AOS上行鏈路控制器的設計與實現

摘要：在對AOS系統進行功能模塊劃分的基礎上，介紹了系統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操作系統下設計與實現上行鏈路控制器，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了信道分路器傳送數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展，于1982年成立的空間數據系統咨詢委員會(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系統分成如下幾個主要部分：數據源、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，把數據傳送到相應的業務用戶。
由以上功能劃分來看上行鏈路控制器是整個系統中的關鍵設備，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據系統中。復雜航天器需要傳輸的數據種類很多，有圖像、話音、數據、文件、電子郵件等，數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據采用不同的業務，而不同業務對數據的處理方法和格式是不同的。
采用AOS體制的航天器數據系統中，上行鏈路控制器存在于空間數據鏈路層的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據(VC_PDU)，利用虛擬信道存取子層的VCA業務進行解VCA，生成M-PDU數據單元，再進行解多路復用，生成E_PDU數據，對E_PDU數據進行解包裝功能，分別生成路徑業務數據(O_SDU，P_SDU)及網間業務數據(I_SDU)。
上行鏈路控制器的功能框圖如圖1所示。