專利名稱：基于pci-e接口的衛(wèi)星通信信關(guān)站信號(hào)解調(diào)處理板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及衛(wèi)星移動(dòng)通信信號(hào)交換技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于PC1-E接口的衛(wèi)星通信信關(guān)站信號(hào)解調(diào)處理板。
背景技術(shù)：
在通信手段越來越豐富的今天，衛(wèi)星移動(dòng)通信仍然是一種有效的、可靠的通信方式。衛(wèi)星移動(dòng)通信就是地球上(包括地面和低層大氣中)的無線電通信站之間利用衛(wèi)星作為中繼而進(jìn)行的通信。衛(wèi)星通信在通信組網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)安全等方面具有其特殊的優(yōu)點(diǎn):(1)通信范圍大、距離遠(yuǎn)，只要在衛(wèi)星發(fā)射的電波所覆蓋的范圍內(nèi)，任何兩點(diǎn)之間都可以進(jìn)行通信，用戶可以在衛(wèi)星波束的覆蓋范圍內(nèi)自由移動(dòng)；(2)可靠性高，不易受陸地災(zāi)害的影響；開通電路速度快，只要設(shè)置地球信關(guān)站電路即可開通；(4)同時(shí)可在多處接收，實(shí)現(xiàn)廣播、多址通信；(5)衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)可提供話音、電報(bào)、數(shù)據(jù)，應(yīng)用范圍廣泛，適用于民用通信，也適用于軍事通信；適用于國(guó)內(nèi)通信，也可用于國(guó)際通信。基于上述特點(diǎn)，衛(wèi)星移動(dòng)通信已經(jīng)成為通信業(yè)務(wù)的一個(gè)重要發(fā)展方向，也將很長(zhǎng)一段時(shí)間成為通信業(yè)務(wù)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。衛(wèi)星通信信關(guān)站信號(hào)解調(diào)處理板是衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的重要組成部分，衛(wèi)星通信信關(guān)站信號(hào)解調(diào)處理板對(duì)衛(wèi)星發(fā)射的中頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、處理，然后輸出。隨著衛(wèi)星通信的不斷發(fā)展，信關(guān)站的信號(hào)解調(diào)處理信息不斷提高，圖像、語音和數(shù)據(jù)信息不斷的提高，需要信關(guān)站信號(hào)解調(diào)處理板處理的圖像、語音和數(shù)據(jù)信息也不斷增長(zhǎng)，開發(fā)高性能的關(guān)站信號(hào)解調(diào)處理板已經(jīng)成為亟待解決的問題?，F(xiàn)有的衛(wèi)星通信信關(guān)站信號(hào)解調(diào)處理板較多的使用PCI接口、AGP插口，傳輸速率不及PC1-E接口，已不能滿足日益增長(zhǎng)的信息傳輸速率要求
實(shí)用新型內(nèi)容
`本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于PC1-E接口的衛(wèi)星通信信關(guān)站信號(hào)解調(diào)處理板，該信號(hào)解調(diào)處理板采用PC1-E接口，傳輸速率塊,可靠性高。為了實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型提供了以下技術(shù)方案:基于PC1-E接口的衛(wèi)星通信信關(guān)站信號(hào)解調(diào)處理板，包括210MHz中頻信號(hào)接收器，所述210MHz中頻信號(hào)接收器連接有至少4個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器，每4個(gè)所述A/D轉(zhuǎn)換器連接一個(gè)DDC數(shù)字下變頻器，所述DDC數(shù)字下變頻器連接FPGA單元，所述FPGA單元連接DSP單元和PC1-E接口。所述A/D轉(zhuǎn)換器用于完成210MHz中頻模擬信號(hào)的數(shù)字轉(zhuǎn)換；所述DDC數(shù)字下變頻器用于濾波、信號(hào)調(diào)整和下變頻處理；所述FPGA單元用于完成數(shù)字信號(hào)的格式轉(zhuǎn)換、半帶濾波、解調(diào)和解碼；所述DSP單元用于完成數(shù)字信號(hào)的運(yùn)算、分析，對(duì)信號(hào)進(jìn)行配置計(jì)算處理、數(shù)字解調(diào)處理，PC1-E接口單元用于輸出信息。優(yōu)選的，所述DDC數(shù)字下變頻器包括數(shù)控振蕩器，所述數(shù)控振蕩器連接級(jí)聯(lián)積分梳狀濾波器，所述級(jí)聯(lián)積分梳狀濾波器連接半帶濾波器，所述半帶濾波器連接信道化多相濾波器組。