一种高速机载航空总线信道编码校正的方法与流程

1.本发明属于高速机载航空总线应用技术领域，特别涉及航空电子系统机载设备互联总线网络信道校正领域，尤其涉及一种高速机载航空总线信道编码校正的方法。


背景技术：

2.高速机载航空总线信道在传输信号时由于传输速率的提高和复杂的电磁环境干扰导致信道传输的信号可能会畸变，不在符合信道的编码规则接收方无法正确识别信号导致传输错误。
3.基于高速机载航空总线信道编码的特性，在信号传输过程中，16位数据码位中同时出现两位以上错误码位的可能性较小，通常情况下，仅一个数据码位发生错误，在实际操作过程中，如何采用简单、快捷、高效的方法来校正高速机载航空总线信道编码尤为重要。
4.目前为了降低信号畸变，正常采用一些物理手段，如通过提高通信线缆绝缘特性的方法来减小分布电容、进而减小信号畸变，这方式对导致电缆变粗、变重，增加成本也限制线缆的应用范围；或者增加信号缓冲模块、信号再生模块等手段来实现畸变信号矫正，虽然该方法可以有效矫正畸变信号，但由于额外增加计算过程，整体效率不高。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提出一种新的通过校验位校正高速机载航空总线网络信道上不符合编码规则码位的方法，实现接收方在接收到畸变的总线信号的时候也能正确识别。
6.实现本发明目的的技术解决方案为：一种高速机载航空总线信道编码校正的方法，所述方法包括：接收方对信道传输信号进行采样，实时检测信道状态；对采样信号进行同步头信号识别，确定待识别的数据位和校验位；对数据位进行码位识别，存储正确识别的数据位，识别并标记错误码位的位置；利用校验位对错误码位的数据编码进行校正，之后输出正确识别后的数据。
7.进一步地，接收方通过高于信道信号传输速率10倍的采样时钟对信道传输的信号进行采样，在每个码位采样10个点，若10个采样点中高低电平各占一半则符合信道信号编码规则。
8.进一步地，所述对采样信号进行同步头信号识别，确定待识别的数据位和校验位，具体为：对采样信号进行识别，若识别到长度为3个码位，且持续1.3个码位为高电平或低电平时，则确定为同步头；同步头后为16个码位的数据位和1个校验位。
9.进一步地，所述对数据位进行码位识别，具体为：当识别到一个数据位的高低电平占比小于0.2个码位时，则判定该数据位为编码错误，标记当前码位位置；否则判定该数据位为正确码位。
10.一种高速机载航空总线信道编码校正系统，所述系统包括：第一模块，用于对信道传输信号进行采样，实时检测信道状态；第二模块，用于对采样信号进行同步头信号识别，确定待识别的数据位和校验位；第三模块，用于对数据位进行码位识别，存储正确识别的数据位，识别并标记错误码位的位置；第四模块，用于利用校验位对错误码位的数据编码进行校正，之后输出正确识别后的数据。
11.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：接收方对信道传输信号进行采样，实时检测信道状态；对采样信号进行同步头信号识别，确定待识别的数据位和校验位；对数据位进行码位识别，存储正确识别的数据位，识别并标记错误码位的位置；利用校验位对错误码位的数据编码进行校正，之后输出正确识别后的数据。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：接收方对信道传输信号进行采样，实时检测信道状态；对采样信号进行同步头信号识别，确定待识别的数据位和校验位；对数据位进行码位识别，存储正确识别的数据位，识别并标记错误码位的位置；利用校验位对错误码位的数据编码进行校正，之后输出正确识别后的数据。
13.本发明与现有技术相比，其显著优点为：（1）可大大降低信道的误码率，提高总线系统的稳定性和可靠性，具有实现方法简单，实现成本低等优点。
14.（2）可有效解决因高速机载航空总线信道信号畸变导致接收方无法正确识别信道信号，影响系统稳定性的问题，为航空电子系统提供技术保障。
15.下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
16.图1为高速机载航空总线信道编码校正的方法流程图。
17.图2为信道信号采样原理图。
18.图3为高速机载航空总线信道信号出现畸变时错误码位示意图。
具体实施方式
19.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
20.需要说明，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
21.在一个实施例中，本发明提出一种高速机载航空总线信道编码校正的方法，主要包括对高速机载航空总线信道传输信号采样，信道编码识别，信道错误编码识别，错误编码校正等四部分内容，具体地：a.信道传输信号采样：接收方通过高于信道信号传输速率10倍的采样时钟对信道传输的信号进行采样，确保接收方能识别信道编码。
