專利名稱：微納衛(wèi)星測控通信一體化收發(fā)系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種航天信息技術(shù)，尤其涉及一種基于軟件無線電的微納衛(wèi)星測控通信一體化收發(fā)系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
目前通常采用較成熟的模擬電路實(shí)現(xiàn)測控通信收發(fā)機(jī)中上變頻、下變頻、調(diào)制解調(diào)等功能的前端電路，系統(tǒng)體積、重量、功耗都很大，這對于體積、重量、功耗都有較高要求的星載系統(tǒng)來說是不利的。關(guān)于衛(wèi)星測控通信系統(tǒng)的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)，國內(nèi)外近年公開的研究成果較少，基本上都是采用設(shè)計(jì)數(shù)模混合ASIC(專用集成電路)的技術(shù)路線。微納衛(wèi)星由于體積小，星上電池供電能力有限，要求星上設(shè)備集成度高、功耗低；另一方面，受總成本及研制周期限制，要求星上設(shè)備成本低、研制周期短，不能采用設(shè)計(jì)ASIC的技術(shù)路線。因此， 現(xiàn)有技術(shù)均不完全適用于微納衛(wèi)星。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種微納衛(wèi)星測控通信一體化收發(fā)系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，實(shí)現(xiàn)高集成、低功耗、運(yùn)行可靠且抗干擾性較高。本發(fā)明實(shí)提供一種微納衛(wèi)星測控通信一體化收發(fā)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，包括以下步驟1)上行信號處理；11)通過星地射頻接收通道接收射頻信號并對其進(jìn)行功率放大、模擬變頻、自動增益控制形成上行模擬中頻信號；12)對接收的來自星地射頻接收通道的上行模擬中頻信號進(jìn)行模數(shù)變換形成上行數(shù)字中頻信號，經(jīng)數(shù)字降頻并分成兩路，一路通過上行信道進(jìn)行QPSK解調(diào)、信道解碼和協(xié)議處理得到上行數(shù)傳數(shù)據(jù)，經(jīng)接口交由星載計(jì)算機(jī)處理，完成地面到衛(wèi)星的數(shù)傳；另一路通過PM解調(diào)得到測控視頻信號，對所述測控視頻信號進(jìn)行測距音濾波和BPSK解調(diào)后分別得到側(cè)音信號和上行PCM遙控幀，將側(cè)音信號送至所述收發(fā)系統(tǒng)下行信道，與遙測信號合成下行PM調(diào)制信號；將所述上行PCM遙控幀經(jīng)過協(xié)議處理轉(zhuǎn)換成遙控指令，經(jīng)接口送至星載計(jì)算機(jī)完成遙控；2)下行信號處理；21)通過接口從星載計(jì)算機(jī)和存儲單元獲得兩路數(shù)據(jù)；一路數(shù)據(jù)是下行PCM遙測幀，對所述下行PCM遙測幀進(jìn)行下行遙測信道格式編排、信道編碼及BPSK調(diào)制，形成PCM/ PSK遙測信號，與所述側(cè)音信號合并后，再進(jìn)行下行測控載波PM調(diào)制，形成下行測控信道已調(diào)信號；另一路數(shù)據(jù)是下行數(shù)傳幀，所述下行數(shù)傳幀經(jīng)過下行數(shù)傳信道格式編排、下行數(shù)傳載波QPSK調(diào)制，形成下行數(shù)傳信道已調(diào)信號；合并所述下行測控信道已調(diào)信號和所述下行數(shù)傳信道已調(diào)信號，經(jīng)插值濾波，數(shù)字增頻形成下行數(shù)字中頻信號；將所述下行數(shù)字中頻信號通過數(shù)模轉(zhuǎn)換形成下行模擬中頻信號送入星地射頻發(fā)射通道。
22)通過星地射頻發(fā)射通道接收所述下行模擬中頻信號并對其進(jìn)行功率放大、模擬變頻、自動增益控制形成射頻信號完成遙測和衛(wèi)星到地面的數(shù)傳。本發(fā)明提供一種微納衛(wèi)星測控通信一體化收發(fā)系統(tǒng)，包括收發(fā)端，用于收發(fā)射頻信號，包括星地接收天線、星地發(fā)射天線；射頻前端模塊，包括星地射頻模塊，用于完成主衛(wèi)星與地面之間的信號傳輸；包括星地射頻接收通道，用于對接收的射頻信號進(jìn)行模擬降頻處理形成中頻信號；星地射頻發(fā)射通道，用于對接收的射頻信號進(jìn)行模擬增頻處理形成中頻信號；中頻基帶信號處理模塊，用于對接收的所述中頻信號完成模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字變頻和數(shù)字調(diào)制解調(diào)；包括上行信號處理模塊，通過對上行數(shù)字中頻信號的處理完成地面對衛(wèi)星的遙控和上行數(shù)據(jù)的傳輸；對接收的來自星地射頻接收通道的上行模擬中頻信號進(jìn)行模數(shù)變換形成上行數(shù)字中頻信號，經(jīng)數(shù)字降頻并分成兩路，一路通過上行信道進(jìn)行QPSK解調(diào)、信道解碼和協(xié)議處理得到上行數(shù)傳數(shù)據(jù)，經(jīng)接口交由星載計(jì)算機(jī)處理，完成地面到衛(wèi)星的數(shù)傳；另一路通過PM解調(diào)得到測控視頻信號，對所述測控視頻信號進(jìn)行測距音濾波和BPSK解調(diào)后分別得到側(cè)音信號和上行PCM遙控幀，將側(cè)音信號送至所述收發(fā)系統(tǒng)下行信道，與PCM/PSK遙測信號合成下行PM調(diào)制信號；將所述上行PCM遙控幀經(jīng)過協(xié)議處理轉(zhuǎn)換成遙控指令，經(jīng)接口送至星載計(jì)算機(jī)完成遙控；下行信號處理模塊，通過對下行數(shù)字中頻信號的處理完成衛(wèi)星對地面的遙測和下行數(shù)據(jù)傳輸；通過接口從星載計(jì)算機(jī)和存儲單元獲得兩路數(shù)據(jù)；一路數(shù)據(jù)是下行PCM遙測幀，對所述下行PCM遙測幀進(jìn)行下行遙測信道格式編排、信道編碼及BPSK調(diào)制，形成下行 PCM/PSK遙測信號，與所述側(cè)音信號合并后，再進(jìn)行下行測控載波PM調(diào)制，形成下行測控信道已調(diào)信號；另一路數(shù)據(jù)是下行數(shù)傳幀，所述下行數(shù)傳幀經(jīng)過下行數(shù)傳信道格式編排、下行數(shù)傳載波QPSK調(diào)制，形成下行數(shù)傳信道已調(diào)信號；合并所述下行測控信道已調(diào)信號和所述下行數(shù)傳信道已調(diào)信號，經(jīng)插值濾波，數(shù)字增頻形成下行數(shù)字中頻信號；將所述下行數(shù)字中頻信號通過數(shù)模轉(zhuǎn)換形成下行模擬中頻信號送入星地射頻發(fā)射通道。