一种高速光电数据传输系统.pdf

《一种高速光电数据传输系统.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种高速光电数据传输系统.pdf（8页完整版）》请在专利查询网上搜索。

1、(10)申请公布号 CN 103986511 A (43)申请公布日 2014.08.13 CN 103986511 A (21)申请号 201410163196.6 (22)申请日 2014.04.22 H04B 7/185(2006.01) (71)申请人 航天恒星科技有限公司 地址 100086 北京市海淀区知春路 82 号院 (72)发明人 宋振宇 陈昕 李博 (74)专利代理机构 中国航天科技专利中心 11009 代理人 安丽 (54) 发明名称 一种高速光电数据传输系统 (57) 摘要 一种高速光电数据传输系统， 包括 ： 宽带射 频采样模块、 数据处理模块和电光信号转换模块 ； 。

2、宽带射频采样模块对外部输入的 L 频段模拟射频 信号进行采样， 得到 8 比特数字信号， 并将该 8 比 特数字信号送入数据处理模块中， 数据处理模块 将输入的 8 比特数字信号进行封装， 并将生成的 数据包送入电光信号转换模块进行电光转换， 生 成光信号并通过光纤输出给后端设备。本发明在 射频端对卫星信号进行数字化采样， 减少了卫星 信号的模拟传输环节带来的群时延， 幅频特性等 不利影响， 简化卫星信号接收系统信道设计同时 提升了信号传输质量。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页。

3、 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103986511 A CN 103986511 A 1/2 页 2 1. 一种高速光电数据传输系统， 其特征在于包括 ： 宽带射频采样模块、 数据处理模块 和电光信号转换模块 ； 宽带射频采样模块对外部输入的L频段模拟射频信号进行采样， 得到8比特数字信号， 并将该 8 比特数字信号送入数据处理模块中， 数据处理模块将输入的 8 比特数字信号进行 封装， 并将生成的数据包送入电光信号转换模块进行电光转换， 生成光信号并通过光纤输 出给后端设备， 后端设备接收到数据包后， 对数据包大小和包计数进行校验， 如果正确则返回反馈信 号给数据处理模块，。

4、 否则不返回信号 ； 数据处理模块根据反馈信号对数据包进行处理， 如果收到数据包的反馈信号， 表明该 数据包已经被正确接收， 则把该数据包删除 ； 否则， 重复发送该数据包直到接收到该数据包 的反馈信号后再发送下一数据包 ； 数据处理模块对数据包发送的正确性进行统计， 调整传送数据包的大小。 2. 根据权利要求 1 所述的一种高速光电数据传输系统， 其特征在于 ： 所述宽带射频采 样模块的采样速率为 4G 次每秒， 所述 L 频段模拟射频信号是指带宽为 1GHz 2GHz 的模拟 射频信号。 3. 根据权利要求 1 所述的一种高速光电数据传输系统， 其特征在于 ： 所述数据处理模 块将输入的 。

5、8 比特数字信号进行封装具体为 ： (1) 对输入的 8 比特数字信号进行缓存， 得到一个 8*8 比特的矩阵数据块， 每个输入的 8 比特数据占据一行 ； (2) 对步骤 (1) 中得到的所述 8*8 比特的矩阵数据块进行纵向 RS(10， 8) 编码， 得到编 码后的 10*8 比特的矩阵数据块 ； (3) 将步骤 (2) 得到的 10*8 比特的矩阵数据块中的数据进行封包处理， 将生成的数据 包发送给电光信号转换模块。 4. 根据权利要求 3 所述的一种高速光电数据传输系统， 其特征在于 ： 所述对 8*8 比 特的矩阵数据块进行纵向 RS(10， 8) 编码具体为 ： 将所述 8*8 。

6、比特矩阵数据按列进行标准 RS(10， 8) 编码。 5. 根据权利要求 3 所述的一种高速光电数据传输系统， 其特征在于 ： 所述步骤 (3) 中 将 10*8 比特的矩阵数据块中的数据进行封包处理具体为 ： 纵向 RS(10， 8) 编码后的数据临 时存储到 DDR 存储单元中， 当数据量达到预设值时， 把数据封装成数据包， 数据包格式为 ： 包头 ： 长度为 4 个字节， 由全 1 表示， 用于后端接收时对数据包的起始位置进行判断 ； 包计数 ： 长度为1个字节， 按包发送顺序， 从0255循环编码， 用于后端接收时对数据 是否连续进行判断 ； 数据包大小 ： 长度为 1 个字节， 表示。

7、数据包中数据的大小， 单位为 M 字节 ； 数据 ： 长度为 10M 255M 字节， 与数据包大小设定的值一致。 6. 根据权利要求 1 所述的一种高速光电数据传输系统， 其特征在于 ： 所述数据处理模 块对数据包发送的正确性进行统计， 调整传送数据包的大小具体为 ： 统计连续10个数据包传送过程中的成功次数， 如果都成功， 则数据包的大小增加1M字 节， 直到数据包大小达到预设的最大值 ； 如果在数据包传送过程中出现传送失败需要重传的， 则重传一次， 数据包的大小减少 权 利 要 求 书 CN 103986511 A 2 2/2 页 3 1M 字节， 直到数据包大小到预设的最小值。 权 利。

