一種海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收系統(tǒng)及方法，其中，方法包括如下步驟：第一衛(wèi)星接收機(jī)對(duì)一路全球波束信道和一路區(qū)域波束信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理；第二衛(wèi)星接收機(jī)對(duì)窄點(diǎn)波束信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理；第三衛(wèi)星接收機(jī)對(duì)反向申請(qǐng)和業(yè)務(wù)信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理。本發(fā)明提供的海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收系統(tǒng)及方法，具有用途廣泛，集成度高，體積小巧，結(jié)構(gòu)可靠、工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，可以完成對(duì)全球波束信道和區(qū)域波束信道兩種信道的接收和解析處理。
【專利說明】一種海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及衛(wèi)星通信【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為適應(yīng)我軍未來信息作戰(zhàn)和當(dāng)前反恐維穩(wěn)的需求，我們需要截獲一些衛(wèi)星通信信號(hào)，以為信息作戰(zhàn)和反恐提供信息保障；目前，國(guó)際尚無對(duì)海事四代通信業(yè)務(wù)信息進(jìn)行接收、解調(diào)處理的專用接收機(jī)，某些廠所研制的海事四代接收機(jī)只能通過接收海事四代通信信號(hào)頻譜，來獲取海事四代通信的少數(shù)信道方面的參數(shù)，而對(duì)海事四代通信的關(guān)鍵參數(shù)、信息及業(yè)務(wù)卻無能為力。
[0003]在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，很難有一種接收機(jī)平臺(tái)可以完成對(duì)全球波束信道和區(qū)域波束信道兩種信道的接收和解析處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收系統(tǒng)及方法，以解決上述技術(shù)問題。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收系統(tǒng)，包括上位機(jī)和衛(wèi)星接收平臺(tái)，所述上位機(jī)與所述衛(wèi)星接收平臺(tái)網(wǎng)口通信連接，其中:
[0007]所述衛(wèi)星接收平臺(tái)包括第一衛(wèi)星接收機(jī)、第二衛(wèi)星接收機(jī)、第三衛(wèi)星接收機(jī)，其中:
[0008]所述第一衛(wèi)星接收機(jī)，用于對(duì)一路全球波束信道和一路區(qū)域波束信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理；
[0009]所述第二衛(wèi)星接收機(jī)，用于對(duì)窄點(diǎn)波束信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理；
[0010]所述第三衛(wèi)星接收機(jī)，用于對(duì)反向申請(qǐng)和業(yè)務(wù)信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理。
[0011]較佳地，所述第一衛(wèi)星接收機(jī)包括第一 FPGA芯片和兩個(gè)第一 DSP芯片，其中:
[0012]所述第一 FPGA芯片，用于對(duì)全球波束信道和區(qū)域波束信道這兩個(gè)通信信道的數(shù)字下變頻、濾波抽取、頻率校正、同步字匹配和相偏補(bǔ)償處理；
[0013]所述第一 FPGA芯片包括下變頻處理模塊、濾波處理模塊、頻偏測(cè)量模塊、同步字匹配模塊和相偏補(bǔ)償模塊，其中:
[0014]所述下變頻處理模塊，用于對(duì)全球波束信道和區(qū)域波束信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)的中頻信號(hào)進(jìn)行混頻操作搬移至基帶信號(hào)，將混頻處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至所述濾波處理模塊；
[0015]所述濾波處理模塊包括CIC抽取濾波器和HB抽取濾波器以及FIR整形濾波器，用于對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行抽取濾波處理操作，將濾波處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至頻偏測(cè)量模塊；
[0016]所述頻偏測(cè)量模塊，用于對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)頻偏進(jìn)行初步測(cè)量，并反饋給所述下變頻處理模塊進(jìn)行頻偏收斂；
[0017]所述同步字匹配模塊，用于對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行同步字匹配操作，并發(fā)送給相偏補(bǔ)償模塊；
[0018]所述相偏補(bǔ)償模塊，用于對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行相偏補(bǔ)償操作，并將相偏處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送給所述第一 DSP芯片；
[0019]所述兩個(gè)第一 DSP芯片還用于對(duì)FPGA發(fā)送過來的全球波束信道和區(qū)域波束信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解交織、Turbo譯碼、解擾、CRC校驗(yàn)和信息解析處理，從而完成全球波束信道和區(qū)域波束信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的信息還原操作。
[0020]較佳地，所述第二衛(wèi)星接收機(jī)包括第二 FPGA芯片和兩個(gè)第二 DSP芯片，其中:
[0021]所述第二 FPGA芯片，用于對(duì)窄點(diǎn)信道的數(shù)字下變頻、濾波抽取、頻率校正、同步字匹配和相偏補(bǔ)償處理；所述兩個(gè)第二 DSP芯片，用于共同完成對(duì)窄點(diǎn)信道的譯碼、解擾和通信操作；
[0022]所述第二 FPGA芯片包括下變頻處理模塊、濾波處理模塊、頻偏測(cè)量模塊、同步字匹配模塊和相偏補(bǔ)償模塊，其中:
[0023]所述下變頻處理模塊，用于對(duì)窄點(diǎn)信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)的中頻信號(hào)進(jìn)行混頻操作搬移至基帶信號(hào)，將混頻處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至所述濾波處理模塊；
[0024]所述濾波處理模塊包括CIC抽取濾波器和HB抽取濾波器以及FIR整形濾波器，用于對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行抽取濾波處理操作，將濾波處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至頻偏測(cè)量模塊；
[0025]所述頻偏測(cè)量模塊，用于對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)頻偏進(jìn)行初步測(cè)量，并反饋給所述下變頻處理模塊進(jìn)行頻偏收斂；
[0026]所述同步字匹配模塊，用于對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行同步字匹配操作，并發(fā)送給相偏補(bǔ)償模塊；
[0027]所述相偏補(bǔ)償模塊，用于對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行相偏補(bǔ)償操作，并將相偏處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送給所述第二 DSP芯片；
[0028]所述兩個(gè)第二 DSP芯片還用于共同對(duì)FPGA發(fā)送過來的窄點(diǎn)信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解交織、Turbo譯碼、解擾、CRC校驗(yàn)和信息解析處理，從而完成窄點(diǎn)信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的信息還原操作。
[0029]較佳地，所述第三衛(wèi)星接收機(jī)包括第三FPGA芯片和兩個(gè)第三DSP芯片，其中:
[0030]所述第三FPGA芯片，用于完成系統(tǒng)一路反向申請(qǐng)和一路反向業(yè)務(wù)信道的數(shù)字下變頻、濾波抽取、信號(hào)通道判斷、同步字匹配和FIFO處理；
[0031]所述第三FPGA芯片包括下變頻處理模塊、濾波處理模塊、信號(hào)通道判斷模塊、同步字匹配模塊、FIFO處理模塊，其中:
[0032]所述下變頻處理模塊，用于對(duì)一路反向申請(qǐng)和一路反向業(yè)務(wù)信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)的中頻信號(hào)進(jìn)行混頻操作搬移至基帶信號(hào)，將混頻處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至所述濾波處理模塊；