其中上述的BPSK是Binary Phase Shift Keying的縮略語簡稱，意為雙相移相鍵控；PM是用調(diào)制信號控制載波信號相位變化的一種信號變化方式；QPSK是Quadrature Phase Shift Keying的縮略語簡稱，意為正交相移鍵控。本發(fā)明提供的微納衛(wèi)星測控通信一體化收發(fā)系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法，⑴ 使用USB測控和通信利用軟件無線電的原理，采用全數(shù)字化的方式，在低功耗 FPGA(Field-Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)芯片中實(shí)現(xiàn)。模擬前端電路僅實(shí)現(xiàn)上變頻、下變頻、功放以及低噪放的功能。使微納衛(wèi)星的測控通信達(dá)到功耗低的要求； O)USB測控和通信的編碼解碼、基帶成型、調(diào)制解調(diào)，均在一個芯片中實(shí)現(xiàn)，不需要額外的功能模塊以及芯片，這樣減少了多模塊交互數(shù)據(jù)傳輸所需接口數(shù)目，增加了系統(tǒng)的集成度， 降低了整個系統(tǒng)的復(fù)雜度；C3)利用軟件無線電技術(shù)，數(shù)字化處理測控通信數(shù)據(jù)，有利于在星上復(fù)雜環(huán)境中運(yùn)行，提高抗干擾能力，提高了可靠性。(4)充分利用軟件的可重組性實(shí)現(xiàn)多功能。微波統(tǒng)一系統(tǒng)的各種功能均可在硬件平臺上實(shí)現(xiàn)各種不同的軟件功能模塊，用軟件實(shí)現(xiàn)，基于軟件的可重組特性可以很容易滿足不同任務(wù)的多種需求。


圖1為本發(fā)明微納衛(wèi)星測控通信一體化收發(fā)系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本發(fā)明微納衛(wèi)星測控通信一體化收發(fā)系統(tǒng)中頻基帶信號處理模塊實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。圖3為本發(fā)明微納衛(wèi)星測控通信一體化收發(fā)系統(tǒng)射頻接收通道的信號流程圖。圖4為本發(fā)明微納衛(wèi)星測控通信一體化收發(fā)系統(tǒng)射頻發(fā)射通道的信號流程圖。圖5為本發(fā)明微納衛(wèi)星測控通信一體化收發(fā)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法實(shí)施例的信號流程圖。附圖標(biāo)記星間天線13 ；星間天線14 ；接口模塊 33;控制模塊34;下變頻器；351;上變頻器352 ；協(xié)議處理器321;數(shù)據(jù)通信接口 322;存儲單元接口 332;星載計(jì)算機(jī)接口 331;其他分系統(tǒng)接口 333。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例如圖1-5所示，本發(fā)明提供一種微納衛(wèi)星測控通信一體化收發(fā)系統(tǒng)，包括收發(fā)端、射頻前端模塊、中頻基帶信號處理模塊。收發(fā)端用于收發(fā)射頻信號，包括星地接收天線11、星地發(fā)射天線12和星間天線 13、星間天線14 ；射頻前端模塊2，包括星地射頻模塊21，星地射頻模塊21，用于完成主衛(wèi)星與地面之間的信號傳輸，包括星地射頻接收通道211、星地射頻發(fā)射通道212，星地射頻接收通道211，用于對接收的射頻信號進(jìn)行模擬降頻處理形成中頻信號，星地射頻發(fā)射通道212， 用于對接收的射頻信號進(jìn)行模擬增頻處理形成中頻信號；中頻基帶信號處理模塊，用于對接收的所述中頻信號完成模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字變頻和數(shù)字調(diào)制解調(diào)；中頻基帶信號處理模塊由遙控模塊和遙測模塊集成，其中，上行信號處理模塊，通過對上行數(shù)字中頻信號的處理完成地面對衛(wèi)星的遙控和上
星地接收天線11 ； 星地發(fā)射天線12 ； 射頻前端模塊2 ； 星地射頻模塊21 ； 數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊31 ； 協(xié)議處理模塊32 ； PM解調(diào)模塊355 ； PM調(diào)制模塊356 ； 實(shí)時(shí)遙控遙測接口
星地射頻接收通道211 ； 星地射頻發(fā)射通道212 ； 測控通信中頻處理模塊35 ； 中頻基帶信號處理模塊3 ； QPSK解調(diào)模塊353 ； QPSK調(diào)制模塊354 ； BPSK解調(diào)模塊357 ； BPSK調(diào)制模塊358 ；
8行數(shù)據(jù)的傳輸；對接收的來自星地射頻接收通道211的上行模擬中頻信號進(jìn)行模數(shù)變換形成上行數(shù)字中頻信號，經(jīng)數(shù)字降頻并分成兩路，一路通過上行信道進(jìn)行QPSK解調(diào)、信道解碼和協(xié)議處理得到上行數(shù)傳數(shù)據(jù)，經(jīng)接口交由星載計(jì)算機(jī)處理，完成地面到衛(wèi)星的數(shù)傳；另一路通過PM解調(diào)得到測控視頻信號，對所述測控視頻信號進(jìn)行測距音濾波和BPSK解調(diào)后分別得到側(cè)音信號和上行PCM遙控幀，將側(cè)音信號送至所述收發(fā)系統(tǒng)下行信道，與遙測信號合成下行PM調(diào)制信號；將所述上行PCM遙控幀經(jīng)過協(xié)議處理轉(zhuǎn)換成遙控指令，經(jīng)接口送至星載計(jì)算機(jī)完成遙控；下行信號處理模塊，通過對下行數(shù)字中頻信號的處理完成衛(wèi)星對地面的遙測和下行數(shù)據(jù)傳輸；通過接口從星載計(jì)算機(jī)和存儲單元獲得兩路數(shù)據(jù)；一路數(shù)據(jù)是下行PCM遙測幀，對所述下行PCM遙測幀進(jìn)行下行遙測信道格式編排、信道編碼及BPSK調(diào)制，形成下行 PCM/PSK遙測信號，與所述側(cè)音信號合并后，再進(jìn)行下行測控載波PM調(diào)制，形成下行測控信道已調(diào)信號；另一路數(shù)據(jù)是下行數(shù)傳幀，所述下行數(shù)據(jù)幀經(jīng)過下行數(shù)傳信道格式編排、下行數(shù)傳載波QPSK調(diào)制，形成下行數(shù)傳信道已調(diào)信號；合并所述下行測控信道已調(diào)信號和所述下行數(shù)傳信道已調(diào)信號，經(jīng)插值濾波，數(shù)字增頻形成下行數(shù)字中頻信號；將所述下行數(shù)字中頻信號通過數(shù)模轉(zhuǎn)換形成下行模擬中頻信號送入星地射頻發(fā)射通道212。