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由于太空具有微重力、超洁净等特殊环境,很多在地面无法完成的实验可以在太空得到实现,因此,各国竞相发展自己的空间实验事业来促进科学技术和国民经济的发展。但是随着实验的要求和难度的增加,从前的空间实验模式已经不能适应需要,因而需要采用新的模式来开展空间实验,以“遥现场与遥操作”为核心的遥科学技术是目前这个问题的最好解决办法,其中的遥科学空地数据链路则是实现这种操作模式的基础,是遥科学空地传输的桥梁。
本论文研究遥科学空地数据链路的实现技术,在分析遥科学数据链路的主要实现途径之后,提出了适合我国遥科学发展的下行和上行链路方式,并在此基础上提出了一套完整的适合遥科学发展的空地数据链路方案。论文在下行链路中,采用AOS规范,并重点论述了所涉及的关键策略和实现过程,包括业务选择、多路复用技术、虚拟信道链路控制技术、帧同步技术、总线选择以及用于系统自检的模拟数据源设计等。在上行链路中,主要论述了两种实现方式,对于没有特殊传递要求的数据,如宇航员需要的视频和音频数据,采用AOS体制进行传送;对于传输准确率要求特别高的数据,如一些关键的遥控命令,采用了分包遥控的控制方法,并用下行信道将控制数据的传输信息返回到地面试验室,从而实现传输控制的ARQ过程。为了把两种体制统一起来,论文在方案中提出采用隧道机制,将采用分包遥控的数据封装在AOS传送帧的数据域里,从而可实现两种体制的并存。
为了评估方案的正确性和运行性能,论文工作开发了一套验证软件,其中实现了上下行数据链路的各种业务、上行控制方法、隧道机制、流量检测以及差错检查等测试功能,并在两台互联的计算机上进行了网络通信的模拟测试。对结果数据的分析和性能测试曲线图表明,所提方案的设计思想是可行的,达到了预定的性能要求。所开发的软件在实验室工作中可用作模拟数据源和性能测试工具,在工程上可为上下行两端提供仿真的数据源以及校验平台。