GMSK USP satellite protocol with FEC and AX.25.

GMSK USP спутниковый протокол с FEC и AX.25.

СПУТНИКС (ООО Спутниковые инновационные космические системы) - российская частная компания-производитель нано- и микроспутников, космических компонентов и технологий ... Среди разработок компании : космические платформы Паллада, учебный конструктор ОрбиКрафт 3D и космический аппарат Зоркий-2М - современный сверхкомпактный спутник ДЗЗ ...

# ... sputnix.ru, Описание спутникового протокола USP Sputnix в формате PDF EN.

... USP - единый спутниковый протокол, разработанный в СПУТНИКС ... Протокол предназначен для использования на каналах связи космос-Земля и Земля-космос в телеметрии и системах передачи телеуправления ... Протокол в первую очередь предназначен для использования на относительно низкоскоростных (1200-115200 бит/с) полудуплексных каналах с учетом потребностей малых космических аппаратов на низкой околоземной орбите ... Его реализация основана на встраиваемых устройствах на базе микроконтроллеров и интегрированных систем общего назначения ...

GMSK USP FEC протокол спутниковой связи.

Параметры радиосигнала ... Протокол не ограничивает использование какими-либо конкретными частотами ... Тем не менее - рекомендуется доступные конфигурации, позволяющие линиям передачи соответствовать любительскому радио ... На данный момент использование GMSK (гауссовой частотной манипуляции с минимальным сдвигом) - определены и рекомендованы ... Однако - нет принципиальных ограничений предотвратить использование других видов манипуляций ... В случае использования FSK - более низкое значение частоты = соответствует нулю, а большее значение = единице ...

Общая конструкция структуры рамки кадра.

Preamble - преамбула, вступление ... Рекомендуется использовать 32-битную преамбулу с чередующимися нулями и единицами 55555555h ...

Sync - синхронизация ... Используется 64-битная последовательность синхронизации 5072F64B2D90B1F5h ... На принимающей стороне рекомендуется учитывать правильную последовательность, которая отличается от указанного на 13 бит или меньше ... Вероятность ложной синхронизации на бит при скорости 9600 бит/с составляет в среднем одну ложную синхронизацию в 109 секунд ...

Тип PLS-кода ... Код сигнализации физического уровня (PLS) передается непосредственно после последовательности синхронизации ... Код имеет длину 7 бит, кодируется кодом 64-7, а закодированное поле составляет 64 символа ... Расстояние Хэмминга кода составляет 32 бита ... Используемый код полностью эквивалентен тому, что используется в стандартах DVB-S2 и CCSDS 131.2-B-1, несмотря на другой способ определения ... PLS-код несет информацию о типе и параметрах кодирования, размере кодового блока FEC ... На данный момент реализован только один тип кодирования данных с двумя возможными размеры закодированного блока данных ...

Фрейм данных ... Далее передается кадр данных с заголовком ... На передающей стороне он последовательно подвергают следующим преобразованиям, соответствующим отдельным участкам CCSDS 131.0-B-3 ... Кодирование кодом Рида-Соломона ... Скремблирование ... Сверточное кодирование ...

Передача пакетов AX.25 с использованием USP ... Инкапсуляция протокола AX.25 выполняется аналогично, но не полностью идентично протоколу AX.25 BPQ, созданному для той же цели ... Поле EtherType может использовать значения 08FFh или FF08h (неофициально, но де-факто - используемое в существующих реализациях) ... Значение длины пакета перед заголовком AX.25 - отличается от длины AX.25 BPQ в реализации для EtherNet, которые добавляют дополнительные 4 байта, чтобы избежать путаницы и проблем, вызванных несоответствием длины ... При этом HDLC-фрейминг не используется, то есть не передаются флаги и контрольная сумма ; и битовая набивка - не используется ... Задачу определения длины пакета выполняет длина от заголовка кадра, а контроль целостности осуществляется посредством самого протокола USP ...

Приложение.

Приложение 1. Энергетические возможности протокола ... Графики ... При мягком декодировании - вероятность успешного приема кадра составляет 99,9% для аддитивной модели гауссовского шума (AGWN) ... При жестком декодировании и такой же вероятности успешного приема - параметры ухудшаются примерно на 1,5 дБ ...

Приложение 2. Синхронизация ... Последовательность сбалансирована по количеству нулей и единиц и имеет максимальную - из 5 последовательных нулей и 5 последовательных единиц ... Последовательность оптимизирована, чтобы иметь приемлемую автокорреляцию как самой себя, так и ее первой половины - отдельно и с добавлением преамбулы ...

Приложение 3. Обоснование принятого технического решения ... Обзор существующих протоколов ... Перед созданием собственного протокола были проанализированы существующие реализации ... В частности - рассматривались ...
CCSDS 131/0-B-3 Синхронизация TM и кодирование канала ...
Протокол УКВ трансивера GOMspace NanoCom U482 / AX100 в ASM и ASM+ Golay Mode ...
Протокол спутника AAUSAT-4 ...
Семейство протоколов FEC сателлита AO-40 и его модификаций ...

Все упомянутые протоколы используют FEC ... Ниже - приводится краткое описание и причины, по которым протокол не использовался - без модификации ... CCSDS 131/0-B-3 - USP основан на этом протоколе ... Основная проблема при использовании полудуплекса в низкоскоростных линиях - является невозможность динамического изменения длины кадра, что приводит к неэффективному использованию канала, большой круговой путь и, как следствие - замедление передачи ...

Протокол УКВ приемопередатчика GOMspace ASM и Golay Mode ... Этот протокол имеет поле длины, которое позволяет использовать короткие пакеты, когда это необходимо ... Однако у него есть и недостатки ... В протоколе также используется короткое слово синхронизации, как некодированное поле длины, что ограничивает энергетические возможности радиоканала до значения, далекого от возможностей используемого FEC ... ASM+Golay намного лучше, но в любом случае это ограничивает энергетические возможности - далеко от достижимых с используемым FEC ...

Семейство протоколов AO-40 FEC и его модификации ... Протокол хорошо оптимизирован для работы в условиях замираний и обладает хорошим энергопотреблением ... Проблема в невозможности динамического изменения длины кадра ...

Итак, цели проектирования протокола USP Sputnix - иметь возможность использовать ... Все возможности выбранного кода FEC ... Отправлять длинные пакеты и короткие кадры (для подтверждений и т. д.) - без значительных потерь времени ... Расширять протокол новыми FEC, размерами кадров, оставляя совместимость с предыдущими ...

Было принято решение использовать CCSDS 131/0-B-3 там, где это возможно, но - добавить ... Длинную 64-битную синхронизацию, оптимизированную для автокорреляции, оставляя синхронизацию вне любого FEC кода ... PLS-код, подобный используемому в DVB-S2, для выбора FEC, кодового блока и размера кадра ... Есть большая часть значений зарезервированных для использования в будущем ... Рекомендованный способ использования AX.25 в качестве внутренней рамки кадра ...

Список всех страниц, раздел database-satellite-list : смотреть онлайн бесплатно, интересное - надо посмотреть ...