上行信號處理模塊包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、上行測控通信中頻處理模塊、上行協(xié)議處理模塊、控制模塊34、上行接口模塊。模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于對接收來自星地射頻接收通道211的模擬中頻信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換形成上行數(shù)字中頻信號，由模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片和中頻濾波器組成。上行測控通信中頻處理模塊，包括下變頻器351，通信解調(diào)模塊，遙控解調(diào)模塊。 其中，下變頻器351，用于對所述上行數(shù)字中頻信號進(jìn)行降頻處理形成上行數(shù)字一級降頻信號。通信解調(diào)模塊用于對所述上行數(shù)字降頻信號進(jìn)行QPSK解調(diào)形成上行數(shù)傳信令幀，輸送至上行協(xié)議處理模塊，主要由QPSK解調(diào)模塊353構(gòu)成，用于對所述上行數(shù)字降頻信號號通過載波捕獲跟蹤、時(shí)間同步、判決，回復(fù)出上行數(shù)傳信令幀。遙控解調(diào)模塊對所述上行數(shù)字降頻信號進(jìn)行PM解調(diào)形成所述測控視頻信號，對所述測控視頻信號進(jìn)行測距音濾波和 BPSK解調(diào)后分別得所述側(cè)音信號和所述上行PCM遙控幀，將所述上行PCM遙控幀傳遞至上行協(xié)議處理模塊；主要由PM解調(diào)模塊355和BPSK解調(diào)模塊357組成，PM解調(diào)模塊355用于對所述上行數(shù)字降頻信號進(jìn)行捕獲跟蹤，數(shù)字域解調(diào)，提取所述測控視頻信號，對該測控視頻信號進(jìn)行測距音濾波處理得所述側(cè)音信號和PCM/PSK遙控信號；BPSK解調(diào)模塊357用于對所述PCM/PSK遙控信號載波同步、時(shí)間同步、判決，回復(fù)出經(jīng)過信道編碼的上行PCM(脈沖編碼調(diào)制)遙控幀。上行協(xié)議處理模塊，用于將接收的所述上行PCM遙控幀進(jìn)行處理，提取遙控指令給星載計(jì)算機(jī)；并將接收的上行數(shù)傳信令幀進(jìn)行處理，提取上行數(shù)傳數(shù)據(jù)給所述星載計(jì)算機(jī)；主要由第一協(xié)議處理模塊、第一數(shù)據(jù)通信接口和實(shí)時(shí)遙控接口組成。第一協(xié)議處理模塊，用于對所述經(jīng)過信道編碼的上行PCM遙控幀進(jìn)行信道解碼通信格式剝離得到PCM遙控幀，并對所述PCM遙控幀進(jìn)行處理，提取直接開關(guān)遙控指令，送至電源系統(tǒng)，并將所述上行 PCM遙控幀送至外圍設(shè)備；用于對所述上行數(shù)傳信令幀進(jìn)行信道解碼通信格式剝離，提取上行數(shù)傳數(shù)據(jù)送至外圍設(shè)備。第一數(shù)據(jù)通信接口，用于連接所述QPSK解調(diào)模塊；實(shí)時(shí)遙控接口，用于連接所述BPSK解調(diào)模塊357。
控制模塊34，用于由所述星載計(jì)算機(jī)根據(jù)所述遙控指令反饋到所述控制模塊的控制信號控制所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，下變頻器，通信解調(diào)模塊，遙控解調(diào)模塊，上行協(xié)議處理模塊的動作；上行接口模塊，用于連接外圍設(shè)備、上行協(xié)議處理模塊及控制模，包括星載計(jì)算機(jī)接口 331、存儲單元接口 332和其他分系統(tǒng)接口 333。下行信號處理模塊包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器、下行測控通信中頻處理模塊、下行協(xié)議處理模塊、下行接口模塊。下行接口處理模塊，用于連接外圍設(shè)備、下行協(xié)議處理模塊，包括星載計(jì)算機(jī)接口 331、存儲單元接口 332和其他分系統(tǒng)接口 333。下行協(xié)議處理模塊，用于將接收的來自于所述星載計(jì)算機(jī)的下行PCM遙測幀進(jìn)行處理轉(zhuǎn)發(fā)至遙測調(diào)制模塊；將接收的來自于存儲單元的下行數(shù)傳幀進(jìn)行處理發(fā)送至所述通信調(diào)制模塊；包括第二協(xié)議處理模塊，第二數(shù)據(jù)通信接口和實(shí)時(shí)遙測接口 ；第二協(xié)議處理模塊與第一協(xié)議處理模塊集成于協(xié)議處理器321中，用于接收來自所述星載計(jì)算機(jī)的所述下行PCM遙測幀，進(jìn)行下行遙測信道格式編排、信道編碼后通過所述實(shí)時(shí)遙測接口發(fā)送至所述BPSK調(diào)制模塊；用于接收所述存儲單元的所述下行數(shù)傳幀，進(jìn)行下行數(shù)傳信道格式編排、信道編碼后通過所述第二數(shù)據(jù)通信接口轉(zhuǎn)發(fā)至QPSK調(diào)制模塊；第二數(shù)據(jù)通信接口與第一數(shù)據(jù)通信接口一體集成于數(shù)據(jù)通信接口 322中，用于連接所述QPSK調(diào)制模塊356 ；實(shí)時(shí)遙測接口與實(shí)時(shí)遙控接口一體集成于實(shí)時(shí)遙控遙測接口 323中，用于連接所述BPSK調(diào)制模塊 358。下行測控通信中頻處理模塊，主要由遙測調(diào)制模塊、通信調(diào)制模塊和上變頻器352 組成。遙測調(diào)制模塊，用于對接收到的經(jīng)過下行協(xié)議處理的所述下行PCM遙測幀進(jìn)行BPSK 調(diào)制到實(shí)時(shí)遙測副載波上，并與從所述測控視頻信號分離出的側(cè)音信號合并，經(jīng)PM調(diào)制到下行測控載波上；主要由BPSK調(diào)制模塊358和PM調(diào)制模塊356組成，BPSK調(diào)制模塊358 用于對所述第二協(xié)議處理器發(fā)送的經(jīng)過下行協(xié)議處理的所述下行PCM遙測幀進(jìn)行BPSK調(diào)制得到PCM/PSK遙測信號，對所述PCM/PSK遙測信號和所述側(cè)音信號進(jìn)行數(shù)字合成；PM調(diào)制模塊356 ；用于將上述數(shù)字合成后形成的數(shù)字信號經(jīng)PM調(diào)制到4MHz的所述下行測控載波上。