[发明专利]一种基于FPGA的连续可变速率卫星通信转发器系统

说明书

基于FPGA的连续可变速率卫星通信转发器系统，涉及卫星通信领域，尤其涉及卫星通信转发技术。解决了转发速率不够灵活，往往只针对几个特定速率信号进行转发的问题。本发明包括可变速率接收机、数据处理模块、控制字转换模块和可变速率发射机；连续可变速率基带信号输入到所述可变速率接收机进行解调，解调后信号输入所述数据处理模块进行处理后输出给所述可变速率发射机；所述可变速率接收机解调时还输出控制信号给所述控制字转换模块，转换后的控制信号输出给所述可变速率发射机；所述可变速率发射机根据接收的控制信号以及处理后的数据进行调制后发射输出。本发明适用于卫星通信中处理转发器载荷设计领域，实现卫星通信中的高性能通信转发。

技术领域

本发明涉及卫星通信领域，尤其涉及卫星通信转发技术。

背景技术

FPGA(现场可编程逻辑门阵列)具有布线资源丰富，可重复编程和集成度高，投资较低的特点，在数字电路设计领域得到了广泛的应用，FPGA设计的主要难点是熟悉硬件系统以及内部资源，保证设计的语言能够实现元器件之间的有效配合，提高程序的可读性以及利用率，这对设计人员提出了较高的要求。

卫星通信转发器是卫星通信的重要载荷，根据转发器是否具有处理功能，可以将通信转发器分为透明转发器和处理转发器两大类。其中，透明转发器只对接收到的信号进行变频放大等处理，和具体转发的信号形式与内容无关，适应性较强。处理转发器除了上述功能外，还对信号进行调制解调，编译码，数据解析，数据重构等功能；因此，处理转发器系统应用方式更加灵活，转发性能更加高效。

目前，现有卫星处理转发器由于进行基带信号处理，往往只能针对几个特定速率信号进行转发，转发速率不够灵活。

发明内容

本发明解决现有技术转发速率不够灵活，往往只针对几个特定速率信号进行转发的技术问题，本发明提出了一种基于FPGA的连续可变速率卫星通信转发器系统。

本发明的技术方案如下：

一种基于FPGA的连续可变速率卫星通信转发器系统，优选地，所述转发器系统包括：可变速率接收机、数据处理模块、控制字转换模块和可变速率发射机；

所述转发器系统通过接收连续可变速率基带信号，输入到所述可变速率接收机进行解调，解调后的信号输入至所述数据处理模块进行数据处理，处理后的数据输出给所述可变速率发射机；所述可变速率接收机在进行解调时还输出控制信号给所述控制字转换模块，所述控制字转换模块将接收到的控制信号进行转换后输出给所述可变速率发射机；所述可变速率发射机根据接收到的控制信号以及处理后的数据进行调制后发射输出。

优选地，所述可变速率接收机包括整数倍抽样单元、鉴频单元以及码元同步环路和载波恢复环路，所述码元同步环路内嵌于所述载波恢复环路中；

所述连续可变速率基带信号输入至所述整数倍抽样单元进行降采样、并将降采样后的数据发送给所述鉴频单元进行粗频率同步，同步后的信号输入到所述码元同步环路进行时钟误差校正，形成解调后的信号输出，再经过载波恢复环路进行相位误差校正。

优选地，所述的整数倍抽样单元使用FIR滤波器或CIC+HB滤波器，以多级2倍抽样单元级联的方式，针对基带信号的符号速率选择抽样级数，使得抽样后的采样速率为符号速率的2至4倍。

优选地，所述码元同步环路的结构为：对输入信号依次进行插值处理、匹配滤波处理后得到内插样值，所述内插样值一方面通过内插样值计算出定时误差，经环路滤波器滤去高频噪声后，发送给NCO控制器得到反馈信息反馈至输入信号处，该反馈信号用于确定内插基点和分数间隔信息提供，对输入信号进行插值处理，如此闭环使得信号反复更新迭代实现校正时钟误差；所述内插样值另一方面经抽取之后形成解调后的信号输出。