DIN EN 16603-50-04-2014 Space engineering - Space data links - Telecommand protocols synchronization and channel coding English version EN 16603-50-04 2014《航天工程 空间数据链 遥控协议 同步和信道编码 .pdf

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1、Dezember 2014DEUTSCHE NORM DIN-Normenausschuss Luft- und Raumfahrt (NL)Preisgruppe 34DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 49.140; 49.090; 33.040.40!%=ZQ“2265546w

2、ww.din.deDDIN EN 16603-50-04Raumfahrttechnik Telekommando-Protokolle, -synchronisation und -kanalkodierung;Englische Fassung EN 16603-50-04:2014Space engineering Space data links Telecommand protocols, synchronization and channel coding;English version EN 16603-50-04:2014Ingnierie spatiale Liaisons

3、de donnes spatiales Protocoles, synchronisation et codage canal des liaisons tlcommande;Version anglaise EN 16603-50-04:2014Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 159 SeitenDIN EN 16603-50-04:2014-12 2 Nationales Vorwort Dieses Dokument (EN 16603-50-0

4、4:2014) wurde vom Technischen Komitee CEN/CLC/TC 5 Raumfahrt“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom DIN (Deutschland) gehalten wird. Das zustndige deutsche Normungsgremium ist der Arbeitsausschuss NA 131-10-01 AA Interoperabilitt von Informations-, Kommunikations- und Navigationssystemen“ im DIN-Normen

5、ausschuss Luft- und Raumfahrt (NL). Dieses Dokument (EN 16603-50-04:2014) basiert auf ECSS-E-ST-50-04C. Dieses Dokument enthlt unter Bercksichtigung des DIN-Prsidialbeschlusses 1/2004 nur die englische Originalfassung von EN 16603-50-04:2014. Dieses Dokument wurde speziell zur Behandlung von Raumfah

6、rtsystemen erarbeitet und hat daher Vorrang vor jeglicher Europischer Norm, da es denselben Anwendungsbereich hat, jedoch ber einen greren Geltungsbereich (z. B. Luft- und Raumfahrt) verfgt. DIN EN 16603-50-04:2014-12 3 Nationaler Anhang NA (informativ) Begriffe und Abkrzungen 3 Begriffe und Abkrzun

7、gen Begriffe aus anderen Normen Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach ECSS-S-ST-00-01. 3.2 Fr diese Norm spezifische Begriffe 3.2.1 Missionsphase Zeitabschnitt innerhalb einer Mission, in dem festgelegte fernsteuerungsbezogene Merkmale erreicht werden Anmerkung 1 zum Begriff Der

8、 bergang zwischen zwei aufeinanderfolgenden Missionsphasen kann zu einer Unterbrechung der Dienste der ferngesteuerten Datenbertragungsleitung fhren. 3.2.2 Oktett Gruppe aus acht Bits Anmerkung 1 zum Begriff Die Benummerung fr Oktette innerhalb einer Datenstruktur beginnt mit 0. Anmerkung 2 zum Begr

9、iff Siehe 3.4 fr die Benummerungskonvention fr Bits. 3.2.3 Paket Datenstruktur vernderlicher Lnge, bestehend aus Nutzerdaten hherer Schicht, die in die genormten Vorlaufinformationen eingebunden sind 3.2.4 statisch ohne nderungen innerhalb eines spezifischen virtuellen Kanals Anmerkung 1 zum Begriff

10、 Diese Norm enthlt Anforderungen an die Unvernderlichkeit bestimmter Merkmale der darin festgelegten Datenstrukturen ber eine oder smtliche Missionsphase(n). Anmerkung 2 zum Begriff Siehe 4.7 fr den virtuellen Kanal. 3.2.5 Verfahren des Betriebs in der Bitbertragungsschicht Verfahren in der Bitbertr

11、agungsschicht zum Aktivieren und Deaktivieren des physikalischen Kommunika-tionskanals durch Anwenden der HF-Trgerfrequenz- und -modulationsverfahren DIN EN 16603-50-04:2014-12 4 3.3 Abkrzungen Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Abkrzungen in ECSS-S-ST-00-01 und die folgenden Abkrzungen: A

12、bkrzung Bedeutung AD Abnahmeprfung und -daten (en: acceptance check and data) ARQ automatische Wiederholungsanfrage (en: automatic repeat request) BC Umgehung der Abnahmeprfung und -kontrolle (en: bypass of acceptance check and control) BCH Bose-Chaudhuri-Hocquenghem (en: Bose-Chaudhuri-Hocquenghem)