通信調(diào)制模塊，用于對接收到的經(jīng)過下行協(xié)議處理的所述下行數(shù)傳幀進(jìn)行QPSK調(diào)制到下行數(shù)傳載波上；合并所述下行測控載波與下行數(shù)傳載波，并經(jīng)插值濾波形成下行數(shù)字增頻信號；主要由QPSK調(diào)制模塊邪4構(gòu)成，用于對所述第二協(xié)議處理器發(fā)送的所述經(jīng)過下行協(xié)議處理的下行數(shù)傳幀進(jìn)行QPSK調(diào)制到6MHz的所述下行數(shù)傳載波上；并將所述下行測控載波與下行數(shù)傳載波經(jīng)過合路，完成插值濾波送至所述數(shù)模芯片。上變頻器352，用于對所述下行數(shù)字一級增頻信號進(jìn)行增頻處理形成下行數(shù)字中頻信號；數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于對接收的下行數(shù)字中頻信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換形成下行模擬中頻信號發(fā)送至星地射頻發(fā)射通道212。如圖2-5所示，其中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器與數(shù)模轉(zhuǎn)換器集成在數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊32中；上行測控通信中頻處理模塊與下行測控通信中頻處理模塊集成在測控通信中頻處理模塊35中， 為地面測控設(shè)備提供雙向相干載波多普勒跟蹤信標(biāo)以供地面測控設(shè)備跟蹤、測角、測速；上行協(xié)議處理模塊與下行協(xié)議處理模塊集成在協(xié)議處理模塊32中；上行接口模塊與下行接口模塊集成在接口模塊33中。另外QPSK調(diào)制模塊邪4與QPSK解調(diào)模塊353為一體設(shè)置于QPSK調(diào)制解調(diào)模塊內(nèi)，PM調(diào)制模塊356與PM解調(diào)模塊355 —體設(shè)置于PM調(diào)制解調(diào)模塊內(nèi)，BPSK調(diào)制模塊358與BPSK解調(diào)模塊357 —體設(shè)置于BPSK調(diào)制解調(diào)模塊內(nèi)，同時(shí)，QPI 調(diào)制解調(diào)模塊、PM調(diào)制解調(diào)模塊和BPSK調(diào)制解調(diào)模塊一體設(shè)置于調(diào)制解調(diào)模塊內(nèi)，集成化程度較高，節(jié)約占用空間和重量。數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊32由A/D (模數(shù))信號調(diào)理模塊、A/D、D/A (數(shù)模)以及中頻濾波器組成。主要功能(1)數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊32接收來自SMA端口的模擬信號，由A/D信號調(diào)理模塊完成對接收信號的預(yù)處理，再由A/D完成采樣，送入中頻處理模塊的下變頻模塊中；(2)數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊32對中頻處理模塊中上變頻模塊的輸出數(shù)據(jù)，由D/A完成數(shù)模轉(zhuǎn)換，并由中頻濾波器濾波后最終輸出30M中頻的模擬信號到SMA端口。測控通信中頻處理模塊35，主要由上變頻器352、下變頻器351、PM調(diào)制解調(diào)模塊、 BPSK調(diào)制解調(diào)模塊以及QPSK調(diào)制解調(diào)模塊組成。主要功能(1)為地面測控設(shè)備提供雙向相干載波多普勒跟蹤信標(biāo)以供地面測控設(shè)備跟蹤、 測角、測速；(2)捕獲跟蹤上行中頻信號中的殘余載波，數(shù)字域PM解調(diào)，提取側(cè)音信號和副載波遙控信號，并將副載波遙控信號提供給BPSK解調(diào)模塊；(3)在分包遙測模式下，對側(cè)音信號轉(zhuǎn)發(fā)到下行信號處理模塊進(jìn)行下行調(diào)制并經(jīng)由數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊傳輸至射頻發(fā)射通道；(4)在PCM遙測模式下，對側(cè)音信號和遙測信號分別進(jìn)行下行調(diào)制，并對已調(diào)信號進(jìn)行數(shù)字合成，經(jīng)由數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊傳輸至射頻發(fā)射通道；(5)接收來自USB應(yīng)答機(jī)輸出的PSK遙控信號，并進(jìn)行BPSK解調(diào)、判決、信道解碼， 恢復(fù)出PCM遙控幀；接收來自協(xié)議處理模塊32的PCM遙測數(shù)據(jù)幀，進(jìn)行信源信道編碼、PSK 調(diào)制處理，送到PM調(diào)制模塊；(6)接收來自中頻收發(fā)信號處理通道輸出的QPSK數(shù)傳信號，進(jìn)行載波捕獲跟蹤， 時(shí)間同步、判決與信息恢復(fù)、信道解碼，恢復(fù)出上行數(shù)傳數(shù)據(jù)幀，交由協(xié)議處理模塊32處理；(7)接收來自協(xié)議處理模塊32的源包，進(jìn)行信源信道編碼、QPSK調(diào)制處理后經(jīng)由數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊傳輸至射頻發(fā)射通道。協(xié)議處理模塊32，由數(shù)據(jù)通信接口 322、實(shí)時(shí)遙控遙測接口 323和協(xié)議處理器321 組成。主要功能(1)在PCM遙測模式下，對解調(diào)模塊輸出的PCM遙控幀進(jìn)行處理，提取出直接開關(guān)遙控指令，送至電源分系統(tǒng)，并將遙控幀送至星載計(jì)算機(jī)CAN總線接口隊(duì)列。