所述DDC數(shù)字下變頻器內(nèi)設(shè)置信道化多相濾波器組，可實(shí)現(xiàn)多通道信號(hào)同時(shí)處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果=PC1-E采用雙向數(shù)據(jù)傳送，即在一個(gè)時(shí)鐘周期的上下沿都可以傳送數(shù)據(jù)，極大的提高了數(shù)據(jù)交換帶寬，在較短時(shí)間內(nèi)可傳送大量圖形數(shù)據(jù)，本實(shí)用新型基于PC1-E接口的衛(wèi)星通信信關(guān)站信號(hào)解調(diào)處理板采用PC1-E接口，可處理210MHz衛(wèi)星移動(dòng)通信的中頻信號(hào)，傳輸速率快，滿足衛(wèi)星通信數(shù)據(jù)傳輸高速率的要求。


:圖1為衛(wèi)星通信系統(tǒng)信號(hào)傳輸、處理流程框圖；圖2為本實(shí)用新型信號(hào)解調(diào)處理板框圖；圖3為210MHz中頻信號(hào)接收器與A/D轉(zhuǎn)換器連接原理框圖；圖4為DDC數(shù)字下變頻器與FPGA單元連接原理框圖；圖5為DDC數(shù)字下變頻器原理框圖；圖6為FPGA單元與DSP單元連接原理框圖；圖7為FPGA單元和PC1-E接口連接原理框圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合試驗(yàn)例及具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本實(shí)用新型上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本實(shí)用新型內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本實(shí)用新型的范圍。如圖1所示，衛(wèi)星發(fā)出信號(hào)，地面天線將該信號(hào)經(jīng)下行鏈路傳輸至地球站；地球站將接收的該微弱信號(hào)傳輸至低噪聲放大器單元，以保證接收信號(hào)的質(zhì)量；經(jīng)放大的該信號(hào)再經(jīng)過下變頻器進(jìn)行頻率變換，對(duì)信號(hào)再次放大，輸出不同頻率的中頻信號(hào)；進(jìn)一步放大的該中頻信號(hào)經(jīng)解調(diào)器信號(hào)處理板進(jìn)行解調(diào)、編碼后得到相應(yīng)的信息，并輸出該信息。如圖2所示，本實(shí)施例列舉的基于PC1-E接口的衛(wèi)星通信信關(guān)站信號(hào)解調(diào)處理板包括210MHz中頻信號(hào)接收器、至少4個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器、至少一個(gè)DDC數(shù)字下變頻器、FPGA單元、DSP單元、及PC1-E接口，其中，每4個(gè)所述A/D轉(zhuǎn)換器以直流耦合方式與一個(gè)DDC數(shù)字下變頻器連接，所述DDC數(shù)字下變頻器與FPGA單元連接,所述FPGA單元通過交流稱合方式與DSP單元連接，F(xiàn)PGA單元通過接口電路與PC1-E接口連接。本實(shí)施例中，A/D轉(zhuǎn)換器采用ADI公司的A/D6645作為模擬采樣芯片，DDC數(shù)字下變頻器采用InterSil公司的ISL5416，F(xiàn)PGA單元采用XILINX公司的集成可編程邏輯芯片XC5VLX110T, DSP單元選用TI公司的TMS320C6455，通過FPGA單元和DSP單元的交換網(wǎng)絡(luò)使數(shù)據(jù)信號(hào)與全球網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行同步交換。本實(shí)用新型基于PC1-E接口的衛(wèi)星通信信關(guān)站信號(hào)解調(diào)處理板的工作流程為:210MHz中頻信號(hào)接收單元將接收的中頻模擬信號(hào)傳輸至A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器將該210MHz中頻模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后傳輸至DDC數(shù)字下變頻器，DDC數(shù)字下變頻器對(duì)該數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波、信號(hào)調(diào)整和下變頻處理，然后傳輸至FPGA單元，F(xiàn)PGA單元對(duì)經(jīng)過下變頻處理的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換、半帶濾波、解調(diào)、解碼，然后傳輸至DSP單元，DSP單元完成該數(shù)字信號(hào)的運(yùn)算、分析，進(jìn)行配置計(jì)算處理、數(shù)字解調(diào)處理，處理后的信號(hào)再返回至FPGA單元，該處理后的信號(hào)經(jīng)FPGA單元濾波后通過PC1-E接口輸出，PC1-E接口連接至計(jì)算機(jī)和磁盤陣列，該信息通過RAID陣列卡存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)磁盤陣列中，方便研究人員的研究。