[0033]所述濾波處理模塊包括CIC抽取濾波器和HB抽取濾波器以及FIR整形濾波器，用于對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行抽取濾波處理操作，將濾波處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至頻偏測(cè)量模塊；
[0034]所述信號(hào)通道判斷模塊，用于對(duì)兩路信號(hào)分別進(jìn)行并行處理，實(shí)時(shí)確定信號(hào)來源，并將信號(hào)送到同步字匹配模塊中；
[0035]所述同步字匹配模塊，用于對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行同步字匹配操作，并發(fā)送給FIFO處理模塊；
[0036]所述FIFO處理模塊，用于根據(jù)接收后的衛(wèi)星通信信號(hào)創(chuàng)建同進(jìn)同出隊(duì)列；根據(jù)同進(jìn)同出隊(duì)列還原每一個(gè)數(shù)據(jù)幀的通信信號(hào)，并發(fā)送給第三DSP芯片；
[0037]所述兩個(gè)第三DSP芯片，還用于對(duì)FPGA發(fā)送過來的一路反向申請(qǐng)和一路反向業(yè)務(wù)信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解交織、Turbo譯碼、解擾、CRC校驗(yàn)和信息解析處理，從而完成一路反向申請(qǐng)和一路反向業(yè)務(wù)信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的信息還原操作。
[0038]較佳地，所述上位機(jī)為PC ；
[0039]所述上位機(jī)分別與多個(gè)衛(wèi)星接收機(jī)通過RJ45網(wǎng)口連接。
[0040]相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收方法，包括如下步驟:
[0041]第一衛(wèi)星接收機(jī)對(duì)一路全球波束信道和一路區(qū)域波束信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理；
[0042]第二衛(wèi)星接收機(jī)對(duì)窄點(diǎn)波束信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理；
[0043]第三衛(wèi)星接收機(jī)對(duì)反向申請(qǐng)和業(yè)務(wù)信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理。
[0044]較佳地，所述第一衛(wèi)星接收機(jī)對(duì)一路全球波束信道和一路區(qū)域波束信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理，具體包括如下步驟:
[0045]所述第一 FPGA芯片中的所述下變頻處理模塊對(duì)全球波束信道和區(qū)域波束信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)的中頻信號(hào)進(jìn)行混頻操作搬移至基帶信號(hào)，將混頻處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至所述濾波處理模塊；
[0046]所述第一 FPGA芯片中的所述濾波處理模塊對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行抽取濾波處理操作，將濾波處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至頻偏測(cè)量模塊；
[0047]所述第一 FPGA芯片中的所述頻偏測(cè)量模塊對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)頻偏進(jìn)行初步測(cè)量，并反饋給所述下變頻處理模塊進(jìn)行頻偏收斂；
[0048]所述第一 FPGA芯片中的所述同步字匹配模塊對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行同步字匹配操作，并發(fā)送給相偏補(bǔ)償模塊；
[0049]所述第一 FPGA芯片中的所述相偏補(bǔ)償模塊對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行相偏補(bǔ)償操作，并將相偏處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送給所述第一 DSP芯片；
[0050]所述兩個(gè)第一 DSP芯片還對(duì)FPGA發(fā)送過來的全球波束信道和區(qū)域波束信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解交織、Turbo譯碼、解擾、CRC校驗(yàn)和信息解析處理，從而完成全球波束信道和區(qū)域波束信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的信息還原操作。
[0051]較佳地，所述第二衛(wèi)星接收機(jī)對(duì)窄點(diǎn)波束信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理，具體包括如下步驟:
[0052]所述第二 FPGA芯片中的所述下變頻處理模塊對(duì)窄點(diǎn)信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)的中頻信號(hào)進(jìn)行混頻操作搬移至基帶信號(hào)，將混頻處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至所述濾波處理模塊；[0053]所述第二 FPGA芯片中所述濾波處理模塊對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行抽取濾波處理操作，將濾波處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至頻偏測(cè)量模塊；
[0054]所述第二 FPGA芯片中所述頻偏測(cè)量模塊對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)頻偏進(jìn)行初步測(cè)量，并反饋給所述下變頻處理模塊進(jìn)行頻偏收斂；
[0055]所述第二 FPGA芯片中所述同步字匹配模塊對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行同步字匹配操作，并發(fā)送給相偏補(bǔ)償模塊；
[0056]所述第二 FPGA芯片中所述相偏補(bǔ)償模塊對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行相偏補(bǔ)償操作，并將相偏處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送給所述第二 DSP芯片；
[0057]所述兩個(gè)第二 DSP芯片還共同對(duì)FPGA發(fā)送過來的窄點(diǎn)信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解交織、Turbo譯碼、解擾、CRC校驗(yàn)和信息解析處理，從而完成窄點(diǎn)信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的信息還原操作。
[0058]較佳地，所述第三衛(wèi)星接收機(jī)對(duì)反向申請(qǐng)和業(yè)務(wù)信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理，具體包括如下步驟:
[0059]所述第三FPGA芯片中所述下變頻處理模塊對(duì)一路反向申請(qǐng)和一路反向業(yè)務(wù)信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)的中頻信號(hào)進(jìn)行混頻操作搬移至基帶信號(hào)，將混頻處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至所述濾波處理模塊；
[0060]所述第三FPGA芯片中所述濾波處理模塊對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行抽取濾波處理操作，將濾波處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至頻偏測(cè)量模塊；
[0061]所述第三FPGA芯片中所述信號(hào)通道判斷模塊對(duì)兩路信號(hào)分別進(jìn)行并行處理，實(shí)時(shí)確定信號(hào)來源，并將信號(hào)送到同步字匹配模塊中；
[0062]所述第三FPGA芯片中所述同步字匹配模塊對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行同步字匹配操作，并發(fā)送給FIFO處理模塊；
[0063]所述第三FPGA芯片中所述FIFO處理模塊根據(jù)接收后的衛(wèi)星通信信號(hào)創(chuàng)建同進(jìn)同出隊(duì)列；根據(jù)同進(jìn)同出隊(duì)列還原每一個(gè)數(shù)據(jù)幀的通信信號(hào)，并發(fā)送給第三DSP芯片；
[0064]所述兩個(gè)第三DSP芯片還對(duì)FPGA發(fā)送過來的一路反向申請(qǐng)和一路反向業(yè)務(wù)信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解交織、Turbo譯碼、解擾、CRC校驗(yàn)和信息解析處理，從而完成一路反向申請(qǐng)和一路反向業(yè)務(wù)信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的信息還原操作。
