CN105827305A - 透明与处理相结合的可重构柔性转发实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种透明与处理相结合的可重构柔性转发实现方法，主要涉及通信领域的非均匀信道化、信道交换、星载调制解调和分组交换等技术，其实现结构主要由透明数字转发、星载调制解调及分组交换三部分组成。主要包括步骤一、将窄带数字信号进行子信道分析，步骤二、根据通信需求进行透明转发或处理转发，步骤三、进行信道交换及综合。本发明具有功耗低、灵活性强、实现复杂度低、支持可重构设计及多模式转发等优点，特别适合支撑多波束、多功能、可重构的通用卫星转发器的应用需求，有利于实现一体化、通用化的卫星载荷，除通信外，在侦查、测控等方面均有广泛的应用前景。

Description

透明与处理相结合的可重构柔性转发实现方法
技术领域
本发明涉及通信领域中的透明与处理相结合的可重构柔性转发实现方法，特别适合支撑多波束、多功能、可重构的通用卫星转发器的应用需求。
背景技术
目前用于实现多波束卫星载荷波束之间信息转发交换的技术途径主要有基于星上透明转发的微波矩阵切换、基于星上全处理的分组交换和以上两种方式相结合的基于星上部分处理的微波数字转发交换。基于星上透明转发的微波矩阵切换技术不能实现信号的处理转发，基于星上全处理的分组交换技术复杂度高、功耗大、灵活性差、扩展性不强。
为此我们研究了可变带宽的信道化与子信道交换来实现交换粒度可变的柔性转发技术，以及具有可重构多模式的调制解调器组与可重构分组交换技术配合应用实现多功能、可重构星载处理转发，最终研究出透明与处理相结合的可重构柔性转发实现方法，可以实现多波束、多功能、可重构、不同粒度带宽信号的灵活转发。
发明内容
本发明所要解决的问题在于避免上述背景技术中提到的目前卫星转发器存在的不足之处而提供透明与处理相结合的可重构柔性转发实现方法。本发明具有功耗低、灵活性强、实现复杂度低、支持可重构设计及多模式转发等优点。
本发明的目的是这样实现的，透明与处理相结合的可重构柔性转发实现方法，包括以下步骤：
①将M路宽带中频信号分别经过P路下变频和模数转换后，得到N路窄带数字信号；所述的M、P和N均为自然数，且N＝M*P；
②将N路窄带数字信号送至信道分析单元进行子信道分析，得到N路信道分析信号；
③将N路信道分析信号送至信道交换单元，根据控制指令将N路信道分析信号中需要进行处理转发的信号交换到信道综合单元进行综合后，将综合后的信号依次进行数模转换、解调、分组交换、调制和模数转换后得到待处理转发信号，将待处理转发信号经信道分析单元送入信道交换单元；将N路信道分析信号中需要进行透明转发的信号作为待透明转发信号；
④将待处理转发信号和待透明转发信号按照控制指令交换到信道综合单元进行综合；
⑤将综合后的信号分别经过数模转换及上变频后，输出中频信号；
完成透明与处理相结合的可重构柔性转发。
进一步地，步骤②所述的信道分析单元有N+L个子信道分析单元，步骤④所述的信道综合单元有N+L个子信道综合单元，其中，L为大于等于1的自然数。
进一步地，步骤③中，信道交换单元根据控制设备发送的控制指令来完成待处理转发信号和待透明转发信号的交换、组播、广播及合路。
进一步地，所述的信道分析单元与信道交换单元、信道交换单元与信道综合单元之间均使用高速串行接口进行数据传输，所述的高速串行接口支持高速串行互连协议，所述的高速串行互连协议包括Aurora协议和RapidIO协议。
进一步地，调制解调的模式、信道分析单元及信道综合单元的子信道数量、信道交换的容量采用重加载的方式实现可重构功能。
本发明相比背景技术具有如下优点：采用可变带宽的信道化与粒度可变子信道交换单元实现交换粒度可变的柔性转发；可变带宽信道化器与调制解调器组具备可重构多模式功能，并与可重构分组交换单元配合应用，实现多功能的星载处理转发功能；将透明转发与处理转发进行了融合，采取硬件资源共享的方式降低实现复杂度，同时硬件及控制支持星地协同可重构设计，弱化处理转发程序固化的弱点，增加多模式支持，增强其灵活性。
附图说明
图1是本发明透明与处理相结合的可重构柔性转发器的电原理方框图。
图2是本发明实施例的透明数字转发器实现原理框图。
图3是本发明实施例的多模式可重构调制解调的实现原理框图。
具体实施方式
参照图1至图3，图1是本发明实施例的可重构柔性转发器的电原理方框图，它由透明数字转发器、调制解调器及分组交换三部分组成。
透明数字转发器由信道分析单元、信道交换单元、信道综合单元、上下变频以及模数变换组成；信道分析单元用于利用均匀信道化技术，将接收到的中频信号均匀的划分到多个带宽相同的子信道内；信道交换单元用于根据通信需求将子信道位置进行交换；信道综合单元即综合滤波器组，用于将经过交换的多个子信道内的子信号重新合并为一个频分多路信号。
图2是本发明实施例的透明数字转发器的实现原理框图，用于实现带宽粒度可变的信道交换。其包括可变带宽信道化器和上下变频，可变带宽信道化器包括模数变换、带宽可变信道分析、粒度可变子信道交换单元和带宽可变子信道综合。
本发明的调制解调器由多模