CN104767560B - 便携式双通道测试调制设备及其调制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种便携式双通道测试调制设备及其调制方法，其中的设备包括：小型工控机平台、调制数字信号处理单元和调制模拟信号处理单元；小型工控机平台与调制数字信号处理单元连接，并且控制调制数字信号处理单元对输入的数据进行数字化调制处理；调制模拟信号处理单元与调制数字信号处理单元连接，用于对调制数字信号处理单元进行数字化调制处理后输出的数字调制信号进行模拟调制处理，以输出双频调制信号。利用本发明，可满足多种调制体制和高效编码、中频信号功率可调、内置噪声源、Doppler频移仿真、信号电气接口标准化、功耗小等技术要求，并实现高速双通道全数字化的调制双中频信号输出和设备的便携式设计。

Description

便携式双通道测试调制设备及其调制方法

技术领域

本发明涉及卫星地面数据接收站技术领域，更为具体地，涉及一种便携式双通道测试调制设备及其调制方法。

背景技术

随着对地观测技术及遥感应用需求发展，卫星有效载荷的时间分辨率、空间分辨率、辐射分辨率、光谱分辨率等不断提高，星地链路需要传输的数据量越来越大，所占用的带宽也越来越宽，但现有的星地链路却不能满足大数据量的传输，遥感信息与数据传输能力之间的矛盾日益凸显。

在对地观测卫星数据地面接收系统的上行信号链路中，一般将信号的编码、调制等通过测试调制设备进行，然后配合X、Ka频段上变频器实现X/Ka频段卫星信号的模拟。测试调制设备作为卫星地面数据接收系统上行链路的关键设备，其性能的好坏直接影响到上行链路的性能指标，同时也影响着信道链路检测的水平。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种便携式双通道测试调制设备及其调制方法，以满足多种调制体制和高效编码、中频信号功率可调、内置噪声源、Doppler频移仿真、信号电气接口标准化、功耗小等技术要求，并实现了高速双通道全数字化的调制双中频信号输出和设备的便携式设计。

本发明提供一种便携式双通道测试调制设备，包括小型工控机平台、调制数字信号处理单元和调制模拟信号处理单元；其中，

小型工控机平台与调制数字信号处理单元连接，并且控制调制数字信号处理单元对输入的数据进行数字化调制处理；其中，调制数字信号处理单元包括两块调制数字信号处理板卡，两块调制数字信号处理卡分别对输入的数据进行数字化调制处理，然后分别输出至调制模拟信号处理单元；

调制模拟信号处理单元与调制数字信号处理单元连接，用于对调制数字信号处理单元进行数字化调制处理后输出的数字调制信号进行模拟调制处理，以输出双频调制信号；其中，调制模拟信号处理单元包括两块不同中频频点的调制模拟信号处理板卡；

两块不同中频频点的调制模拟信号处理板卡分别对调制数字信号处理单元输出的数字调制信号进行滤波和程控衰减，实现两路中频信号的调制输出。

本发明还提供一种便携式双通道测试调制设备的调制方法，采用上述便携式双通道测试调制设备对输入的数据进行调制处理，方法包括：

通过小型工控机平台控制调制数字信号处理单元和调制模拟信号处理单元；

调制数字信号处理单元，利用两块调制数字信号处理板卡，分别对输入的数据进行数字化调制，生成数字调制信号，并传输至调制模拟信号处理单元；

调制模拟信号处理单元，利用两块不同中频频点的调制模拟信号处理板卡，分别对输入的数字调制信号和调制模拟信号处理板单元搭载的噪声源进行模拟信号处理，输出两路中频信号。

从上面的技术方案可知，本发明提供的便携式双通道测试调制设备及其调制方法，此设备可以通过网络控制完成多种数据源的基带输出、高效编码、调制中频输出、噪声叠加及Doppler频移等功能，最终实现双通道调制数据的中频信号输出(1.2GHz和1.5GHz的信号)；此设备的便携式设计，能够方便遥感卫星地面接收系统标校测试工作的开展，同时也为遥感卫星地面系统上行链路提供一种高效低成本的解决方法。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的便携式双通道测试调制设备逻辑结构框图；