[0065]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0066]本發(fā)明提供的一種海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收系統(tǒng)及方法，其中該接收系統(tǒng)，主要包括上位機(jī)和衛(wèi)星接收平臺(tái)兩個(gè)主要部分；
[0067]衛(wèi)星接收平臺(tái)包括第一衛(wèi)星接收機(jī)、第二衛(wèi)星接收機(jī)以及第三衛(wèi)星接收機(jī)，三種衛(wèi)星接收機(jī)接收不同信道的衛(wèi)星通信信號(hào)并進(jìn)行預(yù)處理操作(包括功率放大、模數(shù)轉(zhuǎn)化和濾波等處理)；首先，第一衛(wèi)星接收機(jī)，用于對(duì)一路全球波束信道和一路區(qū)域波束信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理；第二衛(wèi)星接收機(jī)，用于對(duì)窄點(diǎn)波束信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理；第三衛(wèi)星接收機(jī)，用于對(duì)反向申請(qǐng)和業(yè)務(wù)信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理。三種接收機(jī)主要由全球波束信道處理軟件、區(qū)域波束信道處理軟件、窄點(diǎn)波束信道處理軟件、申請(qǐng)信道處理軟件和通信軟件組成，各類信道處理軟件分別嵌入到FPGA芯片和DSP芯片中完成各自功能(每個(gè)衛(wèi)星接收機(jī)都配置有上述類似的硬件)。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，第一衛(wèi)星接收機(jī)主要負(fù)責(zé)I路全球波束信道和I路區(qū)域波束信道的解析，其中FPGA主要完成兩個(gè)通道信道的數(shù)字下變頻、濾波抽取、頻率校正、同步字匹配等處理；兩個(gè)DSP分別完成對(duì)全球和區(qū)域波束信道的信道譯碼、解擾和通信。第二衛(wèi)星接收機(jī)主要負(fù)責(zé)對(duì)窄點(diǎn)信道的解析，其中FPGA主要完成I個(gè)窄點(diǎn)信道的數(shù)字下變頻、濾波抽取、頻率校正、同步字匹配等處理；兩個(gè)DSP共同完成對(duì)窄點(diǎn)信道的譯碼、解擾和通信。第三衛(wèi)星接收機(jī)主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)反向申請(qǐng)和業(yè)務(wù)信道的解析，其中FPGA主要完成系統(tǒng)一路反向申請(qǐng)信道和一路反向業(yè)務(wù)信道的數(shù)字下變頻、濾波抽取等處理；兩個(gè)DSP分別完成信道解調(diào)、譯碼等功能。
[0068]本發(fā)明實(shí)例所提供的海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收系統(tǒng)，通過對(duì)海事四代通信衛(wèi)星全球波束和區(qū)域波束信號(hào)的解調(diào)、處理，解析出海事四代通信衛(wèi)星系統(tǒng)波束分布情況和業(yè)務(wù)通信情況等關(guān)鍵參數(shù)，可適用于對(duì)海事四代通信信息的監(jiān)控，獲取海事四代通信情報(bào)，可廣泛應(yīng)用于反恐維穩(wěn)和軍事斗爭(zhēng)領(lǐng)域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0069]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0070]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收系統(tǒng)中第一衛(wèi)星接收機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0071]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收系統(tǒng)中第一衛(wèi)星接收機(jī)的具體硬件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0072]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收系統(tǒng)中第二衛(wèi)星接收機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0073]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收系統(tǒng)中第二衛(wèi)星接收機(jī)的具體硬件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0074]圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收系統(tǒng)中第三衛(wèi)星接收機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0075]圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收系統(tǒng)中第三衛(wèi)星接收機(jī)的具體硬件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0076]圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0077]下面通過具體的實(shí)施例子并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0078]參見圖1，本發(fā)明實(shí)例提供了一種海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收系統(tǒng)I，包括上位機(jī)10和衛(wèi)星接收平臺(tái)20，所述上位機(jī)10與所述衛(wèi)星接收平臺(tái)20用網(wǎng)口通信連接，其中:
[0079]所述衛(wèi)星接收平臺(tái)20包括第一衛(wèi)星接收機(jī)21、第二衛(wèi)星接收機(jī)22以及第三衛(wèi)星接收機(jī)23，其中:
[0080]所述第一衛(wèi)星接收機(jī)21，用于對(duì)一路全球波束信道和一路區(qū)域波束信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理；
[0081]所述第二衛(wèi)星接收機(jī)22，用于對(duì)窄點(diǎn)波束信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理；
[0082]所述第三衛(wèi)星接收機(jī)23，用于對(duì)反向申請(qǐng)和業(yè)務(wù)信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理。[0083]需要說明的是:在本發(fā)明實(shí)施例中，海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收系統(tǒng)包括上位機(jī)和衛(wèi)星接收平臺(tái)兩個(gè)主要部分，衛(wèi)星接收機(jī)接收處理衛(wèi)星信號(hào)，上位機(jī)負(fù)責(zé)對(duì)各接收機(jī)工作狀態(tài)的控制。
[0084]三種衛(wèi)星接收機(jī)接收衛(wèi)星通信信號(hào)并進(jìn)行預(yù)處理操作(包括功率放大、模數(shù)轉(zhuǎn)化和濾波等處理)；首先，第一衛(wèi)星接收機(jī)，用于對(duì)一路全球波束信道和一路區(qū)域波束信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理；第二衛(wèi)星接收機(jī)，用于對(duì)窄點(diǎn)波束信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理；第三衛(wèi)星接收機(jī)，用于對(duì)反向申請(qǐng)和業(yè)務(wù)信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理。三種接收機(jī)主要由全球波束信道處理軟件、區(qū)域波束信道處理軟件、窄點(diǎn)波束信道處理軟件、申請(qǐng)信道處理軟件和通信軟件組成，各類信道處理軟件分別嵌入到FPGA芯片和DSP芯片中完成各自功能(每個(gè)衛(wèi)星接收機(jī)都配置有上述類似的硬件)。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，第一衛(wèi)星接收機(jī)主要負(fù)責(zé)I路全球波束信道和I路區(qū)域波束信道的解析，其中FPGA主要完成兩個(gè)通道信道的數(shù)字下變頻、濾波抽取、頻率校正、同步字匹配等處理；兩個(gè)DSP分別完成對(duì)全球和區(qū)域波束信道的信道譯碼、解擾和通信。第二衛(wèi)星接收機(jī)主要負(fù)責(zé)對(duì)窄點(diǎn)信道的解析，其中FPGA主要完成I個(gè)窄點(diǎn)信道的數(shù)字下變頻、濾波抽取、頻率校正、同步字匹配等處理；兩個(gè)DSP共同完成對(duì)窄點(diǎn)信道的譯碼、解擾和通信。第三衛(wèi)星接收機(jī)主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)反向申請(qǐng)和業(yè)務(wù)信道的解析，其中FPGA主要完成系統(tǒng)一路反向申請(qǐng)和一路反向業(yè)務(wù)信道的數(shù)字下變頻、濾波抽取等處理；兩個(gè)DSP分別完成信道解調(diào)、譯碼等功能。
