中继终端通用测试系统设计方法与流程

本发明属于通信、导航等卫星研究领域，具体涉及通过深度抽象，重构中继终端传统测试系统框架，重新划分模块功能，逐层封装卫星专用协议，标准化模块接口，从而实现通用测试系统设计，具备模块化可更新调整测试系统功能，重复利用设备，降低卫星研制成本。

背景技术：

1、中继终端测试系统是完成卫星中继终端分系统产品试验验证，测试指标的重要支持设备，对于分系统功能正确性以及性能指标是否满足任务需求验证起到关键作用，不充分验证测试可能直接导致卫星任务失败，造成巨大损失；所以每个卫星型号任务都需要研制地面测试系统完成对卫星产品的充分测试验证。

2、但由于各卫星应用场景不同，以及功能需求的不同，以及发射成本高昂，造成了卫星产品均采用专用化定制开发，对应的地面测试系统由于大量对应了卫星产品的定制开发设计，以及专用的数据协议接口，导致地面测试系统多为专用设备，通用性差，不能在多个卫星产品测试中进行复用，最终推高了卫星研制成本，不利于卫星应用产业推广和扩大。

3、传统的卫星中继终端测试系统在架构设计上未考虑便于后期通用设备的研制，更多的是贴近星上产品设计，更注重功能的实现，未采用模块化设计，以及接口协议的规范化标准化设计；为了提高测试设备的通用性，从测试系统系统架构设计上就应该提升测试设备通用性考虑，便于后期测试设备研制过程中更好更彻底进行通用化设计，最终形成模块化标准化的测试系统，具备良好的复用性以及扩展更新性。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：改变现有中继终端测试系统通用性设计不足，在满足卫星产品测试验证需求的同时，实现测试系统组成设备通用化模块化设计，使中继终端测试系统整体通用性增强，系统设备可复用，系统的扩展性和可更新性也大大增强。

2、本发明解决技术的方案是：一种中继终端通用测试系统设计方法，包括：

3、抽象测试系统框架，重构测试系统框架，具体包括：将测试系统划分为业务流和控制流；分别针对控制流、业务流根据属性划分功能模块；将控制流、业务流的物理层、传输层与用户协议层划分到不同功能模块中进行处理；

4、按照中继终端实际应用场景，完成上述功能模块的链路设计，得到中继终端通用测试系统。

5、优选的，根据信号传输及处理属性划分功能模块。

6、优选的，所述功能模块包括电源模拟模块、业务流接口模拟模块、控制流接口模拟模块、控制流接口模块、转动机构模拟模块、射频信号模拟模块、信道模拟模块、通信体制模块、业务流处理模块、业务流处理模块、控制流处理模块、测试流程控制模块。

7、优选的，所述控制流接口模拟模块、用于模拟对中继终端产品的控制流模拟以及控制流数据的收发处理，包含控制信号和控制总线接口协议的模拟，由硬件及软件模块组成，中继终端产品控制流的物理层由硬件用于实现，传输层由软件模块实现；控制流处理模块用于实现控制流用户协议层。

8、优选的，所述业务流接口模拟模块用于模拟外系统对中继终端产品业务流低频数据接口协议，由硬件和软件模块组成，卫星载荷业务流接口的物理层由硬件实现，传输层由软件模块实现；业务流处理模块用于实现业务流用户协议层。

9、优选的，所述业务流接口模拟模块的链路设计包括业务流物理接口设计采用信号节点定义可配置及接口时钟可配置的模块化设计，解决物理链路信号的匹配问题；传输层采用时序、传输字节方式及字节定义可配置设计，解决传输层协议的匹配；通过定义通用接口协议，对于后级处理模块屏蔽物理接口相关物理层和传输的协议。

10、优选的，通信体制模块用于完成卫星无线传输链路调制类基带码流处理相关功能，由硬件和软件模块组成，硬件用于实现卫星载荷无线链路的物理层，软件模块用于实现卫星载荷无线链路的传输层。