图2为根据本发明实施例的便携式双通道测试调制设备功能流程框图；

图3为根据本发明实施例的调制数据信号处理板卡逻辑结构框图；

图4为根据本发明实施例的调制模拟信号处理板卡逻辑结构框图；

图5为根据本发明实施例的便携式双通道测试调制设备的调制方法流程示意图。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。

以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图对该设备的架构及各关键部件分析进一步的解释说明，且各个图例及说明并不构成对本发明实施例的限定。

针对前述现有存在的遥感信息与星地链路的数据传输能力之间的矛盾，现阶段国内外航天任务的星地数传链路多采用多种调制解调体制和高效编解码，并且由现在的S/X频段向Ka频段转变，以解决上述矛盾。因此，本发明提出了便携式双通道测试调制设备及其双路信号输出方法，研制了具有多种调制体制和高效编码的双通道高速测试调制设备，以满足多种调制体制和高效编码、中频信号功率可调、内置噪声源、Doppler频移仿真、信号电气接口标准化、功耗小等技术要求，并实现了高速双通道全数字化的调制双中频信号输出和设备的便携式设计。

以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

为了说明本发明提供的便携式双通道测试调制设备，图1示出了根据本发明实施例的便携式双通道测试调制设备逻辑结构。

如图1所示，本发明提供的便携式双通道测试调制设备，包括小型工控机平台、调制数字信号处理单元和调制模拟信号处理单元；调制数字信号处理单元包括两块调制数字信号处理卡，调制模拟信号处理板单元包括两块不同中频频点的调制模拟信号处理板卡。

小型工控机平台通过PCI-E总线与调制数字信号处理单元连接，并且控制调制数字信号处理单元对输入的数据进行数字化调制处理；调制模拟信号处理单元通过RS232接口接受调制数字信号处理单元的控制。

调制数字信号处理单元，用于对输入的数据进行数字化调制，实现调制数字信号的输出。调制数字信号处理单元包括两块调制数字信号处理板卡，分别为第一调制数字信号处理板卡和第二调制数字信号处理板卡；第一调制数字信号处理板卡和第二调制数字信号处理板卡分别对输入的数据进行数字化调制处理。

调制模拟信号处理板单元，用于对进行数字化调制处理后输出的数字调制信号进行模拟调制处理，以输出双频调制信号。

具体地，调制模拟信号处理单元的两块不同中频频点的调制模拟信号处理板卡分别对调制数字信号处理单元输出的数字调制信号进行滤波和程控衰减，实现两路中频信号的调制输出。

也就是说，调制模拟信号处理板单元包括两块不同中频频点的调制模拟信号处理板卡，分别为第一调制模拟信号处理板卡和第二调制模拟信号处理板卡。

其中，第一调制模拟信号处理板卡，用于对第一调制数字信号处理板卡输出的信号与预设的噪声源进行滤波和程控衰减等模拟信号处理，实现其中一路中频信号的调制输出；第二调制模拟信号处理板卡，用于对第二调制数字信号处理板卡输出的信号与噪声源的信号进行滤波和程控衰减等模拟信号处理，实现另一路中频信号的调制输出。

需要说明的是，本发明提供的便携式双通道测试调制设备能够输出两路不同的中频信号，可以根据实际情况输出需要的两路不同的中频信号，在本发明所示的实施例中，以1.2GHz调制模拟信号处理板卡为第一调制模拟信号处理板卡，1.5GHz调制模拟信号处理板卡为第二调制模拟信号处理板卡，最终输出1.2GHz和1.5GHz两路中频信号为例进行说明。

在图1所示的实施例中，小型工控机平台为主板加底板式的小型工控机平台，采用FPGA+DSP(FPGA：Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列；DSP：digitalsignal processing，数字信号处理)的可编程平台，能够实现灵活的编码、编码成帧、成形/匹配滤波、多种信号调制模式处理等功能，小型工控机平台包括系统硬盘、PCI-E插槽、CPU芯片、计算机平台、网卡、供电模块。

