無(wú)人機(jī)多載荷數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)復(fù)接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于無(wú)人機(jī)測(cè)控通信協(xié)議的多載荷數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)復(fù)接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，用戶對(duì)于無(wú)人機(jī)具備多任務(wù)及多載荷接入能力的需求也不斷增加，用戶與測(cè)控通信系統(tǒng)之間交互的信息類型越來(lái)越多，接口形式也趨于多樣化。無(wú)人機(jī)與地面設(shè)備之間依靠鏈路通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信傳輸，數(shù)據(jù)類型包括遙測(cè)信息、測(cè)距信息、實(shí)時(shí)圖像信息等等。目前現(xiàn)有的通信傳輸方式主要有以下幾種:(1)各種數(shù)據(jù)依靠各自的鏈路通道進(jìn)行傳輸，不同數(shù)據(jù)之間傳輸通道相對(duì)獨(dú)立；此方法的問(wèn)題是沒(méi)有數(shù)據(jù)融合的思想，須同時(shí)占用太多的有限傳輸帶寬資源，此外使用太多鏈路傳輸通道，也不便于進(jìn)行統(tǒng)一管理。(2)各種數(shù)據(jù)通過(guò)一條鏈路通道進(jìn)行傳輸，每種數(shù)據(jù)類型在通信協(xié)議中，數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度和數(shù)據(jù)的存放位置相對(duì)固定。此方法的問(wèn)題是有一定的簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)融合思想，但也僅僅只是簡(jiǎn)單的或固定的數(shù)據(jù)復(fù)接，同樣存在浪費(fèi)鏈路資源，復(fù)接的效率及傳輸通道的有效利用率太低等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)占用帶寬資源過(guò)多，鏈路有效利用率太低等問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種占用帶寬資源少、復(fù)接效率高的無(wú)人機(jī)多載荷數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)復(fù)接方法。
[0004]本發(fā)明的上述目的可以通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到，一種無(wú)人機(jī)多載荷數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)復(fù)接方法，具有如下技術(shù)特征:
針對(duì)無(wú)人機(jī)不同鏈路速率，將無(wú)人機(jī)通信分為高、中、低速3種應(yīng)用場(chǎng)景，結(jié)合每種應(yīng)用場(chǎng)景的實(shí)際特點(diǎn)，采用一臺(tái)包含一片可編程門陣列芯片F(xiàn)PGA和一片數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP構(gòu)成的協(xié)議處理設(shè)備，其中，F(xiàn)PGA芯片接收各種載荷數(shù)據(jù)后，通過(guò)EMIF總線將各種載荷數(shù)據(jù)傳送至DSP芯片中，DSP芯片按各種載荷數(shù)據(jù)預(yù)設(shè)段大小，依次分為多段后，再分別進(jìn)行適配操作，并根據(jù)適配結(jié)果構(gòu)造出一個(gè)數(shù)據(jù)復(fù)接單元，把數(shù)據(jù)復(fù)接單元長(zhǎng)度預(yù)設(shè)為可選擇其一的三個(gè)固定值；數(shù)據(jù)適配完成后，將載荷數(shù)據(jù)存放到各對(duì)應(yīng)的緩存區(qū)中；待復(fù)接指令發(fā)起后，DSP芯片依次掃描讀取各緩存區(qū)進(jìn)行動(dòng)態(tài)復(fù)接組幀；依據(jù)定時(shí)周期發(fā)起傳輸幀的復(fù)接，然后，在包含了低速和高速載荷數(shù)據(jù)類型的高速場(chǎng)景下，采用基于低速短數(shù)據(jù)固定復(fù)接和高速長(zhǎng)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)復(fù)接的混合復(fù)接方案；中速場(chǎng)景下，對(duì)于所有數(shù)據(jù)均采用動(dòng)態(tài)復(fù)接方式；低速場(chǎng)景下，數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)長(zhǎng)度全部不固定，采用純動(dòng)態(tài)復(fù)接方案。
[0005]本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果:
占用帶寬資源少。發(fā)明針對(duì)不同鏈路速率的通信應(yīng)用場(chǎng)景，分別提出了高速、中速、低速三種應(yīng)用場(chǎng)景下的傳輸幀數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)復(fù)接方案。相比于現(xiàn)有技術(shù)，僅需使用一條鏈路傳輸通道，就可完成多種載荷數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸，最大限度的減少了資源帶寬的使用；
復(fù)接效率高。針對(duì)無(wú)人機(jī)通信的高速、中速、低速3種應(yīng)用場(chǎng)景，結(jié)合每種應(yīng)用場(chǎng)景的實(shí)際特點(diǎn)，分別提出了 3種載荷數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)復(fù)接方案。在3種載荷數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)復(fù)接方案中，F(xiàn)PGA芯片接收各種載荷數(shù)據(jù)后，通過(guò)EMIF總線將各種載荷數(shù)據(jù)傳送至DSP芯片中，DSP芯片按各種載荷數(shù)據(jù)預(yù)設(shè)段大小，依次分為多段后，再分別進(jìn)行適配操作，復(fù)接效率高。