(送至實(shí)時(shí)指令CAN隊(duì)列和非實(shí)時(shí)指令CAN隊(duì)列，根據(jù)遙控指令區(qū)分發(fā)送優(yōu)先級，實(shí)施隊(duì)列管理)；(2)在PCM遙測模式下，對解調(diào)模塊輸出的分包星地上行傳輸幀進(jìn)行通信格式剝離，送至星載計(jì)算機(jī)CAN總線接口隊(duì)列；(3)在PCM遙測模式下，接收來自星載計(jì)算機(jī)的PCM遙測幀，進(jìn)行通信信道格式編排后，轉(zhuǎn)發(fā)到調(diào)制模塊；(4)在PCM遙測模式下，接收來自星載計(jì)算機(jī)和存儲單元的各類源包，進(jìn)行通信信道格式編排后，發(fā)送到調(diào)制模塊；(5)在分包遙測模式下，對解調(diào)模塊輸出的上行星地分包傳輸幀進(jìn)行通信信道格式處理，送至星載計(jì)算機(jī)CAN總線隊(duì)列；(6)在分包遙測模式下，將解調(diào)模塊輸出的星間分包傳輸幀進(jìn)行通信信道格式處理，送至星載計(jì)算機(jī)CAN總線隊(duì)列；(7)在分包遙測模式下，接收來自星上管控計(jì)算機(jī)和存儲單元的星地傳輸幀，進(jìn)行通信信道格式編排后，送至調(diào)制模塊；(8)在分包遙測模式下，接收來自星上管控計(jì)算機(jī)和存儲單元的星間傳輸幀，進(jìn)行通信信道格式編排后，送至調(diào)制模塊。接口模塊33，由星載計(jì)算機(jī)接口 331、存儲單元接口 332和其他分系統(tǒng)接口 333組成。主要完成中頻基帶處理模塊與星載其他設(shè)備之間的互聯(lián)?？刂颇K34主要功能(1)接收星上管控計(jì)算機(jī)的運(yùn)行階段控制要求，對通信系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制變換和維護(hù)，包括射頻控制和中頻控制兩部分功能；(2)建立通信軟件主控循環(huán)程序，對通信系統(tǒng)各軟件模塊運(yùn)行的資源占用進(jìn)行協(xié)調(diào)(中斷控制)；(3)對星上通信接口的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行控制，包括CAN總線和LVDS鏈路層協(xié)議控制；(4)建立緊急狀態(tài)邏輯，根據(jù)緊急測控需求對緊急狀態(tài)下的通信、測控實(shí)施控制。下面結(jié)合圖1-5對微納衛(wèi)星測控通信一體化收發(fā)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行詳細(xì)說明。包括兩個步驟，1)上行信號處理步驟 下行信號處理步驟；步驟1)主要包括以下兩大步驟11)通過星地射頻接收通道211接收射頻信號并對其進(jìn)行功率放大、模擬變頻、自動增益控制形成上行模擬中頻信號；12)對接收的來自星地射頻接收通道211的上行模擬中頻信號進(jìn)行模數(shù)變換形成上行數(shù)字中頻信號，經(jīng)數(shù)字降頻并分成兩路，一路通過上行信道進(jìn)行QPSK解調(diào)、信道解碼和協(xié)議處理得到上行數(shù)傳數(shù)據(jù)，經(jīng)接口交由星載計(jì)算機(jī)處理，完成地面到衛(wèi)星的數(shù)傳；另一路通過PM解調(diào)得到測控視頻信號，對所述測控視頻信號進(jìn)行測距音濾波和BPSK解調(diào)后分別得到側(cè)音信號和上行PCM遙控幀，將側(cè)音信號送至所述收發(fā)系統(tǒng)下行信道，與遙測信號合成下行PM調(diào)制信號；將所述上行PCM遙控幀經(jīng)過協(xié)議處理轉(zhuǎn)換成遙控指令，經(jīng)接口送至星載計(jì)算機(jī)完成遙控；；步驟2、主要包括以下兩大步驟21)通過接口從星載計(jì)算機(jī)和存儲單元獲得兩路數(shù)據(jù)；一路數(shù)據(jù)是下行PCM遙測幀，對所述下行PCM遙測幀進(jìn)行下行遙測信道格式編排、信道編碼及BPSK調(diào)制，形成下行 PCM/PSK遙測信號，與所述側(cè)音信號合并后，再進(jìn)行下行測控載波PM調(diào)制，形成下行測控信道已調(diào)信號；另一路數(shù)據(jù)是下行數(shù)傳幀，所述下行數(shù)據(jù)幀經(jīng)過下行數(shù)傳信道格式編排、下行數(shù)傳載波QPSK調(diào)制，形成下行數(shù)傳信道已調(diào)信號；合并所述下行測控信道已調(diào)信號和所述下行數(shù)傳信道已調(diào)信號，經(jīng)插值濾波，數(shù)字增頻形成下行數(shù)字中頻信號；將所述下行數(shù)字中頻信號通過數(shù)模轉(zhuǎn)換形成下行模擬中頻信號送入星地射頻發(fā)射通道212。
12
22)通過星地射頻發(fā)射通道212接收所述下行模擬中頻信號并對其進(jìn)行功率放大、模擬變頻、自動增益控制形成射頻信號完成遙測和衛(wèi)星到地面的數(shù)傳。其中步驟12)通過以下三個具體步驟實(shí)現(xiàn)121)對所述上行模擬中頻信號通過A/D (模數(shù))芯片采樣，經(jīng)中頻濾波得30MHz中心頻率的過采樣的上行數(shù)字中頻信號；122)所述上行數(shù)字中頻信號經(jīng)過數(shù)字降頻和CIC數(shù)據(jù)抽取濾波器的10倍抽取，變換成中心頻點(diǎn)為2. 5MHz的多載波抽樣信號；123)把所述中心頻點(diǎn)為2. 5MHz的多載波抽樣信號采用并行濾波進(jìn)行信道分離， 分成兩路；對其中一路進(jìn)行QPSK解調(diào)，通過載波捕獲跟蹤、時(shí)間同步、判決形成上行數(shù)傳信令幀，并進(jìn)行信道解碼，回復(fù)出所述上行數(shù)傳數(shù)據(jù)，通過接口中轉(zhuǎn)傳遞至所述星載計(jì)算機(jī)， 完成上行信號的數(shù)傳；對另一路進(jìn)行PM數(shù)字域解調(diào)，提取出所述測控視頻信號，對該測控視頻信號進(jìn)行并行濾波處理得所述側(cè)音信號和PCM/PSK遙控信號，對所述PCM/PSK遙控信號進(jìn)行解調(diào)、信道解碼，回復(fù)出所述上行PCM遙控幀，送入?yún)f(xié)議處理器321處理后轉(zhuǎn)換成所述遙控指令，通過接口將遙控指令送至星載計(jì)算機(jī)，由所述控制模塊協(xié)同星載計(jì)算機(jī)完成遙控。步驟21)通過以下一個具體步驟實(shí)現(xiàn)211)對所述下行PCM遙測數(shù)據(jù)幀進(jìn)行下行遙測信道格式編排、信道編碼、BPSK調(diào)制得PCM/PSK遙測信號，對所述PCM/PSK遙測信號和所述側(cè)音信號進(jìn)行數(shù)字合成后，再進(jìn)行下行測控載波PM調(diào)制到4MHz載波上，形成所述下行測控信道已調(diào)信號；所述下行數(shù)傳幀經(jīng)過下行數(shù)傳信道格式編排、下行數(shù)傳載波QPSK調(diào)制到6MHz載波上形成所述下行數(shù)傳信道已調(diào)信號；合并所述下行測控信道已調(diào)信號和所述下行數(shù)傳信道已調(diào)信號，并完成插值濾波后，經(jīng)數(shù)字上變頻到30MHz的中心頻率上，通過數(shù)模轉(zhuǎn)換形成模擬中頻信號，送給星地射頻發(fā)射通道以發(fā)射。