鸿雁低轨通信卫星信号发射方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110460368A(43)申请公布日2019.11.15(21)申请号201910664896.6(22)申请日2019.07.23(71)申请人西安航天恒星科技实业（集团）有限公司地址710061陕西省西安市长安区航天基地东长安街504号A1楼220室(72)发明人张伟伟屈江峰郭保稳刘晓旭(74)专利代理机构西安新思维专利商标事务所有限公司61114代理人李罡(51)Int.Cl.H04B7/185(2006.01)H04L1/00(2006.01)H04L29/06(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图4页(54)发明名称鸿雁低轨通信卫星信号发射方法(57)摘要本发明涉及一种鸿雁低轨通信卫星信号发射方法，基于FPGA+ARM架构硬件，依据鸿雁用户链路空口协议，对用户通信电文依次进行加扰、LDPC编码、组帧、基带成型、调制及DAC转换，然后上变频至射频频点，并进行功率放大，最后通过天线发射给卫星。该方法适应多种不同的数据速率，可以根据数据速率自适应调整发射信号功率；此外，由于低轨卫星相对地面运行速度快，造成的多普勒较大，本发明能对多普勒进行了补偿，保证卫星接收口面频率准确度。CN110460368ACN110460368A权利要求书1/2页1.鸿雁低轨通信卫星信号发射方法，其特征在于：基于FPGA+ARM架构硬件，依据鸿雁用户链路空口协议，对用户通信电文依次进行加扰、LDPC编码、组帧、基带成型、调制及DAC转换，然后上变频至射频频点，并进行功率放大，最后通过天线发射给卫星。2.根据权利要求1所述的鸿雁低轨通信卫星信号发射方法，其特征在于：FPGA+ARM架构硬件包括ARM处理器、FPGA处理器、DAC转换器、射频通道和天线；ARM处理器通过串口接收用户要发送的通信电文，通过串口任务解析后，按照鸿雁链路层协议进行组包，发送给FPGA处理器，同时将工作模式、数据速率、发射数据长度发送给FPGA处理器；FPGA处理器对通信电文进行加扰、LDPC编码、组帧、基带成型及调制，将数字调制信号发送至DAC转换器；DAC转换器完成信号的模数转换，将模拟中频信号发送至射频通道；射频通道将中频信号上变频至L频段，并进行功率放大后发送至天线；天线将L频段信号发送至卫星。3.根据权利要求2所述的鸿雁低轨通信卫星信号发射方法，其特征在于：FPGA处理器将接收多普勒发送给ARM，ARM处理器进行发射频率补偿值计算，反馈给FPGA处理器。4.根据权利要求3所述的鸿雁低轨通信卫星信号发射方法，其特征在于：用户待发射数据通过串口输入至ARM处理器，首先进行数据的CRC校验，然后进行串口协议解析。5.根据权利要求4所述的鸿雁低轨通信卫星信号发射方法，其特征在于：FPGA处理器收到ARM处理器发射申请后打开功放，接收ARM处理器组包后的发射数据，缓存入RAM1，RAM1存储结束后进行数据加扰，加扰后的数据缓存入RAM2中，然后对RAM2中的数据进行LDPC编码，编码后的数据分为I、Q两路缓存入RAM3和RAM4，同时帧头和帧尾也缓存入RAM3和RAM4，然后对RAM3和RAM4中的数据进行DQPSK映射，再经过基带成型滤波器和低通滤波器，后与中频载波进行调制，生成数字调制信号发射出去，发射完毕后关闭功放。6.根据权利要求5所述的鸿雁低轨通信卫星信号发射方法，其特征在于：多普勒频率补偿的具体步骤为：首先ARM处理器采用滑窗方法对接收多普勒进行平滑，然后根据接收和发射频率比值进行尺度变换，获得发射频率应补偿的多普勒值，将该值写给FPGA处理器，FPGA处理器利用该值补偿发射载波NCO的频率控制字，获得实际的发射频率，通过DDS生成sin和cos调制载波，然后和基带成型后的发射数据进行调制，送至DAC进行数模转换后获得模拟中频信号。7.根据权利要求6所述的鸿雁低轨通信卫星信号发射方法，其特征在于：射频通道对信号的处理具体为：模拟中频信号进入射频通道后首先进行功率调整和滤波，抑制带外干扰，然后与本振进行混频，将中频信号上变频至L频段，经放大和滤波后滤除高频分量，并进行镜频抑制，再经过数控衰减器和放大器，控制进入功放的信号功率，实现发射功率控制。8.根据权利要求7所述的鸿雁低轨通信卫星信号发射方法，其特征在于：功放采用多级级联放大器。2CN110460368A权利要求书2/2页9.根据权利要求8所述的鸿雁低轨通信卫星信号发射方法，其特征在于：天线采用微带天线，接收和发射两层一体，并采用双馈提高轴比性能。3CN110460368A说明书1/4页鸿雁低轨通信卫星信号发射方法技术领域[0001]本发明涉及卫星通信技术领域，具体涉及一种鸿雁低轨通信卫星信号发射方法。背景技术[0002]低轨卫