13、 BD Umgehung der Abnahmeprfung und -daten (en: bypass of acceptance check and data) BER Bitfehlerquote (en: bit error rate) BTG Bitbertragungsgenerator (en: bit transition generator) CCSDS Beratender Ausschuss fr Weltraumdatensysteme (en: Consultative Committee for Space Data Systems) CLCW Steuerbef

14、ehl der Kommunikationsverbindung (en: communications link control word) CLTU bertragungseinheit der Kommunikationsverbindung (en: communications link transmission unit) CMM Modul zur Trgermodulation (en: carrier modulation mode) COP Kommunikations-Betriebsverfahren (en: communications operation proc

15、edure) FARM Rahmenabnahme- und Berichtsmechanismus (en: frame acceptance and reporting mechanism) FDU Dateneinheit des Fernsteuerungsrahmen (en: telecommand frame data unit) FECF Rahmenfehler-Kontrollfeld (en: Frame Error Control Field) FOP Rahmen-Betriebsverfahren (en: frame operation procedure) ID

16、 Identifikator oder Identifikation (en: identifier, or, identification) LLIF Schnittstelle an der unteren Schicht (en: lower layer interface) MAP Multiplexer-Zugangspunkt (en: multiplexer access point) MSB hchstwertiges Bit (en: most significant bit) NRZ-M Non-Return-to-Zero-Mark (en: non-return-to-

17、zero-mark) NW negatives Fenster (en: negative window) PAC Paketiersteuerung (en: packet assembly controller) PLOP Betriebsverfahren in der Bitbertragungsschicht (en: physical layer operation procedure) PW positives Fenster (en: positive window) RF Funkfrequenz, Hochfrequenz (en: radio frequency) SEC

18、 Einfachfehlererkennung (en: single error correction) SS Suspend_State (en: Suspend_State) TC Fernsteuerung (en: telecommand) TED Dreifachfehlererkennung (en: triple error detection) TT Timeout_Type (en: Timeout_Type) Die AC-, CB- und BD-Rahmen sind in Tabelle 6-3 definiert. DIN EN 16603-50-04:2014-

19、12 5 3.4 Konventionen 3.4.1 Bit 0, Bit 1, Bit N1 Um jedes Bit in einem N-Bit-Feld zu identifizieren, ist das erste zu bertragende Bit im Feld (d. h. das in einer graphischen Darstellung am weitesten links gelegene) als Bit 0 definiert; das folgende Bit ist als Bit 1 definiert usw. bis zum Bit N-1. B

20、ild 3-1 Benummerungskonvention fr Bits 3.4.2 Hchstwertiges Bit Wird ein N-Bit-Feld zur Angabe eines Binrwerts genutzt (z. B. bei einer Zhlvorrichtung), handelt es sich beim hchstwertigen Bit um das erste Bit im Feld, d. h. Bit 0 (siehe Bild 3-1). 3.4.3 Verwendung von Grobuchstaben bei den Bezeichnun

21、gen der Datenstrukturen und -felder In dieser Norm werden fr die Bezeichnungen der Datenstrukturen und -felder Grobuchstaben als erste Buchstaben verwendet. Auf diese Weise knnen die Feldbezeichnungen innerhalb des Gesamttextes leicht identifiziert werden. So ist beispielsweise das Feld Frame Length

22、“ (Rahmenlnge“) in einem Text, der Wrter wie frame“ (Rahmen“) und length“ (Lnge“) enthlt, leichter zu erkennen als das Feld frame length“. Auerdem wird die Zweideutigkeit dahingehend vermeiden, wo die Bezeichnung beginnt und endet. DIN EN 16603-50-04:2014-12 6 Leerseite EUROPEAN STANDARD NORME EUROP

23、ENNE EUROPISCHE NORM EN 16603-50-04 September 2014 ICS 33.040.40; 49.090; 49.140 English version Space engineering - Space data links - Telecommand protocols, synchronization and channel coding Ingnierie spatiale - Liaisons de donnes spatiales - Protocoles, synchronisation et codage canal des liaiso

24、ns tlcommande Raumfahrttechnik - Telekommando-Protokolle, -synchronisation und -kanalkodierung This European Standard was approved by CEN on 25 April 2014. CEN and CENELEC members are bound to comply with the CEN/CENELEC Internal Regulations which stipulate the conditions for giving this European St

25、andard the status of a national standard without any alteration. Up-to-date lists and bibliographical references concerning such national standards may be obtained on application to the CEN-CENELEC Management Centre or to any CEN and CENELEC member. This European Standard exists in three official ve

26、rsions (English, French, German). A version in any other language made by translation under the responsibility of a CEN and CENELEC member into its own language and notified to the CEN-CENELEC Management Centre has the same status as the official versions. CEN and CENELEC members are the national st

