[发明专利]一种基带数字信号编码调制一体化系统

说明书

技术领域

本发明属于空间通信领域，涉及一种星载数传发射机中完成基带信号编码、调制多功能一体化的控制技术，即本发明涉及一种基带数字信号编码调制一体化系统。

背景技术

星载数传发射机的主要任务是将有效载荷探测的科学数据及工程遥测参数进行编码、调制和放大后通过天线传输到地面接收站。目前，一些深空探测器上下行数传发射机主要采用模拟低中频调制方案。将来自有效载荷的基带数据或遥测数据完成信道编码处理后，首先调制在模拟中频上；经过中频滤波、放大等中频处理环节之后，经过上变频、射频功率放大、射频滤波等环节后送至发射天线。模拟中频调制方案需要多级变频，使得电路复杂；如果要实现不同基带信号码速率对应选择不同调制方式，控制电路复杂、灵活性较差，难以适应不同空间科学探测任务的应用需求。而且，复杂的模拟电路导致发射机的体积、重量和功耗较大，系统不能实现轻小型化。

随着软件无线电理论和半导体技术的发展，大规模的可编程数字集成芯片FPGA（现场可编程门阵列）技术得到快速发展。原本需要多个模拟分立元器件才能完成的基带信号处理功能，可在单个FPGA芯片上完成。

本发明的申请人于2012年5月的电讯技术杂志上发表了文章编号为：1001-893X（2012）05-0668-06，名称为“深空通信Ka频段数传发射机基带电路单元实现”的文章，在这篇文章中详细阐述了用于深空通信下行链路Ka频段发射机中基带数据编码调制一体化电路单元的结构和实现原理。

电路单元将来自外部的的串行输入数据转换为8位并行数据，组成RS编码所需的固定帧长。然后，由级联编码模块进行RS编码交织、同步加扰以及CC编码。实现CCSDS（the Consultative Committee for Space Data Systems）的“CCSDS131.0-B-1蓝皮书”建议的RS码为RS（255，223），交织深度可以从2到5进行选择，同步标识为“1ACFFC1D”，加扰的生成多项式为：h(x)＝x⁸+x⁷+x⁵+x³+1，CC码为（7,1/2）。最后，由外部控制指令根据数传码速率大小选择对应的调制方式。如果是低码率遥测数据，则选用调制方式为PCM/PSK/PM；较高码速率和高码率分别选择BPSK/NRZ或SRRC-QPSK调制方式。

然而，基于这篇文章所披露的技术方案在使用包络过零点的非恒包络SRRC-QPSK调制方式且功放工作于饱和状态时，会导致已调信号频谱扩展和边带抬升。目前，在空间通信中，解决饱和功放非线性效应的频带利用率较高的恒（准）包络调制方式主要有GMSK（Guassian Filterd Minimum Shift Keying）和SRRC-OQPSK两种调制方式。考虑到技术应用成熟程度和实现复杂度，本发明采用了准恒包络的SRRC-OQPSK调制方式。该调制方式的包络不过零点且起伏较小。此外，文章中对于如何更好的控制上述各种一体化的电路的协同工作并没有给出相应的技术手段，而高效的控制上述各电路单元的一体化工作也是实现一体化技术的必要技术手段。

发明内容

本发明的目的在于，为克服上述技术问题本发明体用一种基带数字信号编码调制一体化的控制方法及系统。

为实现上述目的，本发明提供了一种基带数字信号编码调制一体化的系统，该系统包含：级联编码模块、PCM/PSK/PM调制模块和BPSK/NRZ调制模块，其特征在于，所述系统还包含：用于控制所述级联编码模块、PCM/PSK/PM调制模块和BPSK/NRZ调制模块编码调制方式的控制子系统，该子系统进一步包含：

接口模块,用于实现基带数据输入输出接口功能选择，且该接口模块设置工程模式和调制模式两种输出模式，所述工程模式即数据输出模式；

第一多路器（MUX），用于从接口模块输出的两路数据中选择一路输出至后级电路，所述后级电路为级联编码模块；

SRRC-OQPSK调制模块，用于对级联编码模块编码后的信号进行SRRC-OQPSK调制，该调制模式在QPSK基础上，采用了根升余弦滤波器对IQ两路信号进行滤波并对IQ两路基带信号中的一路信号进行半个码元相对偏移；

第一数据分配器（DEMUX），用于为输入的经级联编码模块编码的信号指定一输出通道，所述输出通道分别连接SRRC-OQPSK调制模块和第二数据分配器（DEMUX），该第二数据分配器用于为输入的经级联编码模块编码的信号指定与BPSK/NRZ调制模块或PCM/PSK/PM调制模块相连的某一输出通道；