GB／T 39354-2020  空间数据与信息传输系统 邻近空间链路协议 物理层

邻近空间链路协议是 足各种特征的邻近空间链 间数据传输需求，包含数据链路层和 型结构如图2所示

图2邻近空间链路模型结构

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精装修标准规范范本5.2.2.2发送端功能

发送端功能包括： a）根据来自数据链路层的控制变量（数据流速率Rd、调制方式、频率、双工、模式、发射），控制 发信机的功能； b）将来自于数据链路层已经完成编码的符号流调制到载波上。

5.2.2.3接收端功能

接收端功能包括： a）接收来自接收机的串行数据流，并输出到数据链路层； b）为数据链路层的MAC子层提供状态信号.信号包括载波捕获信号、符号锁定信号

5.2.3数据链路层的功能

数据链路层的功能是在收发信机之间为发送用户数据、控制报告、控制命令等提供支持，包含I/O 子层、数据业务子层、数据顿子层、同步和编码子层、MAC子层共五个子层。 在发送端，数据链路层接收用户数据和路由信息输入，产生要输出的编码符号流，并传递给物理层： 用于调制输出，其中包含PLTU和空闲数据。在接收端，数据链路层从物理层接收串行编码符号流，从 中提取PLTU，并完成协议数据单元的处理，通过输出端口将用户数据顿投递给用户。数据链路层接收 本地航天器控制器或通过邻近空间链

6.1.1物理层与数据链路层接口

物理层的主要功能是通过完成一系列操作建立和保持数据通信信道， 物理层从数据链路层的MAC子层接收控制变量（如数据流速率R.、调制方式、频率、双工、模式 发射），用于控制接收和发送设备的状态。控制变量的定义详见GB/T39352。同时该标准还规范了建 之、维护和终止邻近空间链路通信任务操作的说明，并在状态表中细化了操作。物理层和数据链路层的 控制变量、信号和数据传输如图3所示

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图3物理层和数据链路层的控制变量、信号和数据传输

建立通信信道需要物理层对约定通信双方工作特性的相关参数进行配置，例如频率、极化、调制、编 码符号率R等参数。 MAC子层的本地控制单元按照指令SETTRANSMITTERPARAMETERS(设置发射机参数）和 SETRECEIVERPARAMETERS(设置接收机参数)的解析结果，产生对应的本地控制信号，物理层根 据信号的状态，在通信建立之前将本地收发设备设置为通信所需的物理配置： a）SETTRANSMITTERPARAMETERS指令用于对接收本指令的收发信机进行发射机参数 设置，以便控制数据率、编码方式、调制方式、载波频率； D SETRECEIVERPARAMETERS指令用于对接收本指令的收发信机进行接收机参数设置： 以便控制数据率、编码方式、调制方式、载波频率， 此外，邻近空间链路协议提供了对本部分物理层协议进行扩展的能力，通信双方可以通过SET PLEXTENSIONS(设置物理层扩展功能）指令配置收发信机，以使能或禁止相应的扩展功能。SETPL EXTENSIONS指令由MAC子层解析，产生相应的控制信号对收发信机进行参数设置，主要设置内容 包括编码、加扰、载波模式、调制方式、数据率、频率、方向（设置发射机或接收机）等，其中载波模式、调制 方式、数据率、频率作为参数传递给物理层进行处理，编码参数传递给同步和编码子层处理。 "SETTRANSMITTERPARAMETERS”"SETRECEIVERPARAMETERS”和"SETPLEX TENSIONS”的指令格式和内容及其解析方法详见GB/T39352

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定义符合GB/T39353的规定。

表1发射机控制变量说明

6.3.1接收机的状态

接收机的工作状态由状态控制变量“MODE”、“DUPLEX”和“TRANSMIT”确定，见表2

表2接收机控制变量说明

6.3.3CARRIERACOUIRED信号说明

6.3.4SYMBOLINLOCKSTATUS信号说明

6.3.5接收到的符号流

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邻近空间链路能够满足不同网络节 节点间通信或导航的需要，如：卫星、着陆器、月球车、微探测器、空 间机器人。这些节点包含的射频设备分类见表3。

