[發明專利]一種環境信道模擬系統及方法

有效

• 申請號: 202011341548.4
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112468222B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 李光;任前義;邵豐偉;常家超;尚琳;潘曉彤;汪灝;許濤;陳樞;宮成偉;劉會杰;龔文斌
• 申請（專利權）人: 中國科學院微小衛星創新研究院;上海微小衛星工程中心
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 張瑞瑩

本發明公開一種環境信道模擬系統，包括接口通信模塊，數字信號處理模塊以及模擬信號處理模塊，其中，接口通信模塊用于接收運行模擬子系統發送的數字中頻信號和控制信號，數字信號處理模塊與接口通信模塊可通信地連接，用于數字中頻信號的預失真處理，模擬信號處理模塊與數字信號處理模塊可通信地連接，用于生成模擬射頻信號并對耦合后的射頻信號進行處理。

技術領域

本發明涉及通信衛星技術領域，特別涉及一種自適應通信信道模擬裝系統及其GPU實現方法。

背景技術

大型的衛星星座在建設前，需要建設地面試驗驗證系統進行關鍵技術驗證、體制驗證、接口驗證等多層次、多層面的驗證，為衛星星座的建設提供前期技術支撐。衛星星座建成后，需要地面試驗驗證系統作為在軌衛星故障的地面排查平臺和在軌軟件或體制更新的地面驗證平臺。

通信衛星星座地面試驗驗證系統由用戶接入模擬分系統、環境信道模擬分系統、通信衛星模擬分系統、運行模擬分系統、效能評估分系統、地面運控模擬分系統、地面測控模擬分系統等組成，其中環境信道模擬分系統主要是模擬通信衛星信道特性的功能，是通信衛星星座地面試驗驗證系統的重要組成部分之一。

傳統的環境信道模擬方法是進行固定特性的信道的仿真，無法根據實際的信道特性進行自適應的仿真，而且傳統的濾波器設計多基于FPGA 等生成，靈活差、開發成本高。

發明內容

針對現有技術中的部分或全部問題，本發明一方面提供一種環境信道模擬系統，包括：

接口通信模塊，用于接收外部控制信號以及數字中頻信號；

數字信號處理模塊，其與所述接口通信模塊可通信地連接，所述數字信號處理模塊包括：

濾波器組件，其用于接收所述數字中頻信號，并根據參數控制組件發送的參數生成濾波器，對所述數字中頻信號進行預失真處理；

特征提取組件，其用于對模擬信號處理模塊發送的信號進行特征提取，并將提取到的特征參數發送給參數控制組件；以及

參數控制組件，其用于根據所述特征參數與目標函數比較，進而優化參數，并將所述參數發送給所述濾波器組件；以及

模擬信號處理模塊，其與所述數字信號處理模塊可通信地連接，所述模擬信號處理模塊包括：

數模轉換組件，其與所述濾波器組件可通信地連接，所述數模轉換組件用于接收所述濾波器組件發送的預失真數字信號，并將其轉換為模擬信號；

上變頻組件，其與所述數模轉換組件可通信地連接，所述上變頻組件用于實現所述模擬信號的上變頻，生成射頻信號；

耦合組件，其與所述上變頻組件可通信地連接，所述耦合組件包括耦合器，用于實現所述射頻信號的耦合輸出；

衰減控制組件，其與所述耦合組件可通信地連接，所述衰減控制組件將所述耦合器輸出的一路射頻信號進行衰減后輸出；

下變頻組件，其與所述耦合組件可通信地連接，所述下變頻組件將所述耦合器輸出的另一路射頻信號進行下變頻；

模數轉換組件，其與所述下變頻組件可通信地連接，所述模數轉換組件將所述經過下變頻的射頻信號轉換成數字中頻信號，發送給所述特征提取組件。

進一步地，所述模擬信號處理模塊與所述數字信號處理模塊通過光纖連接。

進一步地，所述參數控制軟件通過粒子群算法實現參數優化。

進一步地，所述數字信號處理模塊采用GPU的流技術實現信號的特征提取、參數優化以及預失真處理。

進一步地，所述模擬信號處理模塊包括主板，所述主板包括卡槽，所述數模轉換組件、上變頻組件、下變頻組件以及模數轉換組件通過卡槽與所述主板連接。