星載柔性轉發(fā)器的數字信道化器設計與實現.pdf

1、作為寬帶衛(wèi)星移動通信系統中的關鍵技術之一，數字信道化技術在不改變有效載荷結構的前提下，可以準確地提取上行鏈路信道中各個窄帶信號，經星上處理后，可重構出所需的下行鏈路信號。本文重點研究了星載柔性轉發(fā)器的數字信道化器，該數字信道化器既可實現均勻帶寬信號的交換，又可實現非均勻帶寬信號的交換，且具有簡單高效的實現結構、良好的靈活性以及較大的容量等特點。本文的主要工作如下：
　　1.給出了一種基于復指數調制濾波器組和多相分解技術的數字信道化

2、器高效實現結構，該結構可正確地完成上行鏈路信號的分路、交換和重構等星上處理操作，且實現復雜度低。
　　2.針對非均勻帶寬數字信道化器中信號重構的特殊需求，提出了一種頻率采樣法和窗函數法相結合的原型濾波器設計方法，以降低重構信號失真度及減少信道間泄漏。仿真結果表明，該方法能夠使原型濾波器獲得較大的阻帶衰減及較小的通帶拼接抖動。
　　3.搭建了一種非均勻帶寬數字信道化器的仿真模型。在不同信號調制(BPSK, QPSK和8PSK)

3、方式下，從子信道間功率泄漏、系統誤比特率和量化性能等方面，對該數字信道化器的性能進行了仿真分析。結果表明：子信道間的功率泄漏小于-90dB；當誤比特率為10-3時，與理想情況相比，該數字信道化器的性能劣化程度小于0.2dB。
　　4.設計了一種數字 AGC電路對信號幅值范圍進行壓縮。由于數字信道化器中電路交換模塊和D/A轉換模塊對輸入信號有一定的數據位寬要求，因此采用AGC技術使輸入數據穩(wěn)定在一個確定的動態(tài)范圍內，從而保證該兩個模

4、塊的正常工作。仿真結果表明：該數字AGC電路的性能滿足系統要求且對非均勻帶寬數字信道化器的性能影響較小。
　　5.完成了非均勻帶寬數字信道化器的FPGA設計及實現。首先，給出了一種非均勻帶寬數字信道化器的FPGA總體設計方案；接著，提出了一種新型的濾波器FPGA設計方法，用于降低濾波器的硬件實現復雜度；最后，對數字信道化器中各個子模塊進行了FPGA設計及實現。分析結果表明：該數字信道化器僅僅需要256個乘法器，大大降低了硬件資源的