[發明專利]一種用于衛星通信系統的超低碼速率PSK解調器

有效

• 申請號: 200910089877.1
• 申請日: 2009-07-27
• 公開（公告）號: CN101640654A
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發明（設計）人: 馮文全;劉蘇瀟;朱楠;劉曦;趙琦;尹佳;陸國雷;孫樺;官秀梅;趙洪博
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04L27/22
• 分類號: H04L27/22;H04B7/185
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司
• 代理人: 王順榮;唐愛華

(一)技術領域

本發明涉及一種解調器，尤其涉及一種用于衛星通信系統的超低碼速率相 移鍵控(“相移鍵控”以下簡稱“PSK”)解調器即超低碼速率PSK解調器，該 發明屬于衛星通信技術領域。

(二)背景技術

隨著航天技術的發展，我國的深空探測戰略已經正式展開，并取得初步成 果，2007年10月，嫦娥一號月球探測衛星成功發射，并傳回了大量的月球遙 測數據，為我國利用探測太空，利用太空邁出了第一步，同時，月球探測的成 功將為我國開展深空探測奠定技術基礎。

在深空通信領域，對于數據量不大但可靠性較高的遙控數據，降低碼速率 能夠提高解調器的E_b/N₀，在相同的信道環境中獲得更高的誤碼性能，故在深 空探測任務中遙控信號常常使用較低的碼速率，由于距離太遠，接收到的信號 功率太弱，因此與其它通信系統相比，功率受限的問題更加突出，而頻帶卻并 不受限。相反，由于接收的信號功率太小，使得不允許傳輸太高的碼率，所以， 和遙感衛星的高速數傳關鍵技術相反，在深空通信中，極低碼速率遙控解調是 其關鍵技術問題。，使用極低碼速率傳送遙控信號會遇到以下問題：

(1)數據信號的譜線與載波的根部相噪重疊，甚至淹沒信號譜線而無法解調；

(2)解調鎖相環的負反饋作用，將抵消掉一部分數據信號的低端頻譜，從而使 數據信號的信噪比下降和產生波形失真，導致誤碼率加大；

(3)碼速率低時捕獲時間和載波環路裕量的矛盾較為嚴重；

(4)在碼速率極低時只有幾比特/秒，帶寬極窄，前端濾波器設計困難，無法 將前端的濾波器的帶寬設計的和碼速率帶寬匹配，為如此窄的信號設計窄 帶濾波器不現實，因此實際的前端的濾波器帶寬會遠遠大于信號帶寬，會 有較多的帶外噪聲進入解調器，在較低的信噪比時，信號的總功率不變， 但是信號的有效功率會變得很小，因此解調時信號的動態范圍會很大。

針對以上特點設計一種能夠解調超低碼速率的PSK解調器具有重要意義。

(三)發明內容

1、目的：本發明的目的是提供一種用于衛星通信系統的超低碼速率PSK 解調器，它克服了現有技術的不足，該解調器能夠完成對超低碼速率的遙控PSK 信號的解調。

2、技術方案：如圖1所示，本發明一種用于衛星通信系統的超低碼速率 PSK解調器，它由4部分組成，包括：前端模數轉換A/D?10、數字下變頻模塊 11、載波同步模塊12和位同步模塊13，按照一定的流程完成對超低碼速率的 遙控PSK信號進行解調。前端模數轉換A/D?10使用現成的產品，數字下變頻 模塊11、載波同步模塊12和位同步模塊13在現場可編程門陣列(“現場可編 程門陣列”以下簡稱“FPGA”)中實現。它們之間的連結關系是前端模數轉換 A/D?10的輸出連接到數字下變頻模塊11，數字下變頻模塊11的輸出連接到載 波同步模塊12、載波同步模塊12的輸出連接到位同步模塊13；信號走向是輸 入的信號，經過調理后進入前端模數轉換A/D?10，前端模數轉換A/D?10采樣 后的信號進入數字下變頻模塊11進行處理，經過數字下變頻模塊11處理后的 信號進入載波同步模塊12進行載波同步處理，載波同步模塊12處理后的信號 進入位同步模塊13進行位同步處理，位同步模塊13處理后輸出的信號即為解 調器的輸出。

所述的前端模數轉換A/D?10以恒定的采樣率將調理后的模擬相移鍵控即 模擬PSK信號變換為數字信號，前端模數轉換A/D?10使用現成的產品即可。