11、优选的，各模块采用通用化设计，模块间通行软协议接口的标准化设计，模块与卫星之间的电气接口的标准化通用化设计。

12、本方法适用于不要求完成跟踪精度试验情况下；数据协议中不包含有毫秒级时间反馈要求的，且跟踪链路使用传统机械天线跟踪机构，而非相控阵技术。

13、本发明与现有技术相比的有益效果是：

14、1)便于组成系统的测试设备通用化设计，提升设备复用性

15、本设计方法的核心目就是为解决中继终端测试系统的通用性设计，实现测试系统中设备的复用性。而为此目的，在测试系统框架设计阶段根据信号传输及处理属性进行泛化抽象方法，将传统测试系统框架进行重构，按照信号传输及处理属性类别划分测试系统的组成模块，并对组成模块功能进行重新划分，由于同一模块仅包含同一属性相关功能，所以便于设备后期实现过程中通用化设计，同时在模块设计中逐级封装与卫星载荷产品相关的专用设计及接口协议，模块和模块及模块和产品间接口采用范接口通用化及标准化设计，最终提升测试系统设备的通用性，使测试设备可在不同卫星载荷产品测试系统中进行复用成为可能，相比传统的中继终端测试系统设计，首先从架构上未考虑设备通用性设计，造成在模块划分及功能划分上，同一模块包含信号传输及处理的不同属性，虽然这样更贴近星上产品设计，但这使的设备与卫星产品专用设计和协议接口绑定，不利于后期提升设备通用性提升，具体的接口协议也对应卫星产品专用设计，造成设备无法再其他卫星载荷产品测试系统中使用，从而造成研制成本的攀升。

16、2)提升测试设备灵活性，便于后期扩展功能及更新

17、本设计在提升测试系统设备通用性的同时，对与测试系统的灵活性也大大提升，由于功能划分的规范化，同一模块仅包含同一属性，模块接口也采用了通用化设计，具有良好的适应性，在更新或者扩展测试系统某个模块时，可不影响其他功能模块，降低改造升级成本；同时也可以借用其他同样采用本设计方法设计测试系统中的测试设备，更新或者扩展测试系统功能或者指标。

18、综合所述，本方法设计的地面测试系统，从框架结构上开始入手，采用根据信号传输及处理属性进行泛化抽象的方法构建测试系统框架，按照信号传输及处理属性类别划分模块及功能，并采用多层可定义及隔离封装，屏蔽卫星载荷专用数据协议及设计，提升测试设备通用性，通过复用设备及增强测试系统可扩展和更新性，降低卫星产品研制成本。

技术特征：

1.一种中继终端通用测试系统设计方法，其特征在于包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：根据信号传输及处理属性划分功能模块。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述功能模块包括电源模拟模块、业务流接口模拟模块、控制流接口模拟模块、控制流接口模块、转动机构模拟模块、射频信号模拟模块、信道模拟模块、通信体制模块、业务流处理模块、业务流处理模块、控制流处理模块、测试流程控制模块。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述控制流接口模拟模块、用于模拟对中继终端产品的控制流模拟以及控制流数据的收发处理，包含控制信号和控制总线接口协议的模拟，由硬件及软件模块组成，中继终端产品控制流的物理层由硬件用于实现，传输层由软件模块实现；控制流处理模块用于实现控制流用户协议层。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述业务流接口模拟模块用于模拟外系统对中继终端产品业务流低频数据接口协议，由硬件和软件模块组成，卫星载荷业务流接口的物理层由硬件实现，传输层由软件模块实现；业务流处理模块用于实现业务流用户协议层。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述业务流接口模拟模块的链路设计包括业务流物理接口设计采用信号节点定义可配置及接口时钟可配置的模块化设计，解决物理链路信号的匹配问题；传输层采用时序、传输字节方式及字节定义可配置设计，解决传输层协议的匹配；通过定义通用接口协议，对于后级处理模块屏蔽物理接口相关物理层和传输的协议。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：通信体制模块用于完成卫星无线传输链路调制类基带码流处理相关功能，由硬件和软件模块组成，硬件用于实现卫星载荷无线链路的物理层，软件模块用于实现卫星载荷无线链路的传输层。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：各模块采用通用化设计，模块间通行软协议接口的标准化设计，模块与卫星之间的电气接口的标准化通用化设计。

9.根据权利要求1-8之一所述的方法，其特征在于：方法适用于不要求完成跟踪精度试验情况下；数据协议中不包含有毫秒级时间反馈要求的，且跟踪链路使用传统机械天线跟踪机构，而非相控阵技术。

技术总结
本发明涉及一种中继终端通用测试系统设计方法，抽象测试系统框架，重构测试系统框架，具体包括：将测试系统划分为业务流和控制流；分别针对控制流、业务流根据属性划分功能模块；将控制流、业务流的物理层、传输层与用户协议层划分到不同功能模块中进行处理；按照中继终端实际应用场景，完成上述功能模块的链路设计，得到中继终端通用测试系统。本发明使中继终端测试系统整体通用性增强，系统设备可复用，系统的扩展性和可更新性也大大增强。

技术研发人员：吴建强,李军,封磊,魏昕
受保护的技术使用者：西安空间无线电技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25