本发明提供的便携式双通道测试调制设备采用主板加底板式的小型工控机平台，系统硬盘采用RAID(RAID：Redundant Array of Independent Disk，独立冗余磁盘阵列)盘阵的固态硬盘；PCI-E插槽，与CPU芯片相连，为便携式双通道测试调制设备提供与外接设备的海量数据传输通道；网卡，用于网络通讯；供电模块，用于向主板加底板的小型工控机平台提供电源。

也就是说，便携式双通道测试调制设备采用主板加底板式的小型工控机架构，系统硬盘采用固态硬盘，数据硬盘采用RAID盘阵，并对插卡作了加固处理，对磁盘作减震处理，以保证调制设备在使用和运输过程中的稳定性和可靠性。

PCI-E插槽直接连接CPU芯片，可支持2GBps+2GBps的数据流量，为便携式双通道测试调制设备提供与外接设备的海量数据传输通道。企业级的系统硬盘、服务器级的电源，硬盘还提供减振安装支持，多种措施保证平台的可靠性。

计算机平台支持持续总速率达2000Mbps的本地基带数据文件播发，调制单元(在计算机平台控制下进行信号调制的调制数字信号处理卡和调制模拟信号处理卡)支持自主的数据播发和调制，二者配合可实现板载数据/PN7/PN10/PN11/PN15/PN23/PN31伪随机数据或真实遥感数据的仿真输出与调制处理，在19吋1/4宽度的4U机柜(4U 19英寸机箱是整机体积尺寸)单元内实现两通道的基带数据播发与调制的一体化。

在本发明的一个具体的实施例中，便携式双通道测试调制设备的小型工控机平台采用便携式的只相当于“标准19英寸机柜的1/4宽5U”的工控机，即宽111mm×高212mm×深420mm。完整安装2块通道调制卡的重量为6.9Kg，安装2块通道调制卡后的小型工控机平台的重量为6.9Kg，并配双肩背包可便携(携带主机、键盘和鼠标)。

小型工控机平台配8.4吋800*600显示器，其重量为小于500g，耗电小于600mA@5V。键盘和鼠标为无线超薄套装，键盘的重量小于300g，鼠标的重量小于100g；该设备在保证高性能(包括可扩展性)的同时能够实现设备的便携性，很大程度上能够方便户外标校塔测试工作的开展。

也就是说，在通过标校塔对卫星接收系统进行测试的过程中，标校塔一般在数公里甚至十几公里的空旷野外，但是现有的调制设备的机体一般为标准服务器架构，粗大笨重，给野外搬运与测量带来诸多便。本发明提供的便携式双通道测试调制设备采用便携式设计，充分考虑上述的工作需求，操作简便、体积小、重量轻，单人背包便可实现搬运。

在本发明中，具有多种调制体制和高效编码的便携式双通道测试调制设备与X、Ka频段上变频器配合可实现X/Ka频段卫星信号的模拟，并可用于遥感卫星数据接收系统的调试和测试。同时该设备可以输出1.2GHz和1.5GHz中频信号，直接对不同输入中频的解调设备的各项功能和性能指标进行测试。此外，双通道测试调制设备可模拟双极化的两路信号，用于双极化频率复用系统的调试和性能测试。为了具体说明便携式双通道测试调制设备的功能，图2示出了根据本发明实施例的便携式双通道测试调制设备功能流程。

在图2所示的实施例中，便携式双通道测试调制设备根据测试需要，在远程网络配置下对“卫星数据、伪随机数据、板载数据和外部输入数据”按照CCSDS-AOS(CCSDS：Consultative Committee for Space Data Systems，国际空间数据系统咨询委员会；AOS：Advanced Orbiting System，高级在轨数据系统)标准进行打包、加扰码以及星座映射或LDPC(LDPC：Low Density Parity Check Code，低密度奇偶校验码)编码，然后经过Viterbi(译码器)卷积编码(根据实际情况也可以不进行卷积编码)及差分编码后，再载波生成及信号调制，实现各种模式的信号调制、输出电平控制(具体是指程控衰减与数字衰减)及Doppler频移仿真(可选)；然后与噪声源(可选)进行混合，最后输出1.2GHz和1.5GHz两种中频调制信号。

在上述便携式双通道测试调制设备功能流程中，便携式双通道测试调制设备通过调制数字信号处理单元和调制模拟信号处理板单元对上述各种数据进行处理，最后输出1.2GHz和1.5GHz两路中频信号。

