包的解析，分离出数据发送至外部数据端口B.帧解析器19、帧头识别器20、解删除器21、接收缓冲区22、包数据译码器23、包数据校验器24、解包器25采用一块现场可编程门阵列(FPGA)集成电路制作.

本实用新型电源30提供各级部件工作电压，实施例采用通用的集成稳压电源制作，输出+V电压为+3.3V电压。

本实用新型简要工作原理如下：发送端利用动态信道估计器1完成对信道的动态估计，并将估计结果发送至通信模式选择器2、编码调制方式选择器3、发送速率选择器4。通信模式选择器2根据信道估计结果选择采用的通信模式：流星余迹通信模式或Es层通信模式，并将通信模式选择结果发送至发送数据成帧器5。编码调制方式选择器3根据信道估计结果选择采用的编码调制方式，并将编码调制方式选择结果发送至发送数据成帧器5。发送速率选择器4根据信道估计结果选择采用的发送速率，并将发送速率选择结果发送至发送数据成帧器5。数据成帧器5根据通信模式选择结果、码调制方式选择结果、发送速率选择结果将来自外部数据端口A的数据组成完整的数据帧后发送至编码调制器6。编码调制器6完成发送数据的编码和调制后发送至外部输出端口C。发动端根据信道动态估计结果动态的调整发射机的参数，实现了发送数据的信道自适应，从而提高了数据正确传输的可能，即提高了数据的通过率。接收端完成对来自外部数据端口D的数据的解调和译码后，将数据送至通信模式识别器8、编码调制方式识别器9、发送速率识别器10去完成发送端各项发送参数的识别，并将识别的结果发送至接收数据解帧器11。接收数据解帧器11完成完整数据帧的解析后，分离出有效数据发送至外部数据端口B。接收数据解帧器11能够完成多种帧类型的快速识别和解析，并将数据进行正确分离。实现了接收数据的信道自适应，提高了数据的通过率。

本实用新型安装结构如下：把本实用新型图1、图2、图3中所有电路部件安装在一块长×宽为160×140毫米的印刷板上，然后把印刷板安装在一个长×宽×高为180×160×25.4毫米的插件盒内，插件盒前面板上安装与外部数据A、B连接的电缆插座，在插件盒后面板上安装与信道机接口C、D的电缆插座和电源输入端插座，插件盒安装在信道机架上，组装成本实用新型。

Claims

1.一种基于动态信道估计的双模式通信控制器，它包括动态信道估计器(1)、通信模式选择器(2)、编码调制方式选择器(3)、发送速率选择器(4)、编码调制器(6)、解调译码器(7)、通信模式识别器(8)、编码调制方式识别器(9)、发送速率识别器(10)、电源(30)，其特征在于：还包括发送数据成帧器(5)、接收数据解帧器(11)；所述的动态信道估计器(1)的输入端口1与输入数据端口D相连，输出端口2至4分别与通信模式选择器(2)、编码调制方式选择器(3)、发送速率选择器(4)的各输入端口1相连；通信模式选择器(2)、编码调制方式选择器(3)、发送速率选择器(4)的各输出端口2分别与发送数据成帧器(5)的输入端口3、输入端口1、输入端口5相连；发送数据成帧器(5)的输入端口4与输入数据端口A相连，输出端口2与编码调制器(6)的输入端口1相连；编码调制器(6)的输出端口2与输出数据端口C相连；解调译码器(7)的输入端口1与输入数据端口D相连，输出端口2至4分别与通信模式识别器(8)、编码调制方式识别器(9)、发送速率识别器(10)的各输入端口1相连；通信模式识别器(8)、编码调制方式识别器(9)、发送速率识别器(10)的各输出端口2分别与接收数据解帧器(11)的输入端口1至3相连；接收数据解帧器(11)的输出端口4与输出数据端口B相连；电源(30)出端+V电压端与各部件相应电源端并接，提供各个部件需要的电源。

2.根据权利要求1所述的一种基于动态信道估计的双模式通信控制器，其特征在于：发送数据成帧器(5)包括打包器(12)、包数据校验器(13)、包数据编码器(14)、发送缓冲区(15)、删除器(16)、帧头产生器(17)、帧合成器(18)；所述的打包器(12)的输入端1脚与输入数据端口A相连，输入端3脚与通信模式选择器(2)的输出端口2相连，输出端2脚依次串接包数据校验器(13)、包数据编码器(14)、发送缓冲区(15)、删除器(16)、帧头产生器(17)、帧合成器(18)的入出端1、2脚后与编码调制器(6)的入端口1相连；编码调制方式选择器(3)的输出端口2分别与删除器(16)、帧头产生器(17)、帧合成器(18)的各输入端3脚并接；发送速率选择器(4)的输出端口2分别与帧头产生器(17)、帧合成器(18)的各输入端4脚并接；打包器(12)、包数据校验器(13)、包数据编码器(14)、发送缓冲区(15)、删除器(16)、帧头产生器(17)、帧合成器(18)的各模块的输入端9脚与电源(30)的+V电压端连接，各输入端10脚与接地端连接，电源提供各个模块的工作电压，地端将各个模块并联共地。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于动态信道估计的双模式通信控制器，其特征在于：接收数据解帧器(11)包括帧解析器(19)、帧头识别器(20)、解删除器(21)、接收缓冲区(22)、包数据译码器(23)、包数据校验器(24)、解包器(25)；所述的帧解析器(19)的输入端1脚与通信模式识别器(8)的输出端口2相连，输出端2脚依次串接帧头识别器(20)、解删除器(21)、接收缓冲区(22)、包数据译码器(23)、包数据校验器(24)、解包器(25)的入出端1、2脚后与输出数据端口B相连；编码调制方式识别器(9)的输出端口2分别与帧解析器(19)、帧头识别器(20)、解删除器(21)的各输入端3脚并接；发送速率识别器(10)输出端口2分别与帧解析器(19)、帧头识别器(20)、解删除器(21)的各输入端4脚并接；帧解析器(19)、帧头识别器(20)、解删除器(21)、接收缓冲区(22)、包数据译码器(23)、包数据校验器(24)、解包器(25)的各模块的输入端9脚与电源(30)的+V电压端连接，各输入端10脚与接地端连接，电源提供各个模块的工作电压，地端将各个模块并联共地。