號處理)的可編程平臺，能夠?qū)崿F(xiàn)靈活的編碼、編碼成幀、成形/匹配濾波、多種信號調(diào)制模式處理等功能，小型工控機(jī)平臺包括系統(tǒng)硬盤、PC1-E插槽、CPU芯片、計(jì)算機(jī)平臺、網(wǎng)卡、供電模塊。
[0036]本發(fā)明提供的便攜式雙通道測試調(diào)制設(shè)備采用主板加底板式的小型工控機(jī)平臺，系統(tǒng)硬盤采用RAID (RAID:Redundant Array of Independent Disk，獨(dú)立冗余磁盤陣列)盤陣的固態(tài)硬盤；PC1-E插槽，與CPU芯片相連，為便攜式雙通道測試調(diào)制設(shè)備提供與外接設(shè)備的海量數(shù)據(jù)傳輸通道；網(wǎng)卡，用于網(wǎng)絡(luò)通訊；供電模塊，用于向主板加底板的小型工控機(jī)平臺提供電源。
[0037]也就是說，便攜式雙通道測試調(diào)制設(shè)備采用主板加底板式的小型工控機(jī)架構(gòu)，系統(tǒng)硬盤采用固態(tài)硬盤，數(shù)據(jù)硬盤采用RAID盤陣，并對插卡作了加固處理，對磁盤作減震處理，以保證調(diào)制設(shè)備在使用和運(yùn)輸過程中的穩(wěn)定性和可靠性。
[0038]PC1-E插槽直接連接CPU芯片，可支持2GBps+2GBps的數(shù)據(jù)流量，為便攜式雙通道測試調(diào)制設(shè)備提供與外接設(shè)備的海量數(shù)據(jù)傳輸通道。企業(yè)級的系統(tǒng)硬盤、服務(wù)器級的電源，硬盤還提供減振安裝支持，多種措施保證平臺的可靠性。
[0039]計(jì)算機(jī)平臺支持持續(xù)總速率達(dá)2000Mbps的本地基帶數(shù)據(jù)文件播發(fā)，調(diào)制單元(在計(jì)算機(jī)平臺控制下進(jìn)行信號調(diào)制的調(diào)制數(shù)字信號處理卡和調(diào)制模擬信號處理卡)支持自主的數(shù)據(jù)播發(fā)和調(diào)制，二者配合可實(shí)現(xiàn)板載數(shù)據(jù)/PN7/PN10/PN11/PN15/PN23/PN31偽隨機(jī)數(shù)據(jù)或真實(shí)遙感數(shù)據(jù)的仿真輸出與調(diào)制處理，在19吋1/4寬度的4U機(jī)柜(4U 19英寸機(jī)箱是整機(jī)體積尺寸)單元內(nèi)實(shí)現(xiàn)兩通道的基帶數(shù)據(jù)播發(fā)與調(diào)制的一體化。
[0040]在本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施例中，便攜式雙通道測試調(diào)制設(shè)備的小型工控機(jī)平臺采用便攜式的只相當(dāng)于“標(biāo)準(zhǔn)19英寸機(jī)柜的1/4寬5U”的工控機(jī)，即寬IllmmX高212mmX深420mm。完整安裝2塊通道調(diào)制卡的重量為6.9Kg，安裝2塊通道調(diào)制卡后的小型工控機(jī)平臺的重量為6.9Kg，并配雙肩背包可便攜(攜帶主機(jī)、鍵盤和鼠標(biāo))。
[0041]小型工控機(jī)平臺配8.4吋800*600顯示器，其重量為小于500g，耗電小于600mAi5Vo鍵盤和鼠標(biāo)為無線超薄套裝，鍵盤的重量小于300g，鼠標(biāo)的重量小于10g ;該設(shè)備在保證高性能(包括可擴(kuò)展性)的同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的便攜性，很大程度上能夠方便戶外標(biāo)校塔測試工作的開展。
[0042]也就是說，在通過標(biāo)校塔對衛(wèi)星接收系統(tǒng)進(jìn)行測試的過程中，標(biāo)校塔一般在數(shù)公里甚至十幾公里的空曠野外，但是現(xiàn)有的調(diào)制設(shè)備的機(jī)體一般為標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器架構(gòu)，粗大笨重，給野外搬運(yùn)與測量帶來諸多便。本發(fā)明提供的便攜式雙通道測試調(diào)制設(shè)備采用便攜式設(shè)計(jì)，充分考慮上述的工作需求，操作簡便、體積小、重量輕，單人背包便可實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)。