[0006]利用率高。本發(fā)明針對(duì)高速、中速、低速應(yīng)用場(chǎng)景分別提出了相應(yīng)的復(fù)接方法。高速場(chǎng)景下采用了基于低速短數(shù)據(jù)固定復(fù)接和高速長(zhǎng)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)復(fù)接的混合復(fù)接方案；中速場(chǎng)景下采用了基于固定復(fù)接單元長(zhǎng)度的動(dòng)態(tài)復(fù)接方案；低速場(chǎng)景下采用了純動(dòng)態(tài)復(fù)接方案。提出的動(dòng)態(tài)復(fù)接技術(shù)方法，對(duì)傳輸幀內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化，最大限度的提高了該條鏈路傳輸通道的有效利用率。而且在低速傳輸場(chǎng)景下，采用了純動(dòng)態(tài)復(fù)接方案，數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)單元長(zhǎng)度全部不固定，周期復(fù)接指令發(fā)起后，直接根據(jù)當(dāng)前載荷數(shù)據(jù)緩存多少和傳輸幀空間剩余量中的較小值，動(dòng)態(tài)決定復(fù)接數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。這種方案的靈活性最大，鏈路的有效利用率也最高。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是本發(fā)明無(wú)人機(jī)多載荷數(shù)據(jù)處理流程示意圖。
[0008]圖2是本發(fā)明無(wú)人機(jī)多載荷數(shù)據(jù)復(fù)接操作示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0010]參閱圖1。實(shí)施本發(fā)明方法的硬件設(shè)備主要是一臺(tái)由一片可編程門陣列芯片F(xiàn)PGA和一片數(shù)字信號(hào)處理DSP芯片組成的協(xié)議處理設(shè)備。其中FPGA芯片主要實(shí)現(xiàn)接口功能，用于接入包括RS422、RS232、LVDS、USB、網(wǎng)絡(luò)、光纖等各種接口在內(nèi)的載荷設(shè)備；DSP芯片主要實(shí)現(xiàn)協(xié)議處理功能，包含數(shù)據(jù)的分段、適配、存儲(chǔ)、復(fù)接成幀等操作。每種載荷數(shù)據(jù)接入?yún)f(xié)議處理終端設(shè)備后，都分別進(jìn)行數(shù)據(jù)分段、數(shù)據(jù)適配和存儲(chǔ)等預(yù)處理操作。待定時(shí)復(fù)接指令發(fā)起后進(jìn)行復(fù)接組幀，此時(shí)DSP芯片依據(jù)預(yù)設(shè)的優(yōu)先級(jí)順序，依次掃描各載荷數(shù)據(jù)緩存區(qū)，并讀取填充至傳輸幀，直至數(shù)據(jù)讀完或幀空間填滿。
[0011]本發(fā)明提出的無(wú)人機(jī)多載荷數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)復(fù)接方法，針對(duì)無(wú)人機(jī)不同鏈路速率，將無(wú)人機(jī)通信分為高速、中速、低速共3種應(yīng)用場(chǎng)景。FPGA芯片通過(guò)各接口接收載荷數(shù)據(jù)后，通過(guò)EMIF總線將數(shù)據(jù)傳送至DSP芯片中，DSP芯片將收到的各數(shù)據(jù)按預(yù)設(shè)段大小依次分為多段，再對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)段進(jìn)行適配操作，根據(jù)數(shù)據(jù)適配結(jié)果構(gòu)造出一個(gè)數(shù)據(jù)復(fù)接單元；數(shù)據(jù)復(fù)接單元長(zhǎng)度預(yù)設(shè)為可根據(jù)需要選擇其一的三個(gè)固定值；數(shù)據(jù)適配完成后，將載荷數(shù)據(jù)存放到各自對(duì)應(yīng)的緩存區(qū)；待復(fù)接指令發(fā)起后，DSP芯片依次掃描并讀取各緩存進(jìn)行復(fù)接組幀?’傳輸幀的復(fù)接依據(jù)定時(shí)周期發(fā)起。所謂動(dòng)態(tài)復(fù)接是指，每個(gè)周期內(nèi)，傳輸幀中所復(fù)接的載荷數(shù)據(jù)的種類、長(zhǎng)度、以及數(shù)據(jù)復(fù)接位置都是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)變化的。其優(yōu)點(diǎn)是，可以對(duì)傳輸幀內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化，最大限度的提高鏈路傳輸幀的有效利用率。在同時(shí)包含了低速和高速載荷數(shù)據(jù)類型的高速場(chǎng)景下，采用基于低速短數(shù)據(jù)固定復(fù)接和高速長(zhǎng)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)復(fù)接的混合復(fù)接方案。低速數(shù)據(jù)長(zhǎng)度較短，數(shù)據(jù)更新率慢，采用位置固定復(fù)接方式；高速數(shù)據(jù)長(zhǎng)度較大，數(shù)據(jù)更新率快，采用固定長(zhǎng)度單元的動(dòng)態(tài)復(fù)接方案。中速場(chǎng)景下，對(duì)于低速短數(shù)據(jù)和高速長(zhǎng)數(shù)據(jù)，均采用動(dòng)態(tài)復(fù)接方式；低速場(chǎng)景下，數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)長(zhǎng)度全部不固定，采用不定長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)處理方式對(duì)接入的各種載荷數(shù)據(jù)采用純動(dòng)態(tài)的復(fù)接方案，直接根據(jù)載荷數(shù)據(jù)緩存多少和幀空間剩余量中的較小值，決定復(fù)接數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。
[0012]載荷數(shù)據(jù)類型既包括諸如遙測(cè)數(shù)據(jù)、話音數(shù)據(jù)、測(cè)距數(shù)據(jù)等低速短數(shù)據(jù)，也包括高清視頻數(shù)據(jù)、高清照片數(shù)據(jù)、高速載荷等各種高速長(zhǎng)數(shù)據(jù)。各種低速、中高速載荷數(shù)據(jù)經(jīng)FPGA芯片接入?yún)f(xié)議處理設(shè)備中，并通過(guò)EMIF總線傳送給DSP。DSP芯片將收到的各種載荷數(shù)據(jù)依次進(jìn)行數(shù)據(jù)分段操作，當(dāng)收到的某種載荷數(shù)據(jù)超過(guò)預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)段大小，依次分為多段，剩余不足一段時(shí)，則補(bǔ)充默認(rèn)數(shù)據(jù)至預(yù)定段大小。若當(dāng)前收到某