[發明專利]高動態衛星信道模擬器

有效

• 申請號: 201210279446.3
• 申請日: 2012-08-08
• 公開（公告）號: CN102932072A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 陳超;楊占昕;徐偉掌;李正祥;盧起斌;鄧綸暉
• 申請（專利權）人: 中國傳媒大學
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種高動態衛星信道模擬器，其特征在于，它由信道參數生成單元、信道模擬單元和射頻單元構成；

所述信道參數生成單元，由計算機和高動態衛星信道仿真軟件組成，所述衛星信道仿真軟件，包括用戶界面、信道參數生成模塊和數據傳輸模塊構成，其中：用戶界面用于配置衛星信道模型、通信頻點、軌道參數、終端參數和環境參數，信道參數生成模塊根據上述配置進行仿真，生成衛星在軌道運行中與地面接收終端之間的信道參數，數據傳輸模塊把通過以太網口把信道參數傳給信道模擬單元；

所述衛星信道模型為瑞利信道、萊斯信道、C.Loo模型、Corazza模型和Lutz模型的一種，所述通信頻點為L波段和X波段內的任意一個頻點，所述軌道參數包括軌道半長軸、軌道偏心率、軌道傾角、升交點赤經、近地點幅角、真近點角，所述終端參數包括經度、緯度、運行速度，所述環境參數包括城市密集區域、郊區較空曠區域、鄉村開闊區域；所述信道參數包括衛星在高速運動狀態下產生的多普勒頻移、由于反射或折射產生的多徑衰落和高斯白噪聲信噪比，其中多徑衰落包括多徑數量、每路多徑延時和每路多徑衰落；

所述信道模擬單元，包括帶通采樣模塊、降采樣模塊、多普勒頻移模塊、多徑衰落模塊、功率檢測模塊、白噪聲模塊、以太網接收模塊、插值模塊、中頻調制模塊，其中：帶通采樣模塊用于采集衛星中頻設備輸出的中頻信號，把中頻信號下變頻到基帶信號，降采樣模塊用于降低基帶信號的數據率，多普勒頻移模塊用于對基帶信號加載多普勒頻移參數，多徑衰落模塊用于加載多徑參數，功率檢測模塊用于檢測基帶信號功率，白噪聲模塊根據信號功和高斯白噪聲信噪比生成限帶白噪聲，以太網模塊用于接收信道參數生成單元所傳遞的信道參數，插值模塊把加載過信道參數的基帶信號調整到高的數據率，中頻調制模塊用于把基帶信號調制到原中頻；

所述射頻單元，用于把中頻信號調制到L波段或X波段的任意頻點。

2.根據權利要求1所述信道模擬單元，其特征在于，包括外部機箱和內部的ARM控制板卡、實時信號處理板卡和DA轉換板卡；所述機箱前面板上有電源開關及插座、以太網口、BNC中頻輸入接口和BNC中頻輸出接口；所述ARM控制板卡，包括ARM芯片、液晶屏接口、以太網接口、USB鼠標接口、ROM、IIC接口和SPI接口；所述實時信號處理板卡包括FPGA主芯片EP4CE115、電源電路、SMA時鐘輸入接口、IIC接口和SPI接口、SRAM芯片IS61WV102416BLL、AD芯片AD9254和LVDS數據接口；所述DA轉換板卡，包括FPGA芯片EP3C16E114C7、DA芯片AD9779A、時鐘電路、IIC接口、SMA時鐘輸出接口、LVDS數據接口和電源保護電路。

3.根據權利要求1和2所述信道模擬單元，其特征在于，所述中頻信號下變頻到基帶信號的過程，通過帶通采樣可完成30兆中頻或者70兆中頻的下變頻，實時信號板處理卡通過AD采集芯片，把模擬中頻信號采集到FPGA芯片中。

4.根據權利要求1和2所述的信道模擬單元，其特征在于，信道參數生成單元通過以太網口，把多徑衰落下載到ARM控制板卡上，再由ARM控制板通過SPI接口把多徑衰落下載到實時信號處理板卡；FPGA主芯片根據多徑衰落中的每路多徑延時，對多信號進行延時處理，每路多徑延時可分為粗延時和細延時兩部分，其中：粗延時是把基帶信號存入SRAM中，通過控制數據的讀寫地址來完成對基帶信號的時延控制，細延時是為了滿足更精確的時延步進，通過多相濾波器來滿足一個時鐘周期內的延時調整。

5.根據權利要求1和2所述信道模擬單元，信道參數生成單元通過以太網口，把多普勒頻移和高斯白噪聲信噪比下載到ARM控制板上，再由ARM控制板通過SPI接口把多普勒頻移和高斯白噪聲信噪比下載到實時信號處理板卡；根據多普勒頻移，對信號進行頻移處理；根據基帶信號的功率和高斯白噪聲信噪比計算出白噪聲功率，再根據白噪聲功率生成限帶白噪聲與多徑衰落模塊處理后的信號疊加，完成白噪聲處理。

6.根據權利要求1和2所述信道模擬單元，其特征在于，實時信號處理板把加載過信道參數的基帶信號，通過LVDS數據接口，傳遞給DA轉換板卡，DA轉換板卡首先對基帶信號進行插值處理，然后把插值后的數據通過DA芯片調制到原30兆或者70兆中頻上。

7.根據權利要求1所述射頻單元，其特征在于，射頻單元包括外部機箱和內部射頻處理板卡；所述機箱面板上有BNC中頻輸入接口和BNC射頻輸出接口以及電源接口；射頻處理板卡把輸入的中頻信號調節到L波段、X波段任意頻點。