其中，射頻前端模塊主要完成射頻信號的接收、功率放大、變頻、自動增益控制等射頻收發(fā)操作。由于發(fā)射功率較大，并且要求接收靈敏度較高，加上收發(fā)同時(shí)工作，采用頻分工作模式，收發(fā)天線分開。射頻接收通道主要由低噪放、下變頻器351及AGC等部件組成。 射頻發(fā)射通道主要有上變頻器352、預(yù)放、功放等部件組成。星間射頻接收通道和星地射頻接收通道211均采用雙變頻超外差結(jié)構(gòu)的接收機(jī)。 接收機(jī)前端緊接在天線饋源之后，將輸入的射頻信號下變頻到第一中頻Π，利用帶通濾波器將鏡像頻率阻塞在通帶之外，再變頻到第二中頻30MHZ，傳給基帶處理單元。星間射頻發(fā)射通道221和星地射頻發(fā)射通道212結(jié)構(gòu)相同。通過兩次上變頻將中頻輸入變至所需射頻信號，經(jīng)過增益可調(diào)的放大器和功放直接輸出。接收通道信號流程參照圖3 ；發(fā)射通道信號流程參見圖4。數(shù)據(jù)在中頻基帶信號處理模塊中的具體數(shù)字信號處理如下在中頻基帶處理模塊的接收端，從射頻前端模塊中模擬下變頻到中頻的信號通過AD芯片采樣，得到了 30MHz中心頻率的過采樣的數(shù)字中頻信號。經(jīng)過數(shù)字下變頻和CIC數(shù)據(jù)抽取濾波器的10倍抽取，變換成中心頻點(diǎn)為2. 5MHz、抽樣中頻信號。此時(shí)，2. 5M中心頻點(diǎn)的信號分為兩路，第一路信號通過QPSK解調(diào)，送入?yún)f(xié)議處理模塊32處理后，通過接口中轉(zhuǎn)，完成星間數(shù)據(jù)傳輸；第二路信號通過PM解調(diào)后，解調(diào)出測控視頻信號，并繼續(xù)BPSK解調(diào)，得到遙控信號，送入?yún)f(xié)議處理模塊32，并通過接口模塊33傳遞給相應(yīng)的控制模塊34完成遙控。在中頻基帶信號處理模塊的發(fā)射端，首先通過接口遙測數(shù)據(jù)，經(jīng)過BPSK調(diào)制后調(diào)制到實(shí)時(shí)遙測副載波上，并與從視頻信號分離出的測距音信號合并。兩路合并的信號經(jīng)過 PM調(diào)制到4MHz載波上。這時(shí)還有另一路調(diào)制到6MHz載波上的QPSK通信數(shù)據(jù)。再經(jīng)過合路，并完成插值濾波后，將此信號數(shù)字上變頻到30MHz的中心頻率上。最后通過數(shù)模轉(zhuǎn)換， 送給射頻前端模塊以發(fā)射。最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種微納衛(wèi)星測控通信一體化收發(fā)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，包括以下步驟1)上行信號處理；11)通過星地射頻接收通道接收射頻信號并對其進(jìn)行功率放大、模擬變頻、自動增益控制形成上行模擬中頻信號；12)對接收的所述上行模擬中頻信號進(jìn)行模數(shù)變換形成上行數(shù)字中頻信號，經(jīng)數(shù)字降頻并分成兩路，一路通過上行信道進(jìn)行QPSK解調(diào)、信道解碼和協(xié)議處理得到上行數(shù)傳數(shù)據(jù)，經(jīng)接口交由星載計(jì)算機(jī)處理，完成地面到衛(wèi)星的數(shù)傳；另一路通過PM解調(diào)得到測控視頻信號，對所述測控視頻信號進(jìn)行測距音濾波和BPSK解調(diào)后分別得到側(cè)音信號和上行PCM 遙控幀，將所述側(cè)音信號送至下行信道，與PCM/PSK遙測信號合成下行PM調(diào)制信號；將所述上行PCM遙控幀經(jīng)過協(xié)議處理轉(zhuǎn)換成遙控指令，經(jīng)接口送至星載計(jì)算機(jī)完成遙控；2)下行信號處理；21)通過接口從星載計(jì)算機(jī)和存儲單元獲得兩路數(shù)據(jù)；一路數(shù)據(jù)是下行PCM遙測幀， 對所述下行PCM遙測幀進(jìn)行下行遙測信道格式編排、信道編碼及BPSK調(diào)制，形成所述PCM/ PSK遙測信號，與所述側(cè)音信號合并后，再進(jìn)行下行測控載波PM調(diào)制，形成下行測控信道已調(diào)信號；另一路數(shù)據(jù)是下行數(shù)傳幀，所述下行數(shù)傳幀經(jīng)過下行數(shù)傳信道格式編排、下行數(shù)傳載波QPSK調(diào)制，形成下行數(shù)傳信道已調(diào)信號；合并所述下行測控信道已調(diào)信號和所述下行數(shù)傳信道已調(diào)信號，經(jīng)插值濾波，數(shù)字增頻形成下行數(shù)字中頻信號；將所述下行數(shù)字中頻信號通過數(shù)模轉(zhuǎn)換形成下行模擬中頻信號送入星地射頻發(fā)射通道；22)通過星地射頻發(fā)射通道接收所述下行模擬中頻信號并對其進(jìn)行功率放大、模擬變頻、自動增益控制形成射頻信號完成遙測和衛(wèi)星到地面的數(shù)傳。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微納衛(wèi)星測控通信一體化收發(fā)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟12)包括121)對所述上行模擬中頻信號通過A/D芯片采樣，經(jīng)中頻濾波得30MHz中心頻率的過采樣的所述上行數(shù)字中頻信號；122)所述上行數(shù)字中頻信號經(jīng)過數(shù)字降頻和CIC數(shù)據(jù)抽取濾波器的10倍抽取，變換成中心頻點(diǎn)為2. 5MHz的多載波抽樣信號；123)把所述中心頻點(diǎn)為2.5MHz的多載波抽樣信號采用并行濾波進(jìn)行信道分離，分成兩路；對其中一路進(jìn)行QPSK解調(diào)，通過載波捕獲跟蹤、時(shí)間同步、判決形成上行數(shù)傳信令幀，并進(jìn)行信道解碼，回復(fù)出所述上行數(shù)傳數(shù)據(jù)，通過接口中轉(zhuǎn)傳遞至所述星載計(jì)算機(jī)，完成上行信號的數(shù)傳；對另一路進(jìn)行PM數(shù)字域解調(diào)，提取出所述測控視頻信號，對該測控視頻信號進(jìn)行并行濾波處理得所述側(cè)音信號和PCM/PSK遙控信號，對所述PCM/PSK遙控信號進(jìn)行解調(diào)、信道解碼，回復(fù)出所述上行PCM遙控幀，送入?yún)f(xié)議處理器處理后轉(zhuǎn)換成所述遙控指令，通過接口將遙控指令送至星載計(jì)算機(jī)，由所述控制模塊協(xié)同星載計(jì)算機(jī)完成遙控。