空间链路涉及的射频设

本标准规定的物理层主要应用于远离地球的邻近空间链路环境。在选择工作频率时要注意不影响 TU无线电规则中分配的无线电通信业务，还应采取特殊的预防措施保护已经分配给近地空间、深空 和空间探索的无线电频段。 近地范围内应避免使用430MHz及其邻近频段进行通信，邻近空间链路协议在地面测试时应采取 特殊的预防措施。由于邻近空间链路协议本身是分层实现的，可以通过使用其他替代频率改变物理层 工作条件、而保持其他协议层不变，以实现在近地范围内的应用。应注意，选择替代频率时应遵守ITU 无线电规则

邻近空间链路的UHF频率范围为390MHz～450MHz，前向链路频段和返向链路频段之间包含 个带宽为30MHz的防护频带。前向链路频率范围为435MHz～450MHz，返向链路频率范围为 390MHz~405MHzg

8.2.2呼叫信道要求

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8.2.3单一前向和返向频率对使用要求

单一前向链路和返向链路频率对既可以是相干的，又可以是非相干的。邻近空间链路通信一般使 用下面定义的三种信道（固定单一前向链路和返向链路频率对）： a）通道0：当系统只配置一个返向频率的情况下，与前向频率437.1MHz匹配的返向频率为 401.585625MHz（转发比为147/160）； b）通道2：当系统只配置一个返向频率的情况下，与前向频率439.2MHz匹配的返向频率为 397.5MHz(转发比为1325/24X61)； c）通道3：当系统只配置一个返向频率的情况下，与前向频率444.6MHz匹配的返向频率为 393.9MHz(转发比为1313/38X39)。 邻近空间链路通道O～7的频率分配见表4；其他通道8～15的参数在指令SETPLEXTENSIONS中 定义，这些通道的专用频率分配在本标准中不做规定，可以提供用户扩展使用。由MAC子层对SE1 PLEXTENSIONS指令的频率字段解析后.生成频率设定信号.收发信机根据该信号完成频率配置

表4邻近空间链路通道0～7的频率分配

前向和返向频率对使用要

对于其他未定义频带，本标准不做具体规定

空间链路协议要求前向和返向链路的极化方式均

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调制要求如下： a）PCM数据应使用双相电平码（曼彻斯特码）编码方式，直接调制于载波上。 b 残余载波调制度：60°，允许差土5%。 波形占空比：0.98~1.02。 d）正向信号会导致载波频率相位的前移，对于直接调制的双相电平码（曼彻斯特码)波形： 1）码元“1”会在码元周期的前期导致载波相位前移； 2 码元“0”会产生一定延时

8.6邻近空间链路速率

8.6.1前向和返向码元速率

邻近空间链路支持以下13种前向链路或返向链路的数据流速率R（单位为Bd/s）：1000、2000、 4000、8000、16000、32000、64000、128000、256000、512000、1024000、2048000和4096000。 注：R和Ra间的关系见GB/T39352附录C；通过附录C中定义的指令“SETTRANSMITTERPARAMETERS”、 "SETRECEIVERPARAMETERS”和"SETPLEXTENSIONS”可以对Ra进行设置；Re取决于R。的取值和 选择的编码方式

8.6.2短期的信道码元速率稳定性

在发射机的输出端测量，每个码元周期都与邻近空间链路使用的Rhs对应的码元周期差异不

8.6.3信道编码符号率偏离

在发射机输出端对Rchs进行测量：被测样本多于10000个码元时，测量值与定义的邻近空间链 偏差应小于0.1%。

9.1载波频率稳定性要求

调相射频信号的残余调幅应小于调相射频信号均方根振幅的2%。

9.3非相干载波相位噪声

中国标准出版社授权北京万方数据股份有限公司在中国境内（不含港澳台地区）

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设备标准发射机的频谱杂散如图5所示

对使用UHF频段的通信设备应适应以下多普勒频率偏移的应用条件： a）多普勒频率范围：士10kHz； b）多普勒调频率：100Hz/s（非相于模式）、200Hz/s（相于模式）

图5发射机的频谱杂散模板

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本标准与IS021460：2015相比的结构变化情况

焊接标准GB/T 393542020

本标准与IS021460：2015相比的技术性差异及原因

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