[0085]本發(fā)明實(shí)施例中接收機(jī)平臺(tái)硬件主要采用當(dāng)今比較高端、性能相對(duì)穩(wěn)定FPGA、DSP等大規(guī)模集成芯片(上述芯片集成在控制主板上，上述控制主板還包括其他元器件，例如接口裝置，外圍電路和串口)，具有對(duì)模擬信號(hào)數(shù)字采樣、數(shù)字信號(hào)處理、基帶信號(hào)調(diào)制等功能，可以通過下載解調(diào)解碼軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)海事衛(wèi)星信號(hào)的解析。
[0086]參見圖2和圖3，較佳地，所述第一衛(wèi)星接收機(jī)21包括第一 FPGA芯片210和兩個(gè)第一 DSP芯片211，其中:
[0087]所述第一 FPGA芯片，用于對(duì)全球波束信道和區(qū)域波束信道這兩個(gè)通信信道的數(shù)字下變頻、濾波抽取、頻率校正、同步字匹配和相偏補(bǔ)償處理；
[0088]所述第一 FPGA芯片包括下變頻處理模塊、濾波處理模塊、頻偏測(cè)量模塊、同步字匹配模塊和相偏補(bǔ)償模塊，其中:
[0089]所述下變頻處理模塊，用于對(duì)全球波束信道和區(qū)域波束信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)的中頻信號(hào)進(jìn)行混頻操作搬移至基帶信號(hào)，將混頻處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至所述濾波處理模塊；
[0090]所述濾波處理模塊包括CIC抽取濾波器和HB抽取濾波器以及FIR整形濾波器，用于對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行抽取濾波處理操作，將濾波處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至頻偏測(cè)量模塊；
[0091]所述頻偏測(cè)量模塊，用于對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)頻偏進(jìn)行初步測(cè)量，并反饋給所述下變頻處理模塊進(jìn)行頻偏收斂；
[0092]所述同步字匹配模塊，用于對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行同步字匹配操作，并發(fā)送給相偏補(bǔ)償模塊；
[0093]所述相偏補(bǔ)償模塊，用于對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行相偏補(bǔ)償操作，并將相偏處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送給所述第一 DSP芯片；[0094]所述兩個(gè)第一 DSP芯片還用于對(duì)FPGA發(fā)送過來的全球波束信道和區(qū)域波束信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解交織、Turbo譯碼、解擾、CRC校驗(yàn)和信息解析處理，從而完成全球波束信道和區(qū)域波束信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的信息還原操作。
[0095]需要說明的是，在本發(fā)明實(shí)施例中，其中FPGA主要完成兩個(gè)通道信道的數(shù)字下變頻、濾波抽取、頻率校正、同步字匹配等處理；兩個(gè)DSP分別完成對(duì)全球和區(qū)域波束信道的信道譯碼、解擾和通信。
[0096]具體地，(I)全球波束信道的解析:通數(shù)字下變頻將ADC采樣的中頻信號(hào)變到基帶信號(hào)，根據(jù)采樣速率與振鈴信道速率的關(guān)系通過“CIC抽取濾波器”和“HB抽取濾波器”相結(jié)合的方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行高效、低時(shí)延的抽取，以降低采樣率，減小運(yùn)算量。成型濾波器的設(shè)計(jì)是能否正確恢復(fù)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵，根據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)采用與發(fā)射端相同參數(shù)的平方根升余弦滾降濾波器，很好的完成對(duì)信號(hào)的匹配濾波。為校正信號(hào)頻偏采用“頻偏檢測(cè)模塊”實(shí)時(shí)測(cè)量基帶信號(hào)頻偏，并適時(shí)反饋到前段數(shù)字下變頻模塊，達(dá)到與系統(tǒng)頻率同步的目的。該系統(tǒng)中信息流以若干碼元組成一幀，以幀為單位進(jìn)行信息出傳輸。為實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的同步接收，通過對(duì)同步碼波形進(jìn)行滑動(dòng)相關(guān)運(yùn)算，將相關(guān)峰值對(duì)應(yīng)的一組作為最佳抽樣點(diǎn)，并完成對(duì)信息的位同步。然后以導(dǎo)頻作為參考，確定序列初始相位。
[0097](2)區(qū)域波束信道的解析:區(qū)域波束與全球波束信道參數(shù)有所差異，結(jié)合其具體信道參數(shù)設(shè)計(jì)各個(gè)模塊，以相似的步驟完成對(duì)區(qū)域信號(hào)的解析。
[0098]參見圖4和圖5，較佳地，所述第二衛(wèi)星接收機(jī)22包括第二 FPGA芯片220和兩個(gè)第二 DSP芯片221，其中:
[0099]所述第二 FPGA芯片，用于對(duì)窄點(diǎn)信道的數(shù)字下變頻、濾波抽取、頻率校正、同步字匹配和相偏補(bǔ)償處理；所述兩個(gè)第二 DSP芯片，用于共同完成對(duì)窄點(diǎn)信道的譯碼、解擾和通信操作；
[0100]所述第二 FPGA芯片包括下變頻處理模塊、濾波處理模塊、頻偏測(cè)量模塊、同步字匹配模塊和相偏補(bǔ)償模塊，其中:
[0101]所述下變頻處理模塊，用于對(duì)窄點(diǎn)信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)的中頻信號(hào)進(jìn)行混頻操作搬移至基帶信號(hào)，將混頻處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至所述濾波處理模塊；
[0102]所述濾波處理模塊包括CIC抽取濾波器和HB抽取濾波器以及FIR整形濾波器，用于對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行抽取濾波處理操作，將濾波處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至頻偏測(cè)量模塊；
[0103]所述頻偏測(cè)量模塊，用于對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)頻偏進(jìn)行初步測(cè)量，并反饋給所述下變頻處理模塊進(jìn)行頻偏收斂；
[0104]所述同步字匹配模塊，用于對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行同步字匹配操作，并發(fā)送給相偏補(bǔ)償模塊；
[0105]所述相偏補(bǔ)償模塊，用于對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行相偏補(bǔ)償操作，并將相偏處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送給所述第二 DSP芯片；
[0106]所述兩個(gè)第二 DSP芯片還用于共同對(duì)FPGA發(fā)送過來的窄點(diǎn)信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解交織、Turbo譯碼、解擾、CRC校驗(yàn)和信息解析處理，從而完成窄點(diǎn)信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的信息還原操作。
[0107]需要說明的是，窄點(diǎn)波束信道的解析:與其他信道相比，窄點(diǎn)波束信道速率較高，需要兩個(gè)DSP并行處理方可完成對(duì)一個(gè)窄點(diǎn)信道的處理。
[0108]參見圖6和圖7，較佳地，所述第三衛(wèi)星接收機(jī)23包括第三FPGA芯片230和兩個(gè)第三DSP芯片231，其中:
[0109]所述第三FPGA芯片230，用于完成系統(tǒng)一路反向申請(qǐng)和一路反向業(yè)務(wù)信道的數(shù)字下變頻、濾波抽取、信號(hào)通道判斷、同步字匹配和FIFO處理；
[0110]所述下變頻處理模塊，用于對(duì)一路反向申請(qǐng)和一路反向業(yè)務(wù)信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)的中頻信號(hào)進(jìn)行混頻操作搬移至基帶信號(hào)，將混頻處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至所述濾波處理模塊；
[0111]所述濾波處理模塊包括CIC抽取濾波器和HB抽取濾波器以及FIR整形濾波器，用于對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行抽取濾波處理操作，將濾波處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至頻偏測(cè)量模塊；