8、 要 求 书 CN 103986511 A 3 1/4 页 4 一种高速光电数据传输系统 技术领域 0001 本发明属于卫星信号接收和传输处理技术领域， 涉及一种高速光电数据传输系 统。 背景技术 0002 卫星信号的接收系统主要由天线、 信道和接收处理设备构成。现有的卫星信号接 收系统， 特别是宽带高速遥感卫星接收系统， 卫星信号通过天线接收、 低噪声放大后， 通过 多级的模拟变频处理， 再给后端设备实现信号的接收处理。 该系统中， 信号完全采用模拟方 式进行传输， 传输介质是同轴电缆， 对于带宽的卫星信号， 其传输性能较差， 影响卫星信号 接收处理质量。 发明内容 0003 本发明解决的技。

9、术问题是 ： 克服现有技术的不足， 提供了一种基于宽带遥感卫星 信号接收的高速射频采样及光电数据传输系统， 适用于卫星信号接收系统中， 实现卫星信 号的射频采样和数字化光传输， 可简化卫星信号接收系统的信道设计并提升信号传输性 能。 0004 本发明的技术解决方案如下 ： 0005 一种高速光电数据传输系统， 包括 ： 宽带射频采样模块、 数据处理模块和电光信号 转换模块 ； 0006 宽带射频采样模块对外部输入的 L 频段模拟射频信号进行采样， 得到 8 比特数字 信号， 并将该8比特数字信号送入数据处理模块中， 数据处理模块将输入的8比特数字信号 进行封装， 并将生成的数据包送入电光信号转。

10、换模块进行电光转换， 生成光信号并通过光 纤输出给后端设备， 0007 后端设备接收到数据包后， 对数据包大小和包计数进行校验， 如果正确则返回反 馈信号给数据处理模块， 否则不返回信号 ； 0008 数据处理模块根据反馈信号对数据包进行处理， 如果收到数据包的反馈信号， 表 明该数据包已经被正确接收， 则把该数据包删除 ； 否则， 重复发送该数据包直到接收到该数 据包的反馈信号后再发送下一数据包 ； 0009 数据处理模块对数据包发送的正确性进行统计， 调整传送数据包的大小。 0010 所述宽带射频采样模块的采样速率为4G次每秒， 所述L频段模拟射频信号是指带 宽为 1GHz 2GHz 的模。

11、拟射频信号。 0011 所述数据处理模块将输入的 8 比特数字信号进行封装具体为 ： 0012 (1) 对输入的 8 比特数字信号进行缓存， 得到一个 8*8 比特的矩阵数据块， 每个输 入的 8 比特数据占据一行 ； 0013 (2) 对步骤 (1) 中得到的所述 8*8 比特的矩阵数据块进行纵向 RS(10， 8) 编码， 得 到编码后的 10*8 比特的矩阵数据块 ； 说 明 书 CN 103986511 A 4 2/4 页 5 0014 (3) 将步骤 (2) 得到的 10*8 比特的矩阵数据块中的数据进行封包处理， 将生成的 数据包发送给电光信号转换模块。 0015 所述对8*8比特。

12、的矩阵数据块进行纵向RS(10， 8)编码具体为 ： 将所述8*8比特矩 阵数据按列进行标准 RS(10， 8) 编码。 0016 所述步骤 (3) 中将 10*8 比特的矩阵数据块中的数据进行封包处理具体为 ： 纵向 RS(10， 8) 编码后的数据临时存储到 DDR 存储单元中， 当数据量达到预设值时， 把数据封装 成数据包， 数据包格式为 ： 0017 包头 ： 长度为 4 个字节， 由全 1 表示， 用于后端接收时对数据包的起始位置进行判 断 ； 0018 包计数 ： 长度为1个字节， 按包发送顺序， 从0255循环编码， 用于后端接收时对 数据是否连续进行判断 ； 0019 数据包大。

13、小 ： 长度为 1 个字节， 表示数据包中数据的大小， 单位为 M 字节 ； 0020 数据 ： 长度为 10M 255M 字节， 与数据包大小设定的值一致。 0021 所述数据处理模块对数据包发送的正确性进行统计， 调整传送数据包的大小具体 为 ： 0022 统计连续 10 个数据包传送过程中的成功次数， 如果都成功， 则数据包的大小增加 1M 字节， 直到数据包大小达到预设的最大值 ； 0023 如果在数据包传送过程中出现传送失败需要重传的， 则重传次数增加一次， 数据 包的大小减少 1M 字节， 直到数据包大小到预设的最小值。 0024 本发明与现有技术相比具有如下优点 ： 0025 (。