22.b.信道编码识别：接收方对信道信号采样后根据信道编码规则识别同步头，当识别到同步头后开始一帧消息接收并按序存储每一个码位，当接收完16位数据字和1位校验位后完成一帧消息接收并输出。
23.c.信道错误编码识别：在传输速率较高的机载航空总线网络信道中信号可能会出现不符合编码规则的码位，当识别到错误码位时标记当前错误码位在这一帧消息中的位置。
24.d.错误编码较正：当信道编码识别完成并且该帧消息中存在错误编码时，通过每帧消息末位的校验位计算出错误的码位的正确码值，并校正该码位。校正完成后输出。
25.结合图1，本发明校正方法较正常的识别流程只是多了信道错误编码识别、信道错误编码校正两个步骤，并不会影响系统性能，且操作简单。
26.具体的操作流程如下：步骤1：接收方通过高速数据时钟对信道信号进行采样，实时检测信道状态。
27.这里，结合图2，通过10倍于信道信号传输速率的采样时钟，在每个码位采样10个点。如果该编码符合信道信号编码规则，则在这10个点中高低电平应各占一半。
28.步骤2：接收方识别经采样后的信道信号，当检测到同步头后开始码位识别。
29.这里对于同步头检测，在信道编码规则中，同步头的长度为3个码位的长度，高低电平各占一半。在总线空闲状态下，通过采样时钟实时采集线上状态，当识别到持续1.5个码位的高电平和低电平时即可认定为同步头。为消除总线畸变，增加容错能力，可将判断条件改为1.3个码位，但总的码位长度还是3个码位。
30.步骤3：接收方按照信道信号编码规则依次识别码位，并存储正确识别的码位。
31.步骤4：当接收方在识别码位时识别到不符合信道编码规则的码位时标记当前码位位置。
32.这里，高速机载航空总线信道信号出现畸变时，如图3所示，其差分信号在一个码位中的高低电平占比不满足各占一半的规则，该码位为错误码位。
33.这里具体地，在信道编码规则中，一个数据位长度为1个码位，其中高低电平各占0.5个码位。在实际的工程应用中可允许高低电平占比有0.2个码位的误差，总的长度还是1个码位。当在识别到码位的高电平或低电平占比小于0.2个码位的时候已无法正常识别，即可判定为编码错误，并标记当前码位位置。
34.步骤5：当识别流程中出现错误编码且码位识别完成时通过校验位校正错误编码值。
35.这里，在信道编码规则中，校验位通常采用奇校验。当识别到一位错位编码时，通
过奇校验的运算规则即可恢复出错误码位正确的码值。
36.步骤6：识别流程完成，输出正确识别后的数据。
37.在一个实施例中，本发明提供了一种高速机载航空总线信道编码校正系统，所述系统包括：第一模块，用于对信道传输信号进行采样，实时检测信道状态；第二模块，用于对采样信号进行同步头信号识别，确定待识别的数据位和校验位；第三模块，用于对数据位进行码位识别，存储正确识别的数据位，识别并标记错误码位的位置；第四模块，用于利用校验位对错误码位的数据编码进行校正，之后输出正确识别后的数据。
38.关于高速机载航空总线信道编码校正系统的具体限定可以参见上文中对于高速机载航空总线信道编码校正方法的限定，在此不再赘述。上述高速机载航空总线信道编码校正系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
39.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：接收方对信道传输信号进行采样，实时检测信道状态；对采样信号进行同步头信号识别，确定待识别的数据位和校验位；对数据位进行码位识别，存储正确识别的数据位，识别并标记错误码位的位置；利用校验位对错误码位的数据编码进行校正，之后输出正确识别后的数据。
40.关于每一步的具体限定可以参见上文中对于高速机载航空总线信道编码校正方法的限定，在此不再赘述。
41.在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：接收方对信道传输信号进行采样，实时检测信道状态；对采样信号进行同步头信号识别，确定待识别的数据位和校验位；对数据位进行码位识别，存储正确识别的数据位，识别并标记错误码位的位置；利用校验位对错误码位的数据编码进行校正，之后输出正确识别后的数据。
42.关于每一步的具体限定可以参见上文中对于高速机载航空总线信道编码校正方法的限定，在此不再赘述。
43.本发明的方法可大大降低高速机载航电总线网络信道的误码率，提高航电系统的稳定性。可以推广应用到目前及未来的航空电子系统中，同时该方法还可以扩展应用到其他类似的高速总线中。
44.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。