本實(shí)用新型基于PC1-E接口的衛(wèi)星通信信關(guān)站信號(hào)解調(diào)處理板的各組成單元及各單元連接關(guān)系具體描述如下:參考圖3，210MHz中頻信號(hào)接收單元包括高頻頭，210MHz中頻模擬信號(hào)被高頻頭接收，再經(jīng)過阻抗變換后傳輸至A/D轉(zhuǎn)換器。A/D轉(zhuǎn)換器的輸入時(shí)鐘可以由外部時(shí)鐘輸入，也可以由普通晶振或恒溫晶振提供，本實(shí)施例中A/D轉(zhuǎn)換器的輸入時(shí)鐘由外部65MHz時(shí)鐘通過接插件提供，A/D轉(zhuǎn)換器采樣時(shí)鐘要求質(zhì)量高，且相位噪聲低，如果時(shí)鐘信號(hào)抖動(dòng)較大，信噪比容易惡化，很難保證有效采樣位數(shù)的精度。為了優(yōu)化性能，A/D轉(zhuǎn)換器的時(shí)鐘輸入采用差分低抖動(dòng)的時(shí)鐘輸入，將輸入時(shí)鐘處理為PECL (Positive Emitter Coupled Logic)信號(hào)，通過交流耦合到A/D轉(zhuǎn)換器。一個(gè)DDC數(shù)字下變頻器可連接4個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器，每個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器與DDC數(shù)字下變頻器的其中一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸通道連接。A/D轉(zhuǎn)換器、DDC數(shù)字下變頻器的輸出電平均為3.3V,采用直流耦合方式連接。A/D轉(zhuǎn)換器輸出數(shù)據(jù)位寬度為14位，DDC數(shù)字下變頻器數(shù)據(jù)輸入位寬度為17位。A/D轉(zhuǎn)換器的輸出為TWOS補(bǔ)碼格式，由于數(shù)據(jù)位寬對(duì)不齊，所以將A/D轉(zhuǎn)換器與DDC數(shù)字下變頻器的數(shù)據(jù)按照最高位對(duì)齊，DDC數(shù)字下變頻器的多余低位下拉。參考圖4，一個(gè)FPGA單元可連接4個(gè)DDC數(shù)字下變頻器。DDC數(shù)字下變頻器與FPGA單元的互連包括DDC數(shù)字下變頻器的輸入控制互連、輸出信號(hào)互連、控制信號(hào)互連。DDC數(shù)字下變頻器包括四個(gè)輸入使能引腳與FPGA單元進(jìn)行輸入控制互連，每個(gè)DDC數(shù)字下變頻器共占用FPGA單元的4個(gè)3.3V I/O管腳。本實(shí)施例中，DDC數(shù)字下變頻器的輸出數(shù)據(jù)通道分?jǐn)?shù)據(jù)使能、幀同步使能、輸出使能三類。DDC數(shù)字下變頻器的輸出信號(hào)還提供一路VGA/衰減控制輸出通道和兩個(gè)輸出時(shí)鐘引腳，DDC數(shù)字下變頻器連接到FPGA單元上的信號(hào)包括A、B、C、D四個(gè)輸出數(shù)據(jù)通道和兩個(gè)輸出時(shí)鐘引腳。DDC數(shù)字下變頻器與FPGA單元的控制信號(hào)互連包括硬件控制和微處理器接口控制兩類。硬件控制有同步輸入、同步輸出、復(fù)位三種信號(hào)，共占用FPGA單元的4個(gè)3.3V I/O管腳。微處理器接口控制共占用FPGA單元的23個(gè)3.3V I/O管腳。參考圖5，較優(yōu)的，為了實(shí)現(xiàn)多通道(2 4通道)數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸，所述DDC數(shù)字下變頻器模塊包括數(shù)控振蕩器、級(jí)聯(lián)積分梳狀濾波器(CIC)，所述級(jí)聯(lián)積分梳狀濾波器連接半帶濾波器(HB)，所述半帶濾波器連接信道化多相濾波器組。從A/D轉(zhuǎn)換器輸出的中頻數(shù)字信號(hào)與數(shù)控振蕩器產(chǎn)生的本振信號(hào)相乘，該中頻數(shù)字信號(hào)下變頻到零中頻信號(hào)，該零中頻信號(hào)再依次經(jīng)過級(jí)聯(lián)積分梳狀濾波器、半帶濾波器和信道化多相濾波器組，進(jìn)行抽取濾波，同時(shí)把寬帶信號(hào)均勻分成若干子頻帶信號(hào)輸出，完成DDC數(shù)字下變頻器模塊對(duì)中頻信號(hào)的下變頻、濾波、信號(hào)調(diào)整處理。