为了详细说明调制数据信号处理板卡的原理，图3示出了根据本发明实施例的调制数据信号处理板卡逻辑结构。

如图3所示，调制数字信号处理板卡通过PCI-E总线与主控制平台连接。在FPGA+DSP主控制平台上采用4.0Gsps的数字模拟转换器，实现中频的全数字化，软件无线电的较高水平。调制数字信号处理板卡的信号主链路由FPGA、数据选择(ECL(Emitter-CoupledLogic，发射极耦合逻辑)数据、大尺寸卫星/测试数据、内部的伪随机数据、板卡内部512MB的测试循环播发数据)、编码成帧、星座映射、成形滤波或LPF(Low Pass Filter，低通滤波器)、重采样、调制、Doppler频移仿真、数字衰减、4GspsDAC(数字模拟转换)、差分LPF等模块组成，在小型工控机平台的控制下实现1.2GHz和1.5GHz信号的调制输出。

具体地，调制数字信号处理板卡包括：数据选择模块，用于对卫星原始数据、伪随机数据、板载数据和外部数据进行选择输出，其中，前两者存贮在系统固态硬盘中，板载数据存贮在调制数字处理板卡的SDRAM中，外部数据则来自外部ECL信号输入。数据传输管理模块，用于将卫星原始数据传输到数据选择模块；伪随机数据发生器，用于将伪随机数据传输到数据选择模块；编码成帧模块，用于对数据选择模块选择输出的数据进行编码成帧，其中的编码包括LDPC/RS编码、卷积编码、差分编码等方式；星座映射模块，用于对编码成帧模块编码成帧的数据进行星座映射，生成数字序列；成形滤波模块，用于对星座映射模块生成的数字序列进行滤波，成形脉冲序列；重采样模块，用于对成形滤波模块的脉冲序列进行重新采样；数字控制振荡器，用于在Doppler频移仿真模块控制下输出Doppler频移时钟，配合其他模块实现Doppler频移仿真；调制模块，用于对重采样模块重新采用产生的信号以及Doppler频移仿真的信号进行数字化调制，调制模式包括BPSK、QPSK、S/OQPSK、8PSK、16QAM、332APSK；数字衰减模块，用于对调制模块进行数字化调制后产生的信号进行数字衰减；数字模拟转换模块(DAC模块)，用于对数字衰减模块进行数字衰减所产生的信号以及时钟信号进行数字模拟转换；差分低通滤波模块，用于对数字模拟转换模块进行数字模拟转换所产生的信号进行差分低通滤波，输出数字调制信号，并将输出的数字调制信号传输给调制模拟信号处理单元；监控配置模块，用于接受本地/网络配置指令对各模块单元进行参数配置，监控调制数字信号处理板卡中所有模块的工作状态。

在图3的实施例中，调制数字信号处理板卡的数字信号调制处理过程：在小型工控机平台控制下对输入数据进行编码成帧(CCSDAS-AOS、RS(辐射抗干扰)、LDPC)、卷积编码、差分编码、星座映射、多种调制模式(BPSK、QPSK、S/OQPSK、8PSK、16QAM、332APSK)、成形滤波、重采样、数字化调制和数字衰减，最后通过DAC(数字模拟转换)实现模拟信号输出。NCO(数字控制振荡器)在Doppler模块的控制下输出Doppler频移时钟，配合其他模块实现了Doppler频移仿真。

其中，调制模块在重采样模块进行重新采样所产生的信号以及Doppler频移仿真的信号进行数字化调制的过程中，主板加底板式的小型工控机平台的FPGA输出40路的I、Q路信号，与40路经过Doppler频移仿真后的信号，在调制模块中相乘，输出20路的并行信号，以实现数字化调制。

为了详细说明调制模拟信号处理板单元的原理，调制模拟信号处理单元包括两块不同中频频点的调制模拟信号处理板卡，图4示出了根据本发明实施例的调制模拟信号处理板卡逻辑结构。

