星載柔性轉(zhuǎn)發(fā)器的數(shù)字信道化器設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、作為寬帶衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，數(shù)字信道化技術(shù)在不改變有效載荷結(jié)構(gòu)的前提下，可以準(zhǔn)確地提取上行鏈路信道中各個窄帶信號，經(jīng)星上處理后，可重構(gòu)出所需的下行鏈路信號。本文重點研究了星載柔性轉(zhuǎn)發(fā)器的數(shù)字信道化器，該數(shù)字信道化器既可實現(xiàn)均勻帶寬信號的交換，又可實現(xiàn)非均勻帶寬信號的交換，且具有簡單高效的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)、良好的靈活性以及較大的容量等特點。本文的主要工作如下：
　　1.給出了一種基于復(fù)指數(shù)調(diào)制濾波器組和多相分解技術(shù)的數(shù)字信道化

2、器高效實現(xiàn)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可正確地完成上行鏈路信號的分路、交換和重構(gòu)等星上處理操作，且實現(xiàn)復(fù)雜度低。
　　2.針對非均勻帶寬數(shù)字信道化器中信號重構(gòu)的特殊需求，提出了一種頻率采樣法和窗函數(shù)法相結(jié)合的原型濾波器設(shè)計方法，以降低重構(gòu)信號失真度及減少信道間泄漏。仿真結(jié)果表明，該方法能夠使原型濾波器獲得較大的阻帶衰減及較小的通帶拼接抖動。
　　3.搭建了一種非均勻帶寬數(shù)字信道化器的仿真模型。在不同信號調(diào)制(BPSK, QPSK和8PSK)

3、方式下，從子信道間功率泄漏、系統(tǒng)誤比特率和量化性能等方面，對該數(shù)字信道化器的性能進(jìn)行了仿真分析。結(jié)果表明：子信道間的功率泄漏小于-90dB；當(dāng)誤比特率為10-3時，與理想情況相比，該數(shù)字信道化器的性能劣化程度小于0.2dB。
　　4.設(shè)計了一種數(shù)字 AGC電路對信號幅值范圍進(jìn)行壓縮。由于數(shù)字信道化器中電路交換模塊和D/A轉(zhuǎn)換模塊對輸入信號有一定的數(shù)據(jù)位寬要求，因此采用AGC技術(shù)使輸入數(shù)據(jù)穩(wěn)定在一個確定的動態(tài)范圍內(nèi)，從而保證該兩個模

4、塊的正常工作。仿真結(jié)果表明：該數(shù)字AGC電路的性能滿足系統(tǒng)要求且對非均勻帶寬數(shù)字信道化器的性能影響較小。
　　5.完成了非均勻帶寬數(shù)字信道化器的FPGA設(shè)計及實現(xiàn)。首先，給出了一種非均勻帶寬數(shù)字信道化器的FPGA總體設(shè)計方案；接著，提出了一種新型的濾波器FPGA設(shè)計方法，用于降低濾波器的硬件實現(xiàn)復(fù)雜度；最后，對數(shù)字信道化器中各個子模塊進(jìn)行了FPGA設(shè)計及實現(xiàn)。分析結(jié)果表明：該數(shù)字信道化器僅僅需要256個乘法器，大大降低了硬件資源的