例如，實(shí)現(xiàn)4通道傳輸時(shí)，一個(gè)DDC數(shù)字下變頻器的A、B、C、D四個(gè)通道輸入端口中，A片A/D轉(zhuǎn)換器連接到DDC數(shù)字下變頻器模塊的A通道輸入端口，B片A/D轉(zhuǎn)換器連接到DDC數(shù)字下變頻器模塊的B通道輸入端口，C片A/D轉(zhuǎn)換器連接到DDC數(shù)字下變頻器模塊的C通道輸入端口，D片A/D轉(zhuǎn)換器連接到DDC數(shù)字下變頻器模塊的D通道輸入端口。[0031]參考圖6，F(xiàn)PGA單元與DSP單元的數(shù)據(jù)通道通過x4的RapidIO以交流耦合方式互連，DSP單元控制與狀態(tài)信號(hào)有復(fù)位(RESET)信號(hào)、非可屏蔽中斷(匪I)信號(hào)、復(fù)位狀態(tài)輸出(RESETSTAT)信號(hào)、上電復(fù)位(POR)信號(hào)、GPIO[3:0]信號(hào)、TIMERl 信號(hào)、TIMER2 信號(hào)、IIC信號(hào)。DSP單元的AECLKIN信號(hào)引腳和AECLK0UT信號(hào)引腳連接至FPGA單元的時(shí)鐘引腳。DSP單元的兩路McBSP以多通道同步串口的形式與FPGA單元互連。參考圖7，PC1-E接口完成FPGA單元與上位機(jī)的通信，使局部總線快速轉(zhuǎn)換到PC1-E總線上。FPGA單元與PC1-E接口的連接電路包括電源模塊、DDR高速緩存模塊和時(shí)鐘模塊，且均由FPGA單元控制。信號(hào)通過PC1-E接口向下傳輸?shù)紽PGA內(nèi)部，DDR高速緩存器控制邏輯再將數(shù)據(jù)傳輸?shù)降腄DR內(nèi)存芯片中存儲(chǔ)，向下傳輸完畢后，F(xiàn)PGA內(nèi)部邏輯從DDR芯片中將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)讀出，并且給每個(gè)數(shù)據(jù)按字節(jié)加“ I ”，然后通過PC1-E接口，再將數(shù)據(jù)傳輸回內(nèi)存，內(nèi)存程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，然后再傳輸至上位機(jī)?；赑C1-E接口的衛(wèi)星通信信關(guān)站信號(hào)解調(diào)處理板，集成模擬信號(hào)接收與數(shù)字信號(hào)發(fā)送為一體，采用獨(dú)立的A/D轉(zhuǎn)換單元及數(shù)字下變頻器通道，可處理210MHz衛(wèi)星移動(dòng)通信的中頻信號(hào)，一個(gè)PC1-E接口可以被配置成xl，x2, x4, x8, xl2, xl6和x32的數(shù)據(jù)帶寬，實(shí)現(xiàn)高速率傳輸，滿足更高的數(shù)據(jù)傳輸需求。
權(quán)利要求1.于PC1-E接口的衛(wèi)星通信信關(guān)站信號(hào)解調(diào)處理板，其特征在于，該信號(hào)解調(diào)處理板包括210MHz中頻信號(hào)接收器，所述210MHz中頻信號(hào)接收器連接有至少4個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器，每4個(gè)所述A/D轉(zhuǎn)換器連接一個(gè)DDC數(shù)字下變頻器，所述DDC數(shù)字下變頻器連接FPGA單元，所述FPGA單元連接DSP單元和PC1-E接口。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PC1-E接口的衛(wèi)星通信信關(guān)站信號(hào)解調(diào)處理板，其特征在于，所述DDC數(shù)字下變頻器包括數(shù)控振蕩器，所述數(shù)控振蕩器連接級(jí)聯(lián)積分梳狀濾波器，所述級(jí)聯(lián)積分梳狀濾波器連接半帶濾波器，所述半帶濾波器連接信道化多相濾波器組。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于PCI-E接口的衛(wèi)星通信信關(guān)站信號(hào)解調(diào)處理板，該信號(hào)解調(diào)處理板包括210MHz中頻信號(hào)接收器，所述210MHz中頻信號(hào)接收器連接有至少4個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器，每4個(gè)所述A/D轉(zhuǎn)換器連接一個(gè)DDC數(shù)字下變頻器，所述DDC數(shù)字下變頻器連接FPGA單元，所述FPGA單元連接DSP單元和PCI-E接口。本實(shí)用新型的基于PCI-E接口的衛(wèi)星通信信關(guān)站信號(hào)解調(diào)處理板采用PCI-E接口，可處理210MHz衛(wèi)星移動(dòng)通信的中頻信號(hào)，傳輸速率快，滿足衛(wèi)星通信數(shù)據(jù)傳輸高速率的要求。
文檔編號(hào)H04L25/02GK202931321SQ20122064478
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者吳偉林, 王維軍, 何戎遼, 譚慧超, 倪國(guó)超 申請(qǐng)人:成都林海電子有限責(zé)任公司