如图4所示，调制模拟信号处理板卡搭载10～2000MHz的噪声源，并通过RS232接口接受调制数字信号处理卡的控制。调制模拟信号处理板卡主要是对调制数字信号调制处理单元输出的数字调制信号进行滤波和程控衰减，滤除带外的谐波和干扰。调制模拟信号处理板卡包括控制单元、宽带低通滤波器、程控衰减器和合路器。

其中，程控衰减器包括第一程控衰减器和第二程控衰减器，第一程控衰减器与宽带低通滤波器相连，第二程控衰减器与预设的噪声源相连，预设的噪声源是指调制模拟信号处理板卡搭载10～2000MHz的噪声源，在本发明中预设的噪声源皆指调制模拟信号处理板卡搭载10～2000MHz的噪声源。

具体地，宽带低通滤波器，用于对调制数字信号处理单元进行数字化调制处理后输出的数字调制信号进行滤波，以消除带外的谐波和干扰；第一程控衰减器，用于对经宽带低通滤波器滤波后的信号进行程控衰减；第二程控衰减器，用于对预设噪声源进行程控衰减；控制单元，用于控制第一程控衰减器、第二程控衰减器和预设噪声源；合路器，用于将第一程控衰减器和第二程控衰减器输出的信号进行合路处理。

在图4所示的实施例中，调制模拟制信号处理板卡的模拟信号调制处理过程为：调制模拟信号处理板卡对调制数字信号处理单元进行数字化调制处理后输出的数字调制信号，分别经过宽带低通滤波器和第一程控衰减器，并进入合路器；以及对调制模拟信号处理板卡搭载的噪声源经过第二程控衰减器，并进入合路器，合路器对进过第一程控衰减器和第二程控衰减器进入的两路信号进行混合，输出中频信号。

其中，调制模拟制信号处理板卡中的程控衰减和数字衰减组合可以实现分辨率高达0.01dB精度、范围54dB的幅度衰减信号输出。该调制模拟信号处理板卡搭载10～2000MHz的噪声源，通过RS232接口接受调制数字信号处理卡的控制，输出电平经程控衰减控制-105～-135dBm，实现峰值达16dB的高斯白噪声信号输出。

其中，需要说明的是，调制模拟信号处理单元有两张调制模拟信号处理板卡，区别在对1.2GHz和1.5GHz调制中频信号的宽带低通滤波器不同，也就是说，在调制模拟信号处理板卡中，不同的规格的宽带低通滤波器就会对调制数字信号处理板卡进行数字化调制处理后输出的数字调制信号进行过滤不同的信号，因此，使用不同规格的宽带低通滤波器就会有不同中频频点的调制模拟信号处理板卡，在本发明所示的实施例中，其中一张调制模拟信号处理板卡输出1.2GHz调制中频信号，另外一张调制模拟信号处理板卡输出1.5GHz调制中频信号，本发明提供的便携式双通道测试调制设备不仅仅能够输出1.2GHz和1.5GHz调制中频信号，还能够根据实际需要情况输出两路不同的中频信号。

从图1至图4共同所示的实施例可以看出，便携式双通道测试调制设备的多种调制模式(如：BPSK、QPSK、UQPSK、OQPSK、8PSK、16QAM、16APSK，支持32APSK扩展)、高效编码方式(如：LDPC、RS、Viterbi、差分编码、3～2000Mbps数据调制(如：调制符号率3～400Msps，步进：0.1Ksps)、成形滤波(如：升余弦滚降滤波，滚降系数0.0～1.0任意可调)、程控衰减、数字衰减、输出载波频率可选(1200MHz±320MHz及1500MHz±320MHz)、中频输出电平可调(-40dBm～0dBm，步进≤0.1dB)、Doppler频移仿真(Doppler频移：±2000KHz，Doppler频移变化率：25KHz/秒)，及噪声源(噪声带宽：10～2000MHz，噪声谱密度：-105～-135dBm/Hz，步进≤0.5dB)叠加等功能可以很好地满足未来低轨X/Ka遥感卫星系统的建设、升级需求。

本发明提供的便携式双通道测试调制设备的便携式设计，充分考虑野外使用的问题，相较于现有设备以服务器为主机的笨重设计，成套设备单人即可搬运。另外，此设备的高度软件无线电，全数字化处理，是基于中频直接采样的全FPGA+DSP数字信号处理器设计，设备可灵活配置及升级。

