基于FPGA的軟件測控應(yīng)答機(jī)基帶處理系統(tǒng)研究.pdf

1、皮型衛(wèi)星是現(xiàn)代航天技術(shù)中的重要研究領(lǐng)域。隨著高新技術(shù)的發(fā)展和需求的推動，皮衛(wèi)星以其體積小、功耗低、開發(fā)周期短、可編隊(duì)組網(wǎng)、以更低的成本完成很多復(fù)雜的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢，將在科研、國防和商用等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。 隨著大規(guī)模集成電路和數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展，軟件無線電技術(shù)已成為目前通信系統(tǒng)發(fā)展的重要方向。軟件無線電靈活性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)同樣適用于衛(wèi)星的測控，其數(shù)字化、模塊化的特點(diǎn)有利于微小衛(wèi)星體積、重量和功耗的減小。長遠(yuǎn)來看，測控應(yīng)答機(jī)的微

2、小型化、集成化、標(biāo)準(zhǔn)化是必然趨勢，軟件無線電技術(shù)也會在航天測控通信設(shè)備中發(fā)揮越來越大的作用。 本文以皮衛(wèi)星研制項(xiàng)目為背景，以軟件無線電思想為指導(dǎo)，對星上測控應(yīng)答機(jī)的基帶處理系統(tǒng)進(jìn)行研究。在數(shù)字平臺上，實(shí)現(xiàn)了星上DPSK解調(diào)與測距信號濾波轉(zhuǎn)發(fā)，為星上測控應(yīng)答機(jī)的軟件化、數(shù)字化提供了思路，為軟件測控應(yīng)答機(jī)的進(jìn)一步研究打下了基礎(chǔ)。 本文的主要工作可概括如下：(一)搭建了測控應(yīng)答機(jī)基帶處理的硬件調(diào)試平臺，平臺包括一塊Strati

3、xⅡ高性能FPGA以及并口高速A/D、D/A轉(zhuǎn)換芯片。 (二)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了8kHz載波的DPSK數(shù)字解調(diào)，用Verilog語言編寫了差分相干解調(diào)和低通濾波模塊，并對位同步技術(shù)進(jìn)行了研究，采用數(shù)字鎖相法實(shí)現(xiàn)了對解調(diào)碼元的位同步。解調(diào)系統(tǒng)在實(shí)際工作中的誤碼率能達(dá)到10-5以下。 (三)完成了側(cè)音測距信號在星上的數(shù)字濾波與轉(zhuǎn)發(fā)。設(shè)計(jì)并優(yōu)化了高階FIR帶通濾波器，并將其在FPGA中實(shí)現(xiàn)。通過對不同頻率側(cè)音信號增益的控制，滿足了調(diào)