[0043]在本發(fā)明中，具有多種調(diào)制體制和高效編碼的便攜式雙通道測試調(diào)制設(shè)備與X、Ka頻段上變頻器配合可實(shí)現(xiàn)X/Ka頻段衛(wèi)星信號的模擬，并可用于遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)的調(diào)試和測試。同時(shí)該設(shè)備可以輸出1.2GHz和1.5GHz中頻信號，直接對不同輸入中頻的解調(diào)設(shè)備的各項(xiàng)功能和性能指標(biāo)進(jìn)行測試。此外，雙通道測試調(diào)制設(shè)備可模擬雙極化的兩路信號，用于雙極化頻率復(fù)用系統(tǒng)的調(diào)試和性能測試。為了具體說明便攜式雙通道測試調(diào)制設(shè)備的功能，圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的便攜式雙通道測試調(diào)制設(shè)備功能流程。
[0044]在圖2所示的實(shí)施例中，便攜式雙通道測試調(diào)制設(shè)備根據(jù)測試需要，在遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)配置下對“衛(wèi)星數(shù)據(jù)、偽隨機(jī)數(shù)據(jù)、板載數(shù)據(jù)和外部輸入數(shù)據(jù)”按照CCSDS-AOS(CCSDS:Consultative Committee for Space Data Systems，國際空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會；AOS:Advanced Orbiting System，高級在軌數(shù)據(jù)系統(tǒng))標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打包、加擾碼以及星座映射或LDPC(LDPC:Low Density Parity Check Code，低密度奇偶校驗(yàn)碼)編碼，然后經(jīng)過Viterbi (譯碼器)卷積編碼(根據(jù)實(shí)際情況也可以不進(jìn)行卷積編碼)及差分編碼后，再載波生成及信號調(diào)制，實(shí)現(xiàn)各種模式的信號調(diào)制、輸出電平控制(具體是指程控衰減與數(shù)字衰減)及Doppler頻移仿真(可選)；然后與噪聲源(可選)進(jìn)行混合，最后輸出1.2GHz和1.5GHz兩種中頻調(diào)制信號。
[0045]在上述便攜式雙通道測試調(diào)制設(shè)備功能流程中，便攜式雙通道測試調(diào)制設(shè)備通過調(diào)制數(shù)字信號處理單元和調(diào)制模擬信號處理板單元對上述各種數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最后輸出1.2GHz和1.5GHz兩路中頻信號。
[0046]為了詳細(xì)說明調(diào)制數(shù)據(jù)信號處理板卡的原理，圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的調(diào)制數(shù)據(jù)信號處理板卡邏輯結(jié)構(gòu)。
[0047]如圖3所示，調(diào)制數(shù)字信號處理板卡通過PC1-E總線與主控制平臺連接。在FPGA+DSP主控制平臺上采用4.0Gsps的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)中頻的全數(shù)字化，軟件無線電的較高水平。調(diào)制數(shù)字信號處理板卡的信號主鏈路由FPGA、數(shù)據(jù)選擇(ECL(Emitter-Coupled Logic，發(fā)射極親合邏輯)數(shù)據(jù)、大尺寸衛(wèi)星/測試數(shù)據(jù)、內(nèi)部的偽隨機(jī)數(shù)據(jù)、板卡內(nèi)部512MB的測試循環(huán)播發(fā)數(shù)據(jù))、編碼成幀、星座映射、成形濾波或LPF(Low Pass Filter，低通濾波器)、重采樣、調(diào)制、Doppler頻移仿真、數(shù)字衰減、4GspsDAC(數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換)、差分LPF等模塊組成，在小型工控機(jī)平臺的控制下實(shí)現(xiàn)1.2GHz和1.5GHz信號的調(diào)制輸出。