另外，此设备可集成两个1.2GHz和1.5GHz的通道集数据模拟、格式编排、编码、调制、噪声叠加及Doppler频移仿真测试等功能于一机箱内，实现了高度集成。

此外，此设备具有通用性，可支持卫星信道多种调制体系和编码标准，扩展能力强，因此无需更改硬件。

与上述便携式双通道测试调制设备相对应，本发明还提供一种便携式双通道测试调制设备的调制方法，图5示出了根据本发明实施例的便携式双通道测试调制设备的调制方法流程。

如图5所示，本发明提供的便携式双通道测试调制设备的调制方法，采用上述便携式双通道测试调制设备对输入的数据进行调制处理，具体方法流程包括：

S510：通过小型工控机平台控制调制数字信号处理单元和调制模拟信号处理单元；

S520：调制数字信号处理单元，利用两块调制数字信号处理板卡，分别对输入的数据进行数字化调制，生成数字调制信号，并传输至调制模拟信号处理单元；

S530：调制模拟信号处理单元，利用两块不同中频频点的调制模拟信号处理板卡，分别对输入的数字调制信号和调制模拟信号处理单元搭载的噪声源进行模拟信号处理，输出两路中频信号。

具体地，在调制数字信号处理板卡对输入的数据进行数字化调制的过程中，调制数字信号处理板卡对卫星原始数据、伪随机数据、板载数据和外部数据其中之一依次进行编码成帧、LDPC/RS编码、卷积编码、差分编码、星座映射、多种调制模式(BPSK、QPSK、S/OQPSK、8PSK、16QAM、332APSK)、成形滤波、重采样；以及，数字控制振荡器在Doppler频移仿真模块的控制下输出Doppler频移时钟，配合其他模块实现Doppler频移仿真；对经过重新采样的信号和Doppler频移仿真的信号进行数字化调制、数字衰减、数字模拟转换以及差分低通滤波，生成数字调制信号，并输入到调制模拟信号处理板单元上。

另外，调制数字信号处理单元输出的数字调制信号传输到调制模拟信号处理单元，其中，调制模拟信号处理单元包括第一调制模拟信号处理板卡(1.2GHz调制模拟信号处理板卡)和第二调制模拟信号处理板卡(1.5GHz调制模拟信号处理板卡)。第一调制模拟信号处理板卡和第二调制模拟信号处理板卡对输入的数字调制信号进行处理的过程如下：

第一调制模拟信号处理板卡对输入的数字调制信号，分别经过宽带低通滤波器和第一程控衰减器，并进入合路器；以及对第一调制模拟信号处理板卡搭载的噪声源经过第二程控衰减器，并进入合路器；合路器对进入的两路信号进行合路处理，输出1.2GHz±320MHz的中频信号；

第二调制模拟信号处理板卡对输入的数字调制信号，分别经过宽带低通滤波器和第一程控衰减器，并进入合路器；以及对第二调制模拟信号处理板卡搭载的噪声源经过第二程控衰减器，并进入合路器；合路器对进入的两路信号进行合路处理，输出1.5GHz±320MHz的中频信号。

上述为采用便携式双通道测试调制设备进行1.2GHz和1.5GHz中频信号输出的具体方法流程，上述过程通过网络控制完成多种数据源的基带输出、高效编码(编码成帧、RS、LDPC、Vitrebi)、调制中频输出(高阶调制、成形滤波、数控衰减、程控衰减)、噪声叠加及Doppler频移等功能，最终实现高码速率(3-2000Mbps)的数据调制1.2GHz和1.5GHz的中频信号输出。

对于本发明提供的便携式双通道测试调制设备的调制方法的实施例而言，由于其基本相似于便携式双通道测试调制设备的实施例，相关之处参见设备实施例的部分说明，此处不再赘述。