27、andards bodies and national electrotechnical committees of Austria, Belgium, Bulgaria, Croatia, Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland, Former Yugoslav Republic of Macedonia, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norw

28、ay, Poland, Portugal, Romania, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland, Turkey and United Kingdom. CEN-CENELEC Management Centre: Avenue Marnix 17, B-1000 Brussels 2014 CEN/CENELEC All rights of exploitation in any form and by any means reserved worldwide for CEN national Members and for CENE

29、LEC Members. Ref. No. EN 16603-50-04:2014 EEN 16603-50-04:2014 (E) 2 Table of contents Foreword 10 1 Scope . 11 2 Normative references . 12 3 Terms, definitions and abbreviated terms 13 3.1 Terms from other standards 13 3.2 Terms specific to the present standard . 13 3.3 Abbreviated terms. 14 3.4 Co

30、nventions 15 3.4.1 Bit 0, bit 1, bit N1 . 15 3.4.2 Most significant bit. 15 3.4.3 Use of capitals for the names of data structures and fields 15 4 Overview 16 4.1 Presentation . 16 4.2 Protocol profiles 16 4.3 Segmentation sublayer . 17 4.4 Transfer sublayer 18 4.5 Synchronization and channel coding

31、 sublayer 18 4.6 Physical layer . 18 4.7 Virtual channels 19 5 Segmentation sublayer 20 5.1 Overview 20 5.2 TC Segment . 21 5.2.1 General . 21 5.2.2 Segment Header . 22 5.2.3 Segment Data Field 23 5.3 Transfer notification 23 5.3.1 Overview . 23 5.3.2 Requirements 24 5.4 Blocking of packets . 25 DIN

32、 EN 16603-50-04:2014-12 EN 16603-50-04:2014 (E) 3 5.4.1 Overview . 25 5.4.2 Virtual channels where TC Segments are used . 25 5.4.3 Virtual channels where TC Segments are not used . 26 5.4.4 Packet properties 26 5.4.5 Blocking function . 27 5.4.6 Deblocking function . 27 5.5 Segmentation . 27 5.5.1 O

33、verview . 27 5.5.2 Segmenting function . 28 5.5.3 Reassembly function . 28 5.5.4 Packet assembly controller . 29 5.6 MAP multiplexing 32 6 Transfer sublayer . 33 6.1 Overview 33 6.1.1 Data structures in the transfer sublayer . 33 6.1.2 Procedures in the transfer sublayer . 33 6.2 TC Transfer Frame d

34、efinition 35 6.2.1 General . 35 6.2.2 Transfer Frame Primary Header 36 6.2.3 Transfer Frame Data Field 40 6.2.4 Frame Error Control Field 41 6.3 CLCW definition 43 6.3.1 General . 43 6.3.2 Control Word Type 45 6.3.3 CLCW Version Number . 45 6.3.4 Status Field . 45 6.3.5 COP in Effect 45 6.3.6 Virtua

35、l Channel Identification . 45 6.3.7 Reserved Spare 46 6.3.8 No RF Available Flag 46 6.3.9 No Bit Lock Flag 47 6.3.10 Lockout Flag . 47 6.3.11 Wait Flag . 48 6.3.12 Retransmit Flag . 48 6.3.13 FARM-B Counter 48 6.3.14 Reserved Spare 48 6.3.15 Report Value . 49 DIN EN 16603-50-04:2014-12 EN 16603-50-0

36、4:2014 (E) 4 6.4 Frame header procedure 49 6.5 Frame error control procedure at the sending end 49 6.6 Frame delimiting and fill removal procedure 49 6.6.1 Overview . 49 6.6.2 Actions 50 6.7 Frame error control procedure at the receiving end 50 6.8 Frame header validation procedure 50 6.8.1 Overview

37、 . 50 6.8.2 Actions 51 6.9 Virtual channel multiplexing 51 6.9.1 Overview . 51 6.9.2 Multiplexing mechanism 52 6.9.3 Demultiplexing 52 7 COP-1. 53 7.1 Overview 53 7.1.1 Scope 53 7.1.2 Interfaces 53 7.1.3 Retransmission protocol 53 7.1.4 Frames 54 7.1.5 Services 54 7.1.6 Protocol machine 56 7.2 Inter

38、nal variables 56 7.2.1 Overview . 56 7.2.2 FOP-1 Variables . 57 7.2.3 FARM-1 variables . 64 7.3 Features of COP-1 interfaces . 69 7.3.1 Overview . 69 7.3.2 Parameters . 70 7.4 Upper interface of COP-1 at the sending end . 70 7.4.1 Overview . 70 7.4.2 Sequence-controlled service management interface