[0112]所述信號(hào)通道判斷模塊，用于對(duì)兩路信號(hào)分別進(jìn)行并行處理，實(shí)時(shí)確定信號(hào)來源，并將信號(hào)送到同步字匹配模塊中；
[0113]所述同步字匹配模塊，用于對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行同步字匹配操作，并發(fā)送給FIFO處理模塊；
[0114]所述FIFO處理模塊，用于根據(jù)接收后的衛(wèi)星通信信號(hào)創(chuàng)建同進(jìn)同出隊(duì)列；根據(jù)同進(jìn)同出隊(duì)列還原每一個(gè)數(shù)據(jù)幀的通信信號(hào)，并發(fā)送給第三DSP芯片；
[0115]所述兩個(gè)第三DSP芯片，還用于對(duì)FPGA發(fā)送過來的一路反向申請(qǐng)和一路反向業(yè)務(wù)信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解交織、Turbo譯碼、解擾、CRC校驗(yàn)和信息解析處理，從而完成一路反向申請(qǐng)和一路反向業(yè)務(wù)信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的信息還原操作。
[0116]需要說明的是，(I)申請(qǐng)信道的解析:根據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)申請(qǐng)信道可能會(huì)出現(xiàn)在兩個(gè)相鄰的信道中，為提高算法效率節(jié)約資源。首先對(duì)兩路信號(hào)分別進(jìn)行并行處理，然后通過“通過信號(hào)通道判斷”模塊實(shí)時(shí)確定信號(hào)來源，并將信號(hào)送到同步字匹配模塊中進(jìn)行進(jìn)一步處理。DSPl對(duì)FPGA發(fā)送過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行QPSK解調(diào)、Turbo譯碼、解擾、校驗(yàn)即可完成消息的還原。
[0117](2)業(yè)務(wù)信道的解析:業(yè)務(wù)信道可能會(huì)有兩種信道類型，所以根據(jù)通信信令確定其信道類型，在程序中選擇其一進(jìn)行處理。
[0118]其中，DSP2對(duì)FPGA發(fā)送過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行QPSK或16QAM解調(diào)、Turbo譯碼、解擾、校驗(yàn)即可完成消息的還原。
[0119]需要說明的是，F(xiàn)IFO處理模塊，用于根據(jù)接收后的衛(wèi)星通信信號(hào)創(chuàng)建同進(jìn)同出隊(duì)列列表；幀同步計(jì)數(shù)器，用于在初始接收對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)時(shí)，設(shè)置幀同步計(jì)數(shù)器初值，進(jìn)行計(jì)時(shí)操作，計(jì)算得到同進(jìn)同出隊(duì)列列表中每一個(gè)數(shù)據(jù)幀的通信信號(hào)的隊(duì)列幀號(hào)和時(shí)隙號(hào)；
[0120]所述DSP芯片對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行采樣點(diǎn)選擇，校正頻偏，校正相偏，解調(diào)，解交織，譯碼，CRC校驗(yàn)和信息解析處理；在對(duì)當(dāng)前衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行解析的同時(shí)，獲取并查詢同進(jìn)同出隊(duì)列列表中當(dāng)前數(shù)據(jù)幀的通信信號(hào)的隊(duì)列幀號(hào)和時(shí)隙號(hào)，計(jì)算將當(dāng)前數(shù)據(jù)幀的通信信號(hào)對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星接收機(jī)內(nèi)DSP芯片的時(shí)鐘信號(hào)的偏移補(bǔ)償量，并反饋所述偏移補(bǔ)償量到幀同步計(jì)數(shù)器；幀同步計(jì)數(shù)器，還用于根據(jù)所述偏移補(bǔ)償量，對(duì)調(diào)整衛(wèi)星接收機(jī)內(nèi)DSP芯片的時(shí)鐘信號(hào)，經(jīng)過偏移補(bǔ)償后，完成衛(wèi)星接收機(jī)內(nèi)DSP芯片的時(shí)鐘信號(hào)與衛(wèi)星通信信號(hào)的同步操作。[0121]較佳地，所述上位機(jī)為PC ；
[0122]所述上位機(jī)分別與多個(gè)衛(wèi)星接收機(jī)通過RJ45網(wǎng)口連接。
[0123]具體地，上述上位機(jī)為包括計(jì)算機(jī)或是工控機(jī)的控制系統(tǒng)，可以接收衛(wèi)星通信數(shù)據(jù)。上述FPGA芯片還可以外接其他通訊接口，包括網(wǎng)絡(luò)接口(例如:RJ45)、串行通信接口等接口。上述RS232或RS485總線方式連接只是其中一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案，還可能使LAN網(wǎng)絡(luò)或是以太網(wǎng)連接等其他通訊方式，本發(fā)明實(shí)例對(duì)此不再一一贅述。
[0124]另外，F(xiàn)PGA芯片作為控制核心元件，集成了上述各種模塊，用于實(shí)現(xiàn)不同的功能。FPGA芯片在基于MCU發(fā)展過來的高性能微控制器，較佳地，其采用如下配置:CPU高達(dá)500，000門邏輯單元資源；時(shí)鐘分50MHz有源晶振和12MHz有源晶振；64M SDRAM16位數(shù)據(jù)接口 ；容量為4Mbit的256Kxl6Bit的SRAM告訴存儲(chǔ)器；8Mbits of SPI串行flash存儲(chǔ)器，可做FPGA配置存儲(chǔ)器；獨(dú)立的JPAG接口 ；因此FPGA芯片具有高性能運(yùn)算處理能力，例如:能夠快速處理衛(wèi)星通信信號(hào)并進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算。
[0125]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該可以理解，開發(fā)人員可以利用硬件描述語言(例如=VerilogHDL硬件編程語言)進(jìn)行FPGA芯片功能開發(fā)，或通過相關(guān)軟件(例如=Quartues I1、verilog)來實(shí)現(xiàn)配置預(yù)設(shè)編碼參數(shù)信息(例如:對(duì)于各項(xiàng)信道編碼參數(shù)的存儲(chǔ)和設(shè)置)的設(shè)置并通過執(zhí)行程序來實(shí)現(xiàn)處理操作。開發(fā)人員將程序燒到FPGA芯片之后，將相關(guān)電路集成到控制主板上實(shí)現(xiàn)完整控制電路。
[0126]本發(fā)明實(shí)施例中的多種接收機(jī)采取閉環(huán)結(jié)構(gòu)，采用負(fù)反饋的方式完成與信號(hào)的頻率同步。首先接收機(jī)對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行AD采樣，與本地振蕩器NCO進(jìn)行正交混頻，經(jīng)過CIC和HB抽取濾波器后進(jìn)行低通濾波，形成16倍符號(hào)速率的1、Q兩路基帶信號(hào)。根據(jù)幀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，采用獨(dú)特字聯(lián)合DFT并行處理完成幀同步檢測(cè)和頻偏捕獲。將1、Q分成兩路，第一路通過自相關(guān)算法并行捕獲檢測(cè)到同步字，完成接收機(jī)與信號(hào)的幀同步；第二路通過對(duì)16倍符號(hào)速率的信號(hào)進(jìn)行64點(diǎn)DFT估算出頻偏的大概范圍，完成第一次粗頻偏校正。符號(hào)同步完成后進(jìn)行一次匹配濾波，送入精細(xì)校頻模塊完成剩余頻偏校正，并反饋到NCO修正頻偏。然后通過本地已知的UW與信號(hào)進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算，得到相位偏移，校正相位后將數(shù)據(jù)送往DSP中，進(jìn)行進(jìn)一步解調(diào)、譯碼、解擾和CRC校驗(yàn)。
[0127]具體可達(dá)到如下技術(shù)效果；
[0128]1.濾波器設(shè)計(jì):通數(shù)字下變頻將ADC采樣的中頻信號(hào)變到基帶信號(hào)，根據(jù)采樣速率與信道速率的關(guān)系通過“CIC抽取濾波器”和“HB抽取濾波器”相結(jié)合的方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行高效、低時(shí)延的抽取，以降低采樣率，減小運(yùn)算量。成型濾波器的設(shè)計(jì)是能否正確恢復(fù)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵，根據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)采用與發(fā)射端相同參數(shù)的平方根升余弦滾降濾波器，很好的完成對(duì)信號(hào)的初步濾波。
