随着皮纳卫星技术的快速发展,皮纳卫星编队已经成为航天领域的研究热点,而星间通信作为卫星编队实现协作的前提与基础,承担着控制指令、载荷等数据的传输任务。星间通信链路具有时变特性,采用固定通信速率会制约系统效率。因此,研制一套适合皮纳卫星编队的变速率星问通信系统具有非常现实的意义。本文首先对比了国内外星间通信与变速率通信的研究现状;然后结合变速率星间通信系统的需求,基于小型化和软件无线电的思想,确定了变码速率星间通信系统设计;最终设计的星间通信系统具有模块化、自适应等优势,满足皮纳卫星编队的应用需求。本文的主要工作如下:(1)依据星间通信系统的应用需求,在分析了星间链路特点的基础上,对整个变码速率通信系统的收发方案进行了分析与设计,确定了以FPGA为处理核心的多速率数字处理模块设计。(2)针对多速率发射需求,研究和设计了可系数重载平方根升余弦滤波器与多速率内插的级联结构,降低了系统的资源消耗。(3)针对多速率接收需求,研究和设计了多速率抽取模块、多速率同步模块与信噪比估计算法。多速率抽取模块实现对不同码速率信号降低采样率;多速率同步模块实现了不同信号速率下载波同步与码元同步;设计并实现信噪比估计模块,FPGA仿真结果显示模块在信噪比0dB-20dB的估计误差在1dB以内。(4)搭建硬件测试平台,对变码速率通信系统进行测试。系统通信速率在2kbps-5Mbps进行切换,发射信号实现35dB带外抑制,多速率模块在码率切换时能可靠工作,接收机载波灵敏度优于122.5dBm。综上所述,本文设计的变码速率星间通信系统可满足皮纳卫星编队的星问数据传输需求,同时还具有模块化和自适应的特点。