论文部分内容阅读
随着我国卫星通信产业的迅猛发展，卫星通信产业链已逐步形成，但专用卫星终端测试系统严重缺乏。具备自主知识产权的GMR-13G(GEO-Mobile Radio interface-1the3rd Generation)卫星终端测试系统的研制，对于国防安全及国家战略发展，加快我国卫星通信产业链完整、产品研发和快速产业化部署等具有重要意义。数字变频系统是GMR-13G测试仪中的关键组件，本文针对自身应用场景和不同通信制式要求，提出一套基于FPGA的完整、系统、高效的数字变频实现方案，并搭建模块级和系统级验证环境进行功能验证和性能验证。主要工作总结如下: 1.系统架构设计 设计一套可配置、高效、灵活的多通道、多速率数字变频系统架构。从硬件和软件两个角度对系统整体架构进行分析和考量，充分提取设计需求和设计目标，使用模块化的设计思想，细化各功能单元，分离上/下行两条链路，对基于FPGA的多通道、多速率数字变频系统整体架构进行分析与设计。 2.关键技术研究 研究数字变频系统中的关键技术，包括NCO(Numerically Controlled Oscillator)、高效多速率滤波器组、FPGA动态快速重构方案和CBCM通信单元。针对射频硬件设备缺陷提出动态频点配置方案;从滤波器组的性能和资源开销两方面考量，提出一种支持五种速率配置等级、高效的多速率滤波器组结构;为应对系统多模支持、便于系统升级和快速部署，提出一种FPGA远程动态快速重构方案;CBCM通信单元设计，实现主控与BBU信息交互，使系统能监测和动态配置硬件板卡。 3.系统实现与验证 在进行详细的设计需求分析和系统设计方案考量后，完成系统的具体实现和功能集成验证。搭建模块级与系统级验证环境，设计测试激励源，利用软硬件协同仿真工具分别对各功能单元进行功能验证;利用信号源和频谱仪完成集成系统的上行和下行链路功能及性能指标的系统级验证。结果表明:本文设计的多通道、多速率数字变频系统满足功能设计要求和GMR-13G协议规定的性能指标。