[0129]2.幀同步設(shè)計(jì):該系統(tǒng)中信息流以若干碼元組成一幀，以幀為單位進(jìn)行信息出傳輸。為了幀同步的需要，通信系統(tǒng)在幀頭插入同步字(UW)，它是長(zhǎng)度為40的雙極性已知序列，為實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的同步接收，利用這一特點(diǎn)通過對(duì)同步碼波形進(jìn)行滑動(dòng)相關(guān)運(yùn)算，將相關(guān)峰值對(duì)應(yīng)的一組作為最佳抽樣點(diǎn)，并完成對(duì)信息的幀同步。
[0130]3.頻率同步設(shè)計(jì):頻率同步采用多級(jí)校頻處理和閉環(huán)反饋的方式實(shí)現(xiàn)本地頻偏收斂。首先采用粗校頻模塊完成對(duì)信號(hào)頻偏的初步估計(jì)后，通過匹配濾波模塊根據(jù)信道參數(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行一次匹配濾波，以達(dá)到對(duì)信號(hào)無失真恢復(fù)的目的。然后在粗校頻的基礎(chǔ)上，在使用相同的方法，以粗校頻精度為范圍，進(jìn)行更高精度的頻偏估計(jì)，去除剩余頻偏，并將最終頻偏結(jié)果反饋到NCO中，逐步實(shí)現(xiàn)接收機(jī)頻偏收斂。采用逐級(jí)頻偏檢測(cè)配合匹配濾波的方法與單級(jí)頻偏處理相比，具有可以高效、準(zhǔn)確、節(jié)省資源的優(yōu)點(diǎn)，并可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的匹配濾波，達(dá)到最終匹配接收的目的。
[0131]4.相偏補(bǔ)償設(shè)計(jì):在完成幀同步的基礎(chǔ)上，通過對(duì)已知同步字序列相位的估計(jì)，完成對(duì)信號(hào)相偏的計(jì)算，通過對(duì)信號(hào)乘以旋轉(zhuǎn)因子達(dá)到相偏補(bǔ)償目的。
[0132]5.QPSK解調(diào):根據(jù)系統(tǒng)調(diào)制映射關(guān)系，完成判決解調(diào)。
[0133]6.Turbo譯碼:使用系統(tǒng)定義的交織和刪余表,采用MaxLog-map算法的完成譯碼，與SOVA算法相比糾錯(cuò)能力更優(yōu)。
[0134]7.解擾和校驗(yàn):最后，使用系統(tǒng)擾碼生成器和通信擾碼完成信息的解擾，以及CRC數(shù)據(jù)校驗(yàn)。
[0135]基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收方法，由于此方法解決問題的原理與前述一種海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收系統(tǒng)功能相似，因此該方法的實(shí)施可以通過前述系統(tǒng)功能模塊實(shí)現(xiàn)，重復(fù)之處不再贅述。
[0136]參見圖8，本發(fā)明還提供了一種海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收方法，包括如下步驟:
[0137]步驟S100、第一衛(wèi)星接收機(jī)對(duì)一路全球波束信道和一路區(qū)域波束信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理；
[0138]步驟S200、第二衛(wèi)星接收機(jī)對(duì)窄點(diǎn)波束信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理；
[0139]步驟S300、第三衛(wèi)星接收機(jī)對(duì)反向申請(qǐng)和業(yè)務(wù)信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理。
[0140]較佳地，所述第一衛(wèi)星接收機(jī)對(duì)一路全球波束信道和一路區(qū)域波束信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理，具體包括如下步驟:
[0141]所述第一 FPGA芯片中的所述下變頻處理模塊對(duì)全球波束信道和區(qū)域波束信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)的中頻信號(hào)進(jìn)行混頻操作搬移至基帶信號(hào)，將混頻處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至所述濾波處理模塊；
[0142]所述第一 FPGA芯片中的所述濾波處理模塊對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行抽取濾波處理操作，將濾波處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至頻偏測(cè)量模塊；
[0143]所述第一 FPGA芯片中的所述頻偏測(cè)量模塊對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)頻偏進(jìn)行初步測(cè)量，并反饋給所述下變頻處理模塊進(jìn)行頻偏收斂；
[0144]所述第一 FPGA芯片中的所述同步字匹配模塊對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行同步字匹配操作，并發(fā)送給相偏補(bǔ)償模塊；
[0145]所述第一 FPGA芯片中的所述相偏補(bǔ)償模塊對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行相偏補(bǔ)償操作，并將相偏處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送給所述第一 DSP芯片；
[0146]所述兩個(gè)第一 DSP芯片還對(duì)FPGA發(fā)送過來的全球波束信道和區(qū)域波束信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解交織、Turbo譯碼、解擾、CRC校驗(yàn)和信息解析處理，從而完成全球波束信道和區(qū)域波束信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的信息還原操作。
[0147]較佳地，所述第二衛(wèi)星接收機(jī)對(duì)窄點(diǎn)波束信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理，具體包括如下步驟:
[0148]所述第二 FPGA芯片中的所述下變頻處理模塊對(duì)窄點(diǎn)信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)的中頻信號(hào)進(jìn)行混頻操作搬移至基帶信號(hào)，將混頻處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至所述濾波處理模塊；
[0149]所述第二 FPGA芯片中所述濾波處理模塊對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行抽取濾波處理操作，將濾波處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至頻偏測(cè)量模塊；
[0150]所述第二 FPGA芯片中所述頻偏測(cè)量模塊對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)頻偏進(jìn)行初步測(cè)量，并反饋給所述下變頻處理模塊進(jìn)行頻偏收斂；
[0151]所述第二 FPGA芯片中所述同步字匹配模塊對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行同步字匹配操作，并發(fā)送給相偏補(bǔ)償模塊；
[0152]所述第二 FPGA芯片中所述相偏補(bǔ)償模塊對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行相偏補(bǔ)償操作，并將相偏處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送給所述第二 DSP芯片；
[0153]所述兩個(gè)第二 DSP芯片還共同對(duì)FPGA發(fā)送過來的窄點(diǎn)信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解交織、Turbo譯碼、解擾、CRC校驗(yàn)和信息解析處理，從而完成窄點(diǎn)信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的信息還原操作。
[0154]較佳地，所述第三衛(wèi)星接收機(jī)對(duì)反向申請(qǐng)和業(yè)務(wù)信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理，具體包括如下步驟:
[0155]所述第三FPGA芯片中所述下變頻處理模塊對(duì)一路反向申請(qǐng)和一路反向業(yè)務(wù)信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)的中頻信號(hào)進(jìn)行混頻操作搬移至基帶信號(hào)，將混頻處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至所述濾波處理模塊；
[0156]所述第三FPGA芯片中所述濾波處理模塊對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行抽取濾波處理操作，將濾波處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至頻偏測(cè)量模塊；
[0157]所述第三FPGA芯片中所述信號(hào)通道判斷模塊對(duì)兩路信號(hào)分別進(jìn)行并行處理，實(shí)時(shí)確定信號(hào)來源，并將信號(hào)送到同步字匹配模塊中；