通过上述实施方式可以看出，本发明提供的便携式双通道测试调制设备及其调制方法，通过网络控制完成多种数据源处理，最终实现高码速率的数据调制1.2GHz和1.5GHz的中频信号输出，并满足便携式、多种调制体制和高效编码、基带及双中频信号输出、中频信号功率可调、内置噪声源、Doppler频移仿真、信号电气接口标准化、功耗小等技术需求；并且此设备的便携式设计，能够方便遥感卫星地面接收系统标校测试工作的开展，满足未来低轨X/Ka遥感卫星系统的建设和升级需求。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明提出的便携式双通道测试调制设备及其调制方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的便携式双通道测试调制设备及其调制方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (9)

1.一种便携式双通道测试调制设备，包括小型工控机平台、调制数字信号处理单元和调制模拟信号处理单元；其中，

所述小型工控机平台与所述调制数字信号处理单元连接，并且控制所述调制数字信号处理单元对输入的数据进行数字化调制处理；其中，所述调制数字信号处理单元包括两块调制数字信号处理板卡，所述两块调制数字信号处理板卡分别对输入的数据进行数字化调制处理，然后分别输出至所述调制模拟信号处理单元；

所述调制模拟信号处理单元与所述调制数字信号处理单元连接，用于对所述调制数字信号处理单元进行数字化调制处理后输出的数字调制信号进行模拟调制处理，以输出两路中频信号；其中，所述调制模拟信号处理单元包括两块不同中频频点的调制模拟信号处理板卡；

所述两块不同中频频点的调制模拟信号处理板卡中第一调制模拟信号处理板卡对所述两块调制数字信号处理板卡其中一块调制数字信号处理板卡输出的数字调制信号进行滤波和程控衰减；

所述两块不同中频频点的调制模拟信号处理板卡中第二调制模拟信号处理板卡对所述两块调制数字信号处理板卡其中另一块调制数字信号处理板卡输出的数字调制信号进行滤波和程控衰减，实现两路中频信号的调制输出；

其中，所述调制模拟信号处理板卡包括：

宽带低通滤波器，用于对所述调制数字信号处理板卡进行数字化调制处理后输出的调制数字信号进行滤波，以消除带外的谐波和干扰；

第一程控衰减器，用于对经所述宽带低通滤波器滤波后的信号进行程控衰减；

第二程控衰减器，用于对预设噪声源进行程控衰减；

控制单元，用于控制所述第一程控衰减器、所述第二程控衰减器和所述预设噪声源；

合路器，用于将所述第一程控衰减器和所述第二程控衰减器输出的信号进行合路处理。

2.如权利要求1所述的便携式双通道测试调制设备，其中，

所述小型工控机平台通过PCI-E总线与所述调制数字信号处理单元连接；

所述调制模拟信号处理单元通过RS232接口接受所述调制数字信号处理板卡的控制。

3.如权利要求1所述的便携式双通道测试调制设备，其中，所述调制数字信号处理板卡包括：

数据选择模块，用于对卫星原始数据、伪随机数据、板载数据和外部数据进行选择输出，其中，所述卫星原始数据和伪随机数据存贮在系统固态硬盘中，所述板载数据存贮在调制数字处理板卡的SDRAM中，所述外部数据则来自外部发射极耦合逻辑信号输入；

数据传输管理模块，用于将所述卫星原始数据传输到所述数据选择模块；

伪随机数据发生器，用于将所述伪随机数据传输到所述数据选择模块；

编码成帧模块，用于对所述数据选择模块选择输出的数据进行编码成帧，其中的编码方式包括LDPC/RS编码、卷积编码、差分编码；

星座映射模块，用于对所述模块编码成帧的数据进行星座映射，生成数字序列；

成形滤波模块，用于对所述星座映射模块生成的数字序列进行滤波，成形脉冲序列。

4.如权利要求3所述的便携式双通道测试调制设备，其中，所述调制数字信号处理板卡还包括：

重采样模块，用于对所述成形滤波模块的脉冲序列进行重新采样；

数字控制振荡器，用于在Doppler频移仿真模块的控制下，实现Doppler频移仿真；

调制模块，用于对所述重采样模块进行重新采样所产生的信号以及所述Doppler频移仿真的信号进行数字化调制，调制模式包括BPSK、QPSK、OQPSK、8PSK、16QAM、332APSK；

