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时间:2019-01-31
《航空卫星数字接收机的设计与实现》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、中文摘要INMARSAT航空卫星通信系统不仅为飞机提供可靠的话音和数据通信业务,而且可传输有关空中交通控制、飞机操作控制等信息,从而显著改善飞行安全条件。本文在对航行卫星系统协议研究的基础上,设计并实现了多个卫星信道的数字接收。·本文首先概括地介绍了INMARSAT航空卫星通信系统组成和应用;然后分析了系统的硬件平台设计,由于FPGA具有高速数字信号处理的能力,适用于实时信号处理,本文以Altera公司的CycloneII为核心器件设计了卫星接收机的数字部分硬件电路;接着重点讨论了卫星接收机基带数字信号处理的实现方案,基带数字信号处理包括帧同步
2、、解交织、Viterbi译码和去扰码等四部分,航空卫星系统有多个信道,不同信道具有不同的传输特性和信道结构,本文针对不同的信道特性提出了多种解决方案,文中详细阐述了各部分的设计思想和设计方法,给出了采用硬件描述语言在QuartusII开发环境下各模块的FPGA实现过程和仿真结果;最后介绍了基于SOPCBuilder开发环境的NiosII系统设计,包括Nios1I嵌入式软核处理器和所有所需的外设及接口模块,NiosII系统硬件平台的实现为系统软件开发奠定了基础。经过现场实测,本文的设计能够达到预期目标。本设计结合了FPGA的高速处理能力和嵌入式处
3、理器的灵活性,能够很好地适应快速变化的协议和性能需求。本课题的实现为INMARSAT航空卫星系统的研究提供了物理层原始数据,具有良好的实际应用价值。关键词:航空卫星通信系统FPGA(现场可编程门阵列)数字信号处理NiosII系统ABSTRACTINMARSATaeronauticalsatellitecommunicationssystemnotonlyprovidesreliablevoiceanddatacommunicationsservicesforaircraft,butalsotransmitsinformationaboutair
4、trafficcontrolandaircraftoperations,therebysignificantlyimprovingflightsafetyconditions.Based011theresearchofINMARSATaeronauticalsatellitecommunicationsprotocols,thispaperilluminatesthedesignandimplementationofdigitalreceiversfordifferentsatellitechannels.Thispaperfirstintro
5、ducesINMARSATsatellitecommunicationssystemcomponentsandapplicationsgenerally,andthenanalysisesthesystemhardwareplatformdesign.FPGAhashighspeeddigitalsignalprocessingcapability,SOitissuitableforthereal-timesignalprocessing.Based011Altera'sCycloneⅡdevice,thePaperilluminateshar
6、dwarecircuitdesign,andthenfocuses011theimplementationofbasebanddigi协lsignalprocessing.Basebanddigitalsignalprocessingincludesseveralparts,suchasframesynchronization,deinterleaver,ViterbidecodinganddesrambleandSOon.Aeronauticalsatellitecommunicationssystemhasfoursatellitechan
7、nels,differentchannelwithdifferenttransmissioncharacteristicsandchannelstructure。ThisPaperoffersdiversesolutionsbasedonthechannelcharacteristics,anddiscussesthedesignideasindetail.ThedesignsareimplementedusinghardwaredescriptionlanguageinQuartusⅡdevelopmentenvironment,andthe
8、paperalsoofferstheprocessandsimulationresults.Finally,thispaperintroducesth
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