[发明专利]适应多场景的分布式宽带通信星座地面试验验证系统

权利要求书

1.一种适应多场景的分布式宽带通信星座地面试验验证系统，其特征在于，包括环境信道模拟分系统及其他分系统，其中：

各个分系统在不同地域部署时，配套环境信道模拟分系统对真实的接收信号进行模拟；

各个分系统之间通过共视接收机进行各个分系统之间的时间同步；

各个分系统将发射信号的数字中频信号直接通过光纤传输到接收端的环境信道模拟分系统，并通过接收端的环境信道模拟分系统模拟真实信号的时延和动态；同时，环境信道模拟分系统通过高阶滤波器对数字中频信号进行滤波，以模拟真实环境中的信号失真，并通过数模变换和射频信号上变频生成真实的射频信号；

所述其他分系统包括用户接入模拟分系统、通信卫星模拟分系统、运行模拟分系统、效能评估分系统、地面运控模拟分系统及地面测控模拟分系统，各个分系统之间通过光纤连接进行通信；

所述运行模拟分系统作为整个地面试验验证系统的控制中枢，进行系统运行场景的生成、模拟和控制；

所述运行模拟分系统包括运行状态配置及路由模块、虚拟卫星模块、虚拟地面站模块及接口通信模块；

所述运行状态配置及路由模块进行卫星数量设定、运行状态配置、轨道状态模拟、星座星间路由模拟、信道时延模拟、运行控制模拟；

其中，所述信道时延模拟根据轨道状态模拟及星座星间路由模拟计算信道距离，根据信道距离及轨道状态模拟计算信道时延和信号多普勒动态；

所述虚拟卫星模块根据所述运行状态配置进行虚拟卫星的模拟，模拟真实卫星进行接收信号处理并生成所需要的数字信号；

所述虚拟地面站模块模拟地面站信号处理过程及信息生成过程；

所述接口通信模块完成运行模拟分系统与其他分系统之间的通信；

所述通信卫星模拟分系统进行卫星状态的物理真实模拟；

所述通信卫星模拟分系统包括接口通信模块、多总线验证模块、平台综合处理模块、载荷综合处理模块、射频处理模块、机构控制仿真模块、仿真验证模块及抗辐照验证模块，进行真实卫星平台运行及信号处理模拟、载荷运行及信号处理模拟，并作为通信卫星新算法的仿真验证平台、应用通用的低等级芯片抗辐照算法的验证平台；

所述通信卫星模拟分系统在单机层面采用插卡式设计；

在单机层面，采用机箱和板卡插卡式设计，机箱提供供电和控制信号传输；

采用射频通道与信号处理板卡分拆的设计，当验证新的频点或者新的体制时，更换相对应的射频通道或者信号处理板卡；

当原理验证完毕后，将最后星上单机的实际电路板设计成板卡形式更换相对应的板卡，在更换替代最小化的原则下保证系统的真实性；

所述通信卫星模拟分系统的板卡层面采用子母板的模块化设计；

板卡作为母板按照最大化原则设计插槽，不同型号的FPGA和CPU焊接在子板；子板通过插槽连接到母板上；

当需要更换FPGA或CPU进行新体制或新技术验证时，仅需更换FPGA或CPU相应的子板。

2.如权利要求1所述的适应多场景的分布式宽带通信星座地面试验验证系统，其特征在于，所述用户接入模拟分系统用于模拟地面用户的随机接入模式；

所述用户接入模拟分系统包括用户模式控制模块、数字信号生成模块及接口通信模块；

所述用户模式控制模块进行用户位置和用户接入行为的模拟，根据需求设定用户数量和用户位置，用户接入模式包括随机接入及定时循环接入；

所述数字信号生成模块生成数字信号；

所述接口通信模块用于与其他分系统通信，以保持模拟的实时性；

所述用户接入模拟分系统采用GPU实现用户控制算法和数字信号生成算法的运行环境。

3.如权利要求1所述的适应多场景的分布式宽带通信星座地面试验验证系统，其特征在于，所述环境信道模拟分系统作为各个分系统进行信号交互和信息交互的媒介，根据真实的信道特性进行信号失真的模拟；

所述环境信道模拟分系统根据真实信道的群时延特性，利用高阶数字滤波器对接收的数字中频信号进行滤波处理，经过数模变换生成模拟真实信道特性的模拟信号；

所述数字中频信号由所述运行模拟分系统发送。