数字衰减模块，用于将所述调制模块进行数字化调制后产生的信号进行数字衰减；

数字模拟转换模块，用于将所述数字衰减模块进行数字衰减后所产生的信号进行数字模拟转换；

差分低通滤波模块，用于对所述数字模拟转换模块进行数字模拟转换所产生的信号进行差分低通滤波，输出调制数字信号，并将输出的数字调制信号传输给所述调制模拟信号处理单元；

监控配置模块，用于接受本地/网络配置指令对各模块进行参数配置，监控所述调制数字信号处理板卡中所有模块的工作状态。

5.如权利要求4所述的便携式双通道测试调制设备，其中，所述调制模块在所述重采样模块进行重新采样所产生的信号以及所述Doppler频移仿真的信号进行数字化调制的过程中，

所述小型工控机平台的FPGA输出40路的I、Q路信号，与所述40路经过Doppler频移仿真后的信号相乘，输出20路的并行信号，以实现数字化调制。

6.如权利要求1所述的便携式双通道测试调制设备，其中，所述小型工控机平台为主板加底板式的小型工控机平台，包括系统硬盘、PCI-E插槽、CPU芯片、网卡，其中，

所述系统硬盘采用RAID盘阵的固态硬盘；

所述PCI-E插槽，与所述CPU芯片相连，为所述便携式双通道测试调制设备提供与外接设备的海量数据传输通道；

所述网卡，用于网络通讯。

7.一种便携式双通道测试调制设备的调制方法，采用如权利要求1-6所述的便携式双通道测试调制设备对输入的数据进行调制处理，所述方法包括：

通过小型工控机平台控制调制数字信号处理单元和调制模拟信号处理单元；

所述调制数字信号处理单元，利用两块调制数字信号处理板卡，分别对输入的数据进行数字化调制，生成数字调制信号，并传输至所述调制模拟信号处理单元；

所述调制模拟信号处理单元，利用两块不同中频频点的调制模拟信号处理板卡中第一调制模拟信号处理板卡，对所述两块调制数字信号处理板卡其中一块调制数字信号处理板卡输入的数字调制信号和所述调制模拟信号处理单元搭载的噪声源进行模拟信号处理；

利用两块不同中频频点的调制模拟信号处理板卡中第二调制模拟信号处理板卡对所述两块调制数字信号处理板卡其中另一块调制数字信号处理板卡输入的数字调制信号和所述调制模拟信号处理单元搭载的噪声源进行模拟信号处理，输出两路中频信号。

8.如权利要求7所述的便携式双通道测试调制设备的调制方法，其中，在所述调制数字信号处理板卡对输入的数据进行数字化调制的过程中，

所述调制数字信号处理板卡对输入卫星原始数据、伪随机数据、板载数据和外部数据其中之一依次进行编码成帧、LDPC/RS编码、卷积编码、差分编码、星座映射、调制、成形滤波、重采样；以及，数字控制振荡器在Doppler频移仿真模块的控制下，实现Doppler频移仿真；其中，调制模式包括BPSK、QPSK、OQPSK、8PSK、16QAM、332APSK；

对经过重新采样的信号和Doppler频移仿真的信号进行数字化调制、数字衰减、数字模拟转换以及差分低通滤波，生成数字调制信号。

9.如权利要求7所述的便携式双通道测试调制设备的调制方法，其中，所述调制模拟信号处理单元在进行信号处理的过程中，

所述调制模拟信号处理单元包括两块不同中频频点的调制模拟信号处理板卡，分别为第一调制模拟信号处理板卡和第二调制模拟信号处理板卡；其中，

所述第一调制模拟信号处理板卡对输入的数字调制信号，分别经过宽带低通滤波器和程控衰减器，并进入合路器；以及，

对所述第一调制模拟信号处理板卡搭载的噪声源经过程控衰减器，并进入所述合路器；

所述合路器对进入的两路信号进行合路处理，输出1.2GHz±320MHz的中频信号；

所述第二调制模拟信号处理板卡对输入的数字调制信号，分别经过宽带低通滤波器和程控衰减器，并进入合路器；以及，

对所述第二调制模拟信号处理板卡搭载的噪声源经过程控衰减器，并进入所述合路器；以及，

所述合路器对进入的两路信号进行模拟信号处理，输出1.5GHz±320MHz中频信号。