王杰 汪思冒 陆彬 张明栋 傅月平
上海航天电子技术研究所
摘要：航天器遥控地址同步字基本上采用的是ESA、CCSDS所推荐的42个16位字长的航天遥控系统地址同步字，但实际应用过程中存在误结束的可能，本文从推荐的42个码样中分析适用于PCM体制的遥控最佳地址同步字。
关键词：误结束 PCM体制 最佳地址同步字
Selection of the Optimum Address Synchronization words in PCM Remote-Control Systems
Abstract: A set of 42 address synchronization wards (with word length N= 16 Bits) which is recommented by CCSDS Standards and ESA Standards is adopted in the space remote-control systems, but the inaccurate end is possibly present in practical application. In this paper, the Optimum Address Synchronization words which are derived from the set of 42 address synchronization wards are true of PCM Remote-Control Systems .
Keywords: inaccurate end, PCM, Optimum Address Synchronization word
0前言
目前航天器遥控地址同步字基本采用ESA、CCSDS所推荐的42个16位字长的航天遥控系统地址同步字，但选取过程仅考虑码字自身的汉明码距和误同步概率，未从实际应用过程中与启动字组合逻辑过程综合考虑，存在误结束的可能性，本文从推荐的42个16位字长的地址同步字中进行分析，并给出最佳地址同步字选用建议。
1航天器遥控帧格式
1.1数制
本部分所采用的数制，未加说明时均未二进制或十六进制。传输时，任何字节的最低有效位最后传输。
1.2常用遥控帧格式
遥控开关指令或注入数据经过编码后以码元序列表示，加上方式字和航天器地址同步字后，构成一个遥控帧。连续发送若干个遥控帧，构成一个遥控帧序列。一个遥控帧序列的开首可以选用一个启动序列使星上译码器进入初态；也可使用地址同步字使星上译码器进入初态。遥控帧序列的末尾可以选用一个结束序列，使星上译码器关闭。上行通道开启一次为一个遥控工作周期。每个遥控工作期的开首有一个引导序列，供星上载波、副载波解调稳定和同步捕获用。常用遥控帧格式如图1所示。
图1 常用遥控帧格式
1.3引导序列
引导序列是在每个遥控工作期的开首，用以获取比特同步的1、0交替序列，其长度一般不短于128bit。
1.4空闲序列
空闲序列是指帧序列与帧序列之间的填充序列，是长度不限的“1”、“0”交替序列。
1.5启动字
在一个帧序列的开首可以选用一个启动序列，启动序列长16bit。推荐启动字为十六进制码EB90(H)。
1.6结束字
结束字字长16bit，推荐采用结束字为十六进制码09D7(H)。
1.7航天器地址同步字
目前常用航天器的地址同步字为ESA、CCSDS所推荐的42个16位字长的航天遥控系统地址同步字，码字如表1所示。
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2推荐码误结束分析
2.1对遥控系统安全性和可靠性的要求
译码器必须能识别出在遥控帧开始的启动字、地址同步字、方式字，解随机化、CRC校验、开关指令连锁译码、开关指令重复译码、注入数据纠错译码、数据安全保护译码后执行。其中启动字、地址同步字、方式字识别准则可以选择不容错，或者容错1bit。在识别准则选择容错1bit的情况下可能会发生误结束的情况。
遥控关系到整个飞行任务的成败，因此对数据有很高的安全性和可靠性要求。一般要求漏命令概率<10-6。计算方式如下：
PjS=PjE-Pje
式中PjS为某一条命令（j）的漏命令率，PjE为某一条命令的总错误率，如下式：
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式中Pe为信道误码率，L为命令码长。
2.2码样分析
ESA标准在推荐42个16位字长的地址同步码时，只提出了一个基本要求，即各组图样之间的最小汉明码距离Dmin应满足:
Dmin ≥ 3
但在实际应用过程中忽略问题的另一个方面，在遥控帧格式组合过程中，启动字与部分地址同步字组合过程中存在一定误结束的概率。笔者从以结束字09D7（H）每4bit容错不大于1位中选取高概率的误结束。如表2所示。
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根据表2矩阵所示，只要在启动字EB90(H)、地址同步字（表1中）以及启动字+地址同步字组合逻辑中寻找符合表2矩阵中所示码字，即可查找出组合帧是否存在每4bit错误1位的结束字09D7（H）。查找结果如表3所示。
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可采用同样的方式查找任意4bit容错不大于4位或任意一字节各容错不大于2位（不含各1位）的排列组合。查找结果如表4所示。
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2.3误结束概率分析
经上述分析，ESA、CCSDS所推荐的42个16位字长的航天遥控系统地址同步字中序号18、21、26、28、29、34存在误结束的概率极高，从而导致指令被拒收（漏指令），可采用遥控误指令简易算法计算该6种地址同步字误结束近似概率。
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公式中Pje为某地址同步字误概率，Pe为假定信道误码率，L为启动字+地址同步字码长，E为错误位数。实际概率相对于遥控漏指令帧的概率还是相当高的，特别是启动字与地址同步字识别过程中采用容错1bit设计的前提下，不推荐使用对于表内E≤4的地址同步字。
3结束语
本文通过对ESA、CCSDS所推荐的42个16位字长的航天遥控系统地址同步字分析发现，推荐码样在目前常用的航天器常用帧格式结构下存在一定的误结束概率，PCM体制下不建议使用表1序号18、21、26、28、29、34的地址同步字。同时建议按照新版《gjb 1198.1A-2004PCM遥控》要求，将结束字09D7（H）更改为结束序列C5C5C5C5C5C5C579，可降低设备误结束概率，从而降低遥控设备漏指令产生的概率。
参考文献:
[1] 谭维炽 顾莹琦. 空间数据系统[M] 北京 中国科学技术出版社 2004
[2] 卫星测控与数据管理 PCM遥控[M] GJB 1198.1-1991
[3] 航天器测控与数据管理 第一部分：PCM遥控M] .GJB 1198.1A-2004