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微納衛(wèi)星測控通信一體化收發(fā)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，所述步驟 21)包括211)對所述下行PCM遙測數(shù)據(jù)幀進(jìn)行下行遙測信道格式編排、信道編碼、BPSK調(diào)制得所述PCM/PSK遙測信號，對所述PCM/PSK遙測信號和所述側(cè)音信號進(jìn)行數(shù)字合成后，再進(jìn)行下行測控載波PM調(diào)制到4MHz載波上，形成所述下行測控信道已調(diào)信號；所述下行數(shù)傳幀經(jīng)過下行數(shù)傳信道格式編排、下行數(shù)傳載波QPSK調(diào)制到6MHz載波上形成所述下行數(shù)傳信道已調(diào)信號；合并所述下行測控信道已調(diào)信號和所述下行數(shù)傳信道已調(diào)信號，并完成插值濾波后，經(jīng)數(shù)字上變頻到30MHz的中心頻率上，通過數(shù)模轉(zhuǎn)換形成所述下行模擬中頻信號，送給星地射頻發(fā)射通道以發(fā)射。
4.一種微納衛(wèi)星測控通信一體化收發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，包括收發(fā)端，用于收發(fā)射頻信號，包括星地接收天線、星地發(fā)射天線；射頻前端模塊，包括星地射頻模塊，用于完成主衛(wèi)星與地面之間的信號傳輸；包括星地射頻接收通道，用于對接收的射頻信號進(jìn)行模擬降頻處理形成上行模擬中頻信號；星地射頻發(fā)射通道，用于對接收的射頻信號進(jìn)行模擬增頻處理形成下行模擬中頻信號；中頻基帶信號處理模塊，用于對接收的所述中頻信號完成模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字變頻和數(shù)字調(diào)制解調(diào)；包括上行信號處理模塊，通過對上行數(shù)字中頻信號的處理完成地面對衛(wèi)星的遙控和上行數(shù)據(jù)的傳輸；對接收的來自所述星地射頻接收通道的所述上行模擬中頻信號進(jìn)行模數(shù)變換形成所述上行數(shù)字中頻信號，經(jīng)數(shù)字降頻并分成兩路，一路通過上行信道進(jìn)行QPSK解調(diào)、信道解碼和協(xié)議處理得到上行數(shù)傳數(shù)據(jù)，經(jīng)接口交由星載計(jì)算機(jī)處理，完成地面到衛(wèi)星的數(shù)傳；另一路通過PM解調(diào)得到測控視頻信號，對所述測控視頻信號進(jìn)行測距音濾波和BPSK解調(diào)后分別得到側(cè)音信號和上行PCM遙控幀，將所述側(cè)音信號送至下行信道，與PCM/PSK遙測信號合成下行PM調(diào)制信號；將所述上行PCM遙控幀經(jīng)過協(xié)議處理轉(zhuǎn)換成遙控指令，經(jīng)接口送至星載計(jì)算機(jī)完成遙控；下行信號處理模塊，通過對下行數(shù)字中頻信號的處理完成衛(wèi)星對地面的遙測和下行數(shù)據(jù)傳輸；通過接口從星載計(jì)算機(jī)和存儲單元獲得兩路數(shù)據(jù)；一路數(shù)據(jù)是下行PCM遙測幀，對所述下行PCM遙測幀進(jìn)行下行遙測信道格式編排、信道編碼及BPSK調(diào)制，形成所述PCM/PSK 遙測信號，與所述側(cè)音信號合并后，再進(jìn)行下行測控載波PM調(diào)制，形成下行測控信道已調(diào)信號；另一路數(shù)據(jù)是下行數(shù)傳幀，所述下行數(shù)傳幀經(jīng)過下行數(shù)傳信道格式編排、下行數(shù)傳載波QPSK調(diào)制，形成下行數(shù)傳信道已調(diào)信號；合并所述下行測控信道已調(diào)信號和所述下行數(shù)傳信道已調(diào)信號，經(jīng)插值濾波，數(shù)字增頻形成下行數(shù)字中頻信號；將所述下行數(shù)字中頻信號通過數(shù)模轉(zhuǎn)換形成下行模擬中頻信號送入星地射頻發(fā)射通道。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微納衛(wèi)星測控通信一體化收發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，所述上行信號處理模塊包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于對接收來自所述星地射頻接收通道的所述上行模擬中頻信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換形成上行數(shù)字中頻信號；下變頻器，用于對所述上行數(shù)字中頻信號進(jìn)行降頻處理形成上行數(shù)字降頻信號；通信解調(diào)模塊，對所述上行數(shù)字降頻信號進(jìn)行QPSK解調(diào)形成上行數(shù)傳信令幀，輸送至上行協(xié)議處理模塊；遙控解調(diào)模塊，對所述上行數(shù)字降頻信號進(jìn)行PM解調(diào)形成所述測控視頻信號，對所述測控視頻信號進(jìn)行測距音濾波和BPSK解調(diào)后分別得所述側(cè)音信號和所述上行PCM遙控幀， 將所述上行PCM遙控幀傳遞至上行協(xié)議處理模塊；所述上行協(xié)議處理模塊，用于將接收的所述上行PCM遙控幀進(jìn)行處理，提取遙控指令給星載計(jì)算機(jī)；并將接收的上行數(shù)傳信令幀進(jìn)行處理，提取上行數(shù)傳數(shù)據(jù)給所述星載計(jì)算機(jī)；控制模塊，用于由所述星載計(jì)算機(jī)根據(jù)所述遙控指令反饋到所述控制模塊的控制信號控制所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，下變頻器，通信解調(diào)模塊，遙控解調(diào)模塊，上行協(xié)議處理模塊的動作；上行接口模塊，用于連接所述星載計(jì)算機(jī)、存儲單元、上行協(xié)議處理模塊及控制模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微納衛(wèi)星測控通信一體化收發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器由模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片和中頻濾波器組成；所述通信解調(diào)模塊包括QPSK解調(diào)模塊，用于對所述上行數(shù)字降頻信號號通過載波捕獲跟蹤、時(shí)間同步、判決， 