[0048]具體地，調(diào)制數(shù)字信號處理板卡包括:數(shù)據(jù)選擇模塊，用于對衛(wèi)星原始數(shù)據(jù)、偽隨機(jī)數(shù)據(jù)、板載數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇輸出，其中，前兩者存貯在系統(tǒng)固態(tài)硬盤中，板載數(shù)據(jù)存貯在調(diào)制數(shù)字處理板卡的SDRAM中，外部數(shù)據(jù)則來自外部ECL信號輸入。數(shù)據(jù)傳輸管理模塊，用于將衛(wèi)星原始數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)選擇模塊；偽隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)生器，用于將偽隨機(jī)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)選擇模塊；編碼成幀模塊，用于對數(shù)據(jù)選擇模塊選擇輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼成幀，其中的編碼包括LDPC/RS編碼、卷積編碼、差分編碼等方式；星座映射模塊，用于對編碼成幀模塊編碼成幀的數(shù)據(jù)進(jìn)行星座映射，生成數(shù)字序列；成形濾波模塊，用于對星座映射模塊生成的數(shù)字序列進(jìn)行濾波，成形脈沖序列；重采樣模塊，用于對成形濾波模塊的脈沖序列進(jìn)行重新采樣；數(shù)字控制振蕩器，用于在Doppler頻移仿真模塊控制下輸出Doppler頻移時(shí)鐘，配合其他模塊實(shí)現(xiàn)Doppler頻移仿真；調(diào)制模塊，用于對重采樣模塊重新采用產(chǎn)生的信號以及Doppler頻移仿真的信號進(jìn)行數(shù)字化調(diào)制，調(diào)制模式包括BPSK、QPSK, S/0QPSK、8PSK、16QAM、332APSK ;數(shù)字衰減模塊，用于對調(diào)制模塊進(jìn)行數(shù)字化調(diào)制后產(chǎn)生的信號進(jìn)行數(shù)字衰減；數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊(DAC模塊)，用于對數(shù)字衰減模塊進(jìn)行數(shù)字衰減所產(chǎn)生的信號以及時(shí)鐘信號進(jìn)行數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換；差分低通濾波模塊，用于對數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的信號進(jìn)行差分低通濾波，輸出數(shù)字調(diào)制信號，并將輸出的數(shù)字調(diào)制信號傳輸給調(diào)制模擬信號處理單元；監(jiān)控配置模塊，用于接受本地/網(wǎng)絡(luò)配置指令對各模塊單元進(jìn)行參數(shù)配置，監(jiān)控調(diào)制數(shù)字信號處理板卡中所有模塊的工作狀態(tài)。
[0049]在圖3的實(shí)施例中，調(diào)制數(shù)字信號處理板卡的數(shù)字信號調(diào)制處理過程:在小型工控機(jī)平臺控制下對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼成幀(CCSDAS-AOS、RS (輻射抗干擾)、LDPC)、卷積編碼、差分編碼、星座映射、多種調(diào)制模式(BPSK、QPSK, S/0QPSK、8PSK、16QAM、332APSK)、成形濾波、重采樣、數(shù)字化調(diào)制和數(shù)字衰減，最后通過DAC(數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換)實(shí)現(xiàn)模擬信號輸出。NCO(數(shù)字控制振蕩器)在Doppler模塊的控制下輸出Doppler頻移時(shí)鐘，配合其他模塊實(shí)現(xiàn)了 Doppler頻移仿真。
[0050]其中，調(diào)制模塊在重采樣模塊進(jìn)行重新采樣所產(chǎn)生的信號以及Doppler頻移仿真的信號進(jìn)行數(shù)字化調(diào)制的過程中，主板加底板式的小型工控機(jī)平臺的FPGA輸出40路的1、Q路信號，與40路經(jīng)過Doppler頻移仿真后的信號，在調(diào)制模塊中相乘，輸出20路的并行信號，以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化調(diào)制。
[0051]為了詳細(xì)說明調(diào)制模擬信號處理板單元的原理，調(diào)制模擬信號處理單元包括兩塊不同中頻頻點(diǎn)的調(diào)制模擬信號處理板卡，圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的調(diào)制模