[0158]所述第三FPGA芯片中所述同步字匹配模塊對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行同步字匹配操作，并發(fā)送給FIFO處理模塊；
[0159]所述第三FPGA芯片中所述FIFO處理模塊根據(jù)接收后的衛(wèi)星通信信號(hào)創(chuàng)建同進(jìn)同出隊(duì)列；根據(jù)同進(jìn)同出隊(duì)列還原每一個(gè)數(shù)據(jù)幀的通信信號(hào)，并發(fā)送給第三DSP芯片；
[0160]所述兩個(gè)第三DSP芯片還對(duì)FPGA發(fā)送過來的一路反向申請(qǐng)和一路反向業(yè)務(wù)信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解交織、Turbo譯碼、解擾、CRC校驗(yàn)和信息解析處理，從而完成一路反向申請(qǐng)和一路反向業(yè)務(wù)信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的信息還原操作。
[0161]本發(fā)明實(shí)施例提供的海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收系統(tǒng)及方法，具有用途廣泛，集成度高，體積小巧，結(jié)構(gòu)可靠、工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，可以完成對(duì)全球波束信道和區(qū)域波束信道兩種信道的接收和解析處理。
[0162]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收系統(tǒng)，其特征在于，包括上位機(jī)和衛(wèi)星接收平臺(tái)，所述上位機(jī)與所述衛(wèi)星接收平臺(tái)網(wǎng)口通信連接，其中: 所述衛(wèi)星接收平臺(tái)包括第一衛(wèi)星接收機(jī)、第二衛(wèi)星接收機(jī)以及第三衛(wèi)星接收機(jī)，其中: 所述第一衛(wèi)星接收機(jī)，用于對(duì)一路全球波束信道和一路區(qū)域波束信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理； 所述第二衛(wèi)星接收機(jī)，用于對(duì)窄點(diǎn)波束信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理； 所述第三衛(wèi)星接收機(jī)，用于對(duì)反向申請(qǐng)和業(yè)務(wù)信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理。
2.如權(quán)利要求1所述的海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收系統(tǒng)，其特征在于， 所述第一衛(wèi)星接收機(jī)包括第一 FPGA芯片和兩個(gè)第一 DSP芯片，其中: 所述第一 FPGA芯片，用于對(duì)全球波束信道和區(qū)域波束信道這兩個(gè)通信信道的數(shù)字下變頻、濾波抽取、頻率校正、同步字匹配和相偏補(bǔ)償處理； 所述第一 FPGA芯片包括下變頻處理模塊、濾波處理模塊、頻偏測(cè)量模塊、同步字匹配模塊和相偏補(bǔ)償模塊，其中: 所述下變頻處理模塊，用于對(duì)全球波束信道和區(qū)域波束信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)的中頻信號(hào)進(jìn)行混頻操作搬移至基帶信號(hào)，將混頻處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至所述濾波處理模塊； 所述濾波處理模塊包括CIC抽取濾波器和HB抽取濾波器以及FIR整形濾波器，用于對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行抽取濾波處理操作，將濾波處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至頻偏測(cè)量模塊； 所述頻偏測(cè)量模塊，用于對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)頻偏進(jìn)行初步測(cè)量，并反饋給所述下變頻處理模塊進(jìn)行頻偏收斂； 所述同步字匹配模塊，用于對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行同步字匹配操作，并發(fā)送給相偏補(bǔ)償模塊； 所述相偏補(bǔ)償模塊，用于對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行相偏補(bǔ)償操作，并將相偏處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送給所述第一 DSP芯片； 所述兩個(gè)第一 DSP芯片還用于對(duì)FPGA發(fā)送過來的全球波束信道和區(qū)域波束信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解交織、Turbo譯碼、解擾、CRC校驗(yàn)和信息解析處理，從而完成全球波束信道和區(qū)域波束信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的信息還原操作。
3.如權(quán)利要求2所述的海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收系統(tǒng)，其特征在于， 所述第二衛(wèi)星接收機(jī)包括第二 FPGA芯片和兩個(gè)第二 DSP芯片，其中: 所述第二 FPGA芯片，用于對(duì)窄點(diǎn)信道的數(shù)字下變頻、濾波抽取、頻率校正、同步字匹配和相偏補(bǔ)償處理；所述兩個(gè)第二 DSP芯片，用于共同完成對(duì)窄點(diǎn)信道的譯碼、解擾和通信操作； 所述第二 FPGA芯片包括下變頻處理模塊、濾波處理模塊、頻偏測(cè)量模塊、同步字匹配模塊和相偏補(bǔ)償模塊，其中: 所述下變頻處理模塊，用于對(duì)窄點(diǎn)信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)的中頻信號(hào)進(jìn)行混頻操作搬移至基帶信號(hào)，將混頻處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至所述濾波處理模塊；所述濾波處理模塊包括Cic抽取濾波器和HB抽取濾波器以及FIR整形濾波器，用于對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行抽取濾波處理操作，將濾波處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至頻偏測(cè)量模塊； 所述頻偏測(cè)量模塊，用于對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)頻偏進(jìn)行初步測(cè)量，并反饋給所述下變頻處理模塊進(jìn)行頻偏收斂； 所述同步字匹配模塊，用于對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行同步字匹配操作，并發(fā)送給相偏補(bǔ)償模塊； 所述相偏補(bǔ)償模塊，用于對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行相偏補(bǔ)償操作，并將相偏處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送給所述第二 DSP芯片； 所述兩個(gè)第二 DSP芯片還用于共同對(duì)FPGA發(fā)送過來的窄點(diǎn)信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解交織、Turbo譯碼、解擾、CRC校驗(yàn)和信息解析處理，從而完成窄點(diǎn)信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的信息還原操作。
4.如權(quán)利要求3所述的海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收系統(tǒng)，其特征在于， 所述第三衛(wèi)星接收機(jī)包括第三FPGA芯片和兩個(gè)第三DSP芯片，其中: 所述第三FPGA芯片，用于完成系統(tǒng)一路反向申請(qǐng)和一路反向業(yè)務(wù)信道的數(shù)字下變頻、濾波抽取、信號(hào)通道判斷、同步字匹配和FIFO處理； 所述第三FPGA芯片包括下變頻處理模塊、濾波處理模塊、信號(hào)通道判斷模塊、同步字匹配模塊、FIFO處理模塊，其中: 所述下變頻處理模塊，用于對(duì)一路反向申請(qǐng)和一路反向業(yè)務(wù)信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)的中頻信號(hào)進(jìn)行混頻操作搬移至基帶信號(hào)，將混頻處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至所述濾波處理模塊； 所述濾波處理模塊包括CIC抽取濾波器和HB抽取濾波器以及FIR整形濾波器，用于對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行抽取濾波處理操作，將濾波處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至頻偏測(cè)量模塊； 所述信號(hào)通道判斷模塊，用于對(duì)兩路信號(hào)分別進(jìn)行并行處理，實(shí)時(shí)確定信號(hào)來源，并將信號(hào)送到同步字匹配模塊中； 所述同步字匹配模塊，用于對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行同步字匹配操作，并發(fā)送給FIFO處理模塊； 所述FIFO處理模塊，用于根據(jù)接收后的衛(wèi)星通信信號(hào)創(chuàng)建同進(jìn)同出隊(duì)列；根據(jù)同進(jìn)同出隊(duì)列還原每一個(gè)數(shù)據(jù)幀的通信信號(hào)，并發(fā)送給第三DSP芯片； 所述兩個(gè)第三DSP芯片，還用于對(duì)FPGA發(fā)送過來的一路反向申請(qǐng)和一路反向業(yè)務(wù)信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解交織、Turbo譯碼、解擾、CRC校驗(yàn)和信息解析處理，從而完成一路反向申請(qǐng)和一路反向業(yè)務(wù)信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的信息還原操作。