回復(fù)出上行數(shù)傳信令幀； 所述遙控解調(diào)模塊包括PM解調(diào)模塊，用于對所述上行數(shù)字降頻信號進(jìn)行捕獲跟蹤，數(shù)字域解調(diào)，提取所述測控視頻信號，對該測控視頻信號進(jìn)行測距音濾波處理得所述側(cè)音信號和PCM/PSK遙控信號；BPSK解調(diào)模塊，對所述PCM/PSK遙控信號載波同步、時(shí)間同步、判決，回復(fù)出經(jīng)過信道編碼的所述上行PCM遙控幀； 所述上行協(xié)議處理模塊包括第一協(xié)議處理模塊，用于對經(jīng)過信道編碼的所述上行PCM遙控幀進(jìn)行信道解碼通信格式剝離處理得遙控指令，從所述遙控指令中提取直接開關(guān)遙控指令，送至電源系統(tǒng)，并通過接口將所述遙控指令送至星載計(jì)算機(jī)；用于對所述上行數(shù)傳信令幀進(jìn)行信道解碼通信格式剝離，提取上行數(shù)傳數(shù)據(jù)送至存儲單元；第一數(shù)據(jù)通信接口，用于連接所述QPSK解調(diào)模塊； 實(shí)時(shí)遙控接口，用于連接所述BPSK解調(diào)模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微納衛(wèi)星測控通信一體化收發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，所述下行信號處理模塊包括下行接口模塊，用于連接星載計(jì)算機(jī)、存儲單元、下行協(xié)議處理模塊； 下行協(xié)議處理模塊，用于將接收的來自于所述星載計(jì)算機(jī)的所述下行PCM遙測幀進(jìn)行處理轉(zhuǎn)發(fā)至遙測調(diào)制模塊；將接收的來自于所述存儲單元的所述下行數(shù)傳幀進(jìn)行處理發(fā)送至所述通信調(diào)制模塊；所述遙測調(diào)制模塊，用于對接收到的經(jīng)過下行協(xié)議處理的所述下行PCM遙測幀進(jìn)行 BPSK調(diào)制到實(shí)時(shí)遙測副載波上，并與從所述測控視頻信號分離出的側(cè)音信號合并，經(jīng)PM調(diào)制到下行測控載波上；通信調(diào)制模塊，用于對接收到的經(jīng)過下行協(xié)議處理的所述下行數(shù)傳幀進(jìn)行QPSK調(diào)制到下行數(shù)傳載波上；合并所述下行測控載波與下行數(shù)傳載波，并經(jīng)插值濾波形成下行數(shù)字增頻信號；上變頻器，用于對所述下行數(shù)字增頻信號進(jìn)行增頻處理形成所述下行數(shù)字中頻信號； 數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于對接收的下行數(shù)字中頻信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換形成下行模擬中頻信號發(fā)送至星地射頻發(fā)射通道。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微納衛(wèi)星測控通信一體化收發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器由數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片和中頻濾波器組成； 所述下行協(xié)議處理模塊包括第二協(xié)議處理模塊，用于接收來自所述星載計(jì)算機(jī)的所述下行PCM遙測幀，進(jìn)行下行遙測信道格式編排、信道編碼后通過所述實(shí)時(shí)遙測接口發(fā)送至所述BPSK調(diào)制模塊；用于接收所述存儲單元的所述下行數(shù)傳幀，進(jìn)行下行數(shù)傳信道格式編排、信道編碼后通過所述第二數(shù)據(jù)通信接口轉(zhuǎn)發(fā)至QPSK調(diào)制模塊；第二數(shù)據(jù)通信接口，用于連接所述QPSK調(diào)制模塊； 實(shí)時(shí)遙測接口，用于連接BPSK調(diào)制模塊； 所述遙測調(diào)制模塊包括BPSK調(diào)制模塊；用于對所述第二協(xié)議處理器發(fā)送的經(jīng)過下行協(xié)議處理的所述下行PCM 遙測幀進(jìn)行BPSK調(diào)制得到PCM/PSK遙測信號，對所述PCM/PSK遙測信號和所述側(cè)音信號進(jìn)行數(shù)字合成；PM調(diào)制模塊；用于將上述數(shù)字合成后形成的數(shù)字信號經(jīng)PM調(diào)制到4MHz的所述下行測控載波上；所述通信調(diào)制模塊包括QPSK調(diào)制模塊，用于對所述第二協(xié)議處理器發(fā)送的所述經(jīng)過下行協(xié)議處理的下行數(shù)傳幀進(jìn)行QPSK調(diào)制到6MHz的所述下行數(shù)傳載波上；并將所述下行測控載波與下行數(shù)傳載波經(jīng)過合路，完成插值濾波送至所述數(shù)模芯片。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微納衛(wèi)星測控通信一體化收發(fā)系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法。包括1)上行信號處理；11)接收射頻信號處理得模擬中頻信號；12)對模擬中頻信號模數(shù)變換、數(shù)字降頻分成兩路，一路經(jīng)QPSK解調(diào)和上行協(xié)議處理交給星載計(jì)算機(jī)，完成上行數(shù)傳；另一路經(jīng)PM解調(diào)得側(cè)音信號和PSK遙控信號，將PSK遙控信號BPSK解調(diào)轉(zhuǎn)換成遙控指令送至星載計(jì)算機(jī)完成遙控；2)下行信號處理；21)從星載計(jì)算機(jī)和存儲單元獲得兩路數(shù)據(jù)；一路數(shù)據(jù)經(jīng)下行協(xié)議處理和BPSK調(diào)制并與側(cè)音信號合并后對下行測控載波PM調(diào)制，與經(jīng)下行協(xié)議處理、QPSK調(diào)制后的另一路數(shù)據(jù)合并處理送入星地射頻發(fā)射通道；22)轉(zhuǎn)換成射頻信號完成遙測和下行數(shù)傳。
文檔編號H04B7/185GK102333057SQ201110137709
公開日2012年1月25日 申請日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月25日
發(fā)明者盧詠, 唐樹元, 張軍, 張濤, 蒯瀟 申請人:北京航空航天大學(xué)