39、. 71 7.4.3 Sequence-controlled service data transfer interface 77 7.4.4 Expedited service data transfer interface 80 7.5 Upper interface of COP-1 at the receiving end 82 7.5.1 Overview . 82 7.5.2 Buffer management mechanism 82 7.5.3 The wait system 82 DIN EN 16603-50-04:2014-12 EN 16603-50-04:2014 (

40、E) 5 7.5.4 Single back-end buffer 83 7.5.5 FDU Arrived Indication 84 7.6 Lower interface of COP-1 at the sending end . 84 7.6.1 Overview . 84 7.6.2 Transmit Request for Frame signal . 85 7.6.3 Abort request signal 85 7.6.4 Response signal . 86 7.7 Lower interface of COP-1 at the receiving end 86 7.7

41、.1 Overview . 86 7.7.2 Valid Frame Arrived Indication 87 7.8 Format of COP-1 control commands 87 7.8.1 Overview . 87 7.8.2 General . 87 7.8.3 Unlock . 87 7.8.4 Set V(R) 88 7.9 Actions 88 7.9.1 Format of the state tables 88 7.9.2 FOP-1 . 89 7.9.3 FARM-1 96 8 Synchronization and channel coding sublaye

42、r . 111 8.1 Overview 111 8.2 BCH codeblock . 111 8.2.1 General . 111 8.2.2 Information 112 8.2.3 Error Control . 112 8.3 Communications link transmission unit (CLTU) . 113 8.3.1 General . 113 8.3.2 Start Sequence . 113 8.3.3 Encoded Data . 114 8.3.4 Tail Sequence . 114 8.4 Randomization procedure .

43、115 8.4.1 Overview . 115 8.4.2 General . 115 8.4.3 Random sequence 115 8.4.4 Application of the randomizer 116 8.5 BCH codeblock encoding procedure . 116 8.6 Fill bits 117 DIN EN 16603-50-04:2014-12 EN 16603-50-04:2014 (E) 6 8.6.1 Overview . 117 8.6.2 General . 117 8.7 Channel logic at the receiving

44、 end 118 8.8 BCH codeblock decoding procedures . 119 8.8.1 Overview . 119 8.8.2 General . 120 9 Physical layer 121 9.1 Overview 121 9.2 Physical layer data structures . 121 9.2.1 Acquisition sequence 121 9.2.2 CLTU 122 9.2.3 Idle sequence 122 9.3 Physical layer procedures . 122 9.3.1 Overview . 122

45、9.3.2 Carrier modulation modes . 122 9.3.3 Telecommand session 124 9.3.4 Physical layer operation procedure (PLOP) 124 Annex A (informative) Frame error control . 127 A.1 Overview 127 A.2 Encoding 127 A.3 Decoding 128 Annex B (informative) Changes from ESA-PSS-04-107 . 129 B.1 Overview 129 B.2 Techn

46、ical changes 129 Annex C (informative) Differences from CCSDS recommendations . 132 C.1 Overview 132 C.2 Differences . 132 Annex D (informative) Performance issues 135 D.1 Introduction . 135 D.2 Performance components . 136 D.3 Factors affecting frame rejection rate 136 D.3.1 Bit synchronization fac

47、tor 136 D.3.2 CLTU Start Sequence factors . 137 D.3.3 BCH Codeblock Factor . 138 D.3.4 Tail Sequence factor . 140 DIN EN 16603-50-04:2014-12 EN 16603-50-04:2014 (E) 7 D.3.5 Frames and CLTUs . 141 D.4 Factors affecting frame undetected error rate . 143 Annex E (informative) Mission configuration para

48、meters . 147 E.1 Introduction . 147 E.2 Parameters of a physical channel . 147 E.2.1 Overview . 147 E.2.2 Fixed parameters 147 E.2.3 Length of the acquisition sequence . 147 E.2.4 Physical layer operation procedure . 148 E.2.5 Transfer Frame Version Number . 148 E.2.6 Maximum length of a TC Transfer

49、 Frame 148 E.2.7 Virtual channels 148 E.2.8 Use of the expedited service . 148 E.2.9 Multiplexing parameters 148 E.3 Parameters of a virtual channel 149 E.3.1 Overview . 149 E.3.2 Spacecraft Identifier and Virtual Channel Identifier 149 E.3.3 Maximum length of a TC Transfer Frame 149 E.3.4 FOP-1 parameters 149 E.3.5 CLCW reporting rate . 149 E.3.6 Status Field of CLCW 149 E.3.7 Fixed parameters 149 E.3.8 FARM-1 sliding window parameters 150 E.3.9 Use of TC Segments . 150 E.3.10 Parameters of a