微小衛(wèi)星通信中基于fpga的rs碼編譯碼器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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1、南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文度、提供電源指令和遙測、使有效載荷處于正確地軌道、并保持軌道等功能。從設(shè)計(jì)小衛(wèi)星的角度,把小衛(wèi)星平臺分為7個(gè)分系統(tǒng),分別是:推進(jìn)分系統(tǒng)(反作 用控制系統(tǒng)RCS),制導(dǎo)、導(dǎo)航和控制分系統(tǒng)(GN&C),通信分系統(tǒng)(跟蹤、遙測和指令TT&C),指令和數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)(C&DH),熱控分系統(tǒng);能源分系統(tǒng);結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)[3]??臻g段星間鏈路衛(wèi)星衛(wèi)星衛(wèi) 星控制站發(fā)送接收地面段圖1.1衛(wèi)星通信系統(tǒng)的基本組成對于衛(wèi)星通信子系統(tǒng)而言,因其傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)不同,它們的組成也不完全相同。一般的衛(wèi)星通信系統(tǒng)主要由空間段和地面段兩大部分

2、組成。如圖1.1所示。1.2.1微小衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成1)空間段空間段主要以空中的通信衛(wèi)星(1顆和多顆),也就是通信裝置為主體,還 包括用于衛(wèi)星控制和監(jiān)測的所有地面設(shè)施,即衛(wèi)星控制中心(SCC,Satellite ControlCenter),跟蹤、遙測、指令站(TT&C,Tracking,TelemetryandCommand) 以及能源裝置等,如圖1.2所示。通信衛(wèi)星主要是對接收到的信號起中繼放大和轉(zhuǎn)發(fā)作用,它是靠星上通信裝置中的轉(zhuǎn)發(fā)器(微波收信機(jī)、發(fā)信機(jī))和天線來完成的。1個(gè)衛(wèi)星的通信裝置可 以包括1個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器,每個(gè)轉(zhuǎn)

3、發(fā)器能接收和轉(zhuǎn)發(fā)多個(gè)地球站的信號。假定每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器所能提供的功率和帶寬一定,那么轉(zhuǎn)發(fā)器的數(shù)目越多,衛(wèi)星的通信容量就越大。3微小衛(wèi)星中基于FPGA的RS碼編譯碼器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)通信裝置電源裝置跟蹤遙測和指令裝置控制裝置2)地面段圖1.2空間段的組成地面段包括所有的地面站,這些地球站通常通過一個(gè)地面網(wǎng)絡(luò)連接到終端用戶設(shè)備,或者直接連接到終端用戶設(shè)備。地球站的主要功能是將發(fā)射的信號傳送到衛(wèi)星,再從衛(wèi)星接收信號。1.2.2衛(wèi)星通信系統(tǒng)的工作過程在一個(gè)衛(wèi)星通信系統(tǒng)中,各地球站中各個(gè)已調(diào)載波的發(fā)射或接收通路,經(jīng)過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā),可以組成很多條單

4、跳或雙跳的雙工或單工衛(wèi)星通信線路,整個(gè)通信系統(tǒng)的通信任務(wù)就是分別利用這些路線來實(shí)現(xiàn)。單跳單工的衛(wèi)星通信系統(tǒng)進(jìn)行通信時(shí),地面用戶發(fā)出的基帶信號經(jīng)過地面通信網(wǎng)絡(luò)傳送到地球站。在地球站,通信設(shè)備對基帶信號進(jìn)行處理,使其成為已調(diào)射頻載波后發(fā)送到衛(wèi)星。衛(wèi)星作為空中的一個(gè)大中繼站,接收此系統(tǒng)中所有地球站用上行頻率發(fā)來的已調(diào)射頻載波,然后再進(jìn)行放大和變頻,用下行頻率發(fā)送到接收地面站,信號功率增益一般為10dB-130dB。接收地球站對接收到的已調(diào)射頻載波進(jìn)行處理,解調(diào)出基帶信號,再通過地面網(wǎng)絡(luò)傳送給用戶。為了增大發(fā)送輸出信號和接收輸入信號之間

5、的隔離度,避免二者相互干擾,上行頻率和下行頻率一般使用不同的頻譜,且盡量保持足夠大的空間。1.3論文課題簡介1.3.1課題來源該課題來源于“天巡者”微小衛(wèi)星的通信分系統(tǒng)。此微小衛(wèi)星是由南京航空航天大學(xué)自行研制的項(xiàng)目。該項(xiàng)目中微小衛(wèi)星的主要任務(wù)是獲取、存儲和傳輸面陣式CCD光學(xué)相機(jī)的對地觀測數(shù)據(jù),并在軌進(jìn)行隱身實(shí)驗(yàn)和衛(wèi)星姿態(tài)純磁控制實(shí)驗(yàn)。通信分系統(tǒng)是“天巡者”微小衛(wèi)星的主要分系統(tǒng)之一,其任務(wù)使命是在微小衛(wèi)星飛經(jīng)地面站上空期間按照飛行任務(wù)的要求實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星與地面站之間的有效通信,4南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文下傳遙測信息和圖像數(shù)據(jù),接收

6、地面站的上行數(shù)據(jù),識別、譯碼、驅(qū)動(dòng)和輸出直接遙控指令,向數(shù)據(jù)綜合分系統(tǒng)輸出間接遙控指令、注入的數(shù)據(jù)和應(yīng)急加載程序。1.3.2微小衛(wèi)星分系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)