14、1) 相比较于现有技术， 本发明在射频端对卫星信号进行数字化采样， 减少了卫星 信号的模拟传输环节带来的群时延， 幅频特性等不利影响， 简化卫星信号接收系统信道设 计同时提升了信号传输质量 ； 0026 (2) 针对本系统的应用， 设计了一种纵向 RS 编码方式， 相比较于现有技术， 可以方 便后端设备按实际使用的位数对接收数据进行译码校验， 不需要对所有数据进行处理， 降 低了后端设备的接收处理复杂度 ； 0027 (3) 针对本系统的应用， 设计了一种有效的数据传输和打包方式， 相比较于现有技 术， 可以自动调节数据传输策略， 对数据传输速度和可靠性进行综合优化。 附图说明 0028 图 。

15、1 为本发明系统组成框图 ； 0029 图 2 为传输数据包组成示意图 ； 0030 图 3 为本发明纵向 RS(10， 8) 编码示意图 ； 具体实施方式 0031 如图 1 所示， 本发明提供了一种高速光电数据传输系统， 包括 ： 宽带射频采样模 块、 数据处理模块和电光信号转换模块 ； 0032 宽带射频采样模块对外部输入的 L 频段模拟射频信号进行采样， 得到 8 比特数字 信号， 并将该8比特数字信号送入数据处理模块中， 数据处理模块将输入的8比特数字信号 说 明 书 CN 103986511 A 5 3/4 页 6 进行封装， 并将生成的数据包送入电光信号转换模块进行电光转换， 生。

16、成光信号并通过光 纤输出给后端设备。 0033 所述宽带射频采样模块的采样速率为4G次每秒， 所述L频段模拟射频信号是指带 宽为 1GHz 2GHz 的模拟射频信号。 0034 所述数据处理模块由 FPGA 和 DDR 存储器构成， 完成将输入的 8 比特数字信号进行 封装和传输控制功能。 0035 所述数据处理模块将输入的 8 比特数字信号进行封装具体为 ： 0036 (1) 对输入的 8 比特数字信号进行缓存， 得到一个 8*8 比特的矩阵数据块， 每个输 入的 8 比特数据占据一行 ； 0037 (2) 对步骤 (1) 中得到的所述 8*8 比特的矩阵数据块进行纵向 RS(10， 8) 。

17、编码， 得 到编码后的 10*8 比特的矩阵数据块， RS(10， 8) 编码码长 n 10 字节， 信息位 k 2， 能纠 正 1 位错误， 码距为 2 ； 0038 对8*8比特的矩阵数据块进行纵向RS(10， 8)编码具体为 ： 将所述8*8比特矩阵数 据按列进行标准 RS(10， 8) 编码， 如图 3 所示， 首先对宽带射频采样模块得到 8 比特数字信 号按行进行缓存， 缓存 8 行后， 对这个 8*8 比特的矩阵数据块按列进行标准 RS(10， 8) 编码， 得到 10 行、 8 列的编码后 10*8 比特的矩阵数据块， 完成一次纵向 RS(10， 8) 编码处理 ； 0039 (。

18、3) 将步骤 (2) 得到的 10*8 比特的矩阵数据块中的数据进行封包处理， 将生成的 数据包发送给电光信号转换模块。 0040 将 10*8 比特的矩阵数据块中的数据进行封包处理具体为 ： 纵向 RS(10， 8) 编码后 的数据临时存储到 DDR 存储单元中， 当数据量达到预设值时， 把数据封装成数据包， 数据包 格式如图 2 所示， 图中所标注的数据用 16 进制表示， 其中 0x 表示后面的数为 16 进制， 每个 16 进制的数由 4 比特组成。 0041 包头 ： 长度为 4 个字节， 由全 1 表示， 用于后端接收时对数据包的起始位置进行判 断 ； 0042 包计数 ： 长度为。

19、1个字节， 按包发送顺序， 从0255循环编码， 用于后端接收时对 数据是否连续进行判断 ； 0043 数据包大小 ： 长度为 1 个字节， 表示数据包中数据的大小， 单位为 M 字节 ； 0044 数据 ： 长度为 10M 255M 字节， 与数据包大小设定的值一致。 0045 后端设备接收到数据包后， 对数据包大小和包计数进行校验， 如果正确则返回反 馈信号给数据处理模块， 否则不返回信号 ； 0046 数据处理模块根据反馈信号对数据包进行处理， 如果收到数据包的反馈信号， 表 明该数据包已经被正确接收， 则把该数据包删除 ； 否则， 重复发送该数据包直到接收到该数 据包的反馈信号后再发送。

20、下一数据包 ； 0047 数据处理模块对数据包发送的正确性进行统计， 调整传送数据包的大小， 具体 为 ： 0048 统计连续 10 个数据包传送过程中的成功次数， 如果都成功， 则数据包的大小增加 1M 字节， 直到数据包大小达到预设的最大值 ； 0049 如果在数据包传送过程中出现传送失败需要重传的， 则重传一次， 数据包的大小 减少 1M 字节， 直到数据包大小到预设的最小值。 说 明 书 CN 103986511 A 6 4/4 页 7 0050 所述电光信号转换模块， 采用 SFF-8436 标准规定的 QSFP+ 光纤构成， 把数据处理 模块生成的数据包进行电光转换， 实现最高 40G 比特每秒的高速光纤传输。 说 明 书 CN 103986511 A 7 1/1 页 8 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103986511 A 8 。