5.如權(quán)利要求1所述的海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收系統(tǒng)，其特征在于， 所述上位機(jī)為PC ； 所述上位機(jī)分別與多個(gè)衛(wèi)星接收機(jī)通過RJ45網(wǎng)口連接。
6.一種海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收方法，其特征在于，包括如下步驟: 第一衛(wèi)星接收機(jī)對(duì)一路全球波束信道和一路區(qū)域波束信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理；第二衛(wèi)星接收機(jī)對(duì)窄點(diǎn)波束信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理； 第三衛(wèi)星接收機(jī)對(duì)反向申請(qǐng)和業(yè)務(wù)信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理。
7.如權(quán)利要求6所述的海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收方法，其特征在于， 所述第一衛(wèi)星接收機(jī)對(duì)一路全球波束信道和一路區(qū)域波束信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理，具體包括如下步驟: 所述第一 FPGA芯片中的所述下變頻處理模塊對(duì)全球波束信道和區(qū)域波束信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)的中頻信號(hào)進(jìn)行混頻操作搬移至基帶信號(hào)，將混頻處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至所述濾波處理模塊； 所述第一 FPGA芯片中的所述濾波處理模塊對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行抽取濾波處理操作，將濾波處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至頻偏測(cè)量模塊； 所述第一 FPGA芯片中的所述頻偏測(cè)量模塊對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)頻偏進(jìn)行初步測(cè)量，并反饋給所述下變頻處理模塊進(jìn)行頻偏收斂； 所述第一 FPGA芯片中的所述同步字匹配模塊對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行同步字匹配操作，并發(fā)送給相偏補(bǔ)償模塊； 所述第一 FPGA芯片中的所述相偏補(bǔ)償模塊對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行相偏補(bǔ)償操作，并將相偏處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送給所述第一 DSP芯片； 所述兩個(gè)第一 DSP芯片還 對(duì)FPGA發(fā)送過來的全球波束信道和區(qū)域波束信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解交織、Turbo譯碼、解擾、CRC校驗(yàn)和信息解析處理，從而完成全球波束信道和區(qū)域波束信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的信息還原操作。
8.如權(quán)利要求7所述的海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收方法，其特征在于， 所述第二衛(wèi)星接收機(jī)對(duì)窄點(diǎn)波束信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理，具體包括如下步驟: 所述第二 FPGA芯片中的所述下變頻處理模塊對(duì)窄點(diǎn)信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)的中頻信號(hào)進(jìn)行混頻操作搬移至基帶信號(hào)，將混頻處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至所述濾波處理模塊； 所述第二 FPGA芯片中所述濾波處理模塊對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行抽取濾波處理操作，將濾波處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至頻偏測(cè)量模塊； 所述第二 FPGA芯片中所述頻偏測(cè)量模塊對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)頻偏進(jìn)行初步測(cè)量，并反饋給所述下變頻處理模塊進(jìn)行頻偏收斂； 所述第二 FPGA芯片中所述同步字匹配模塊對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行同步字匹配操作，并發(fā)送給相偏補(bǔ)償模塊； 所述第二 FPGA芯片中所述相偏補(bǔ)償模塊對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行相偏補(bǔ)償操作，并將相偏處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送給所述第二 DSP芯片； 所述兩個(gè)第二 DSP芯片還共同對(duì)FPGA發(fā)送過來的窄點(diǎn)信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解交織、Turbo譯碼、解擾、CRC校驗(yàn)和信息解析處理，從而完成窄點(diǎn)信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的信息還原操作。
9.如權(quán)利要求8所述的海事衛(wèi)星通信信號(hào)接收方法，其特征在于， 所述第三衛(wèi)星接收機(jī)對(duì)反向申請(qǐng)和業(yè)務(wù)信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的接收和解析處理，具體包括如下步驟:所述第三FPGA芯片中所述下變頻處理模塊對(duì)一路反向申請(qǐng)和一路反向業(yè)務(wù)信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)的中頻信號(hào)進(jìn)行混頻操作搬移至基帶信號(hào)，將混頻處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至所述濾波處理模塊； 所述第三FPGA芯片中所述濾波處理模塊對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行抽取濾波處理操作，將濾波處理后的衛(wèi)星通信信號(hào)發(fā)送至頻偏測(cè)量模塊； 所述第三FPGA芯片中所述信號(hào)通道判斷模塊對(duì)兩路信號(hào)分別進(jìn)行并行處理，實(shí)時(shí)確定信號(hào)來源，并將信號(hào)送到同步字匹配模塊中； 所述第三FPGA芯片中所述同步字匹配模塊對(duì)衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行同步字匹配操作，并發(fā)送給FIFO處理模塊； 所述第三FPGA芯片中所述FIFO處理模塊根據(jù)接收后的衛(wèi)星通信信號(hào)創(chuàng)建同進(jìn)同出隊(duì)列；根據(jù)同進(jìn)同出隊(duì)列還原每一個(gè)數(shù)據(jù)幀的通信信號(hào)，并發(fā)送給第三DSP芯片；
所述兩個(gè)第三DSP芯片還對(duì)FPGA發(fā)送過來的一路反向申請(qǐng)和一路反向業(yè)務(wù)信道中的衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解交織、Turbo譯碼、解擾、CRC校驗(yàn)和信息解析處理，從而完成一路反向申請(qǐng)和一路反向業(yè)務(wù)信道的衛(wèi)星通信信號(hào)的信息還原操作。
【文檔編號(hào)】H04B7/185GK103795456SQ201410046685
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年2月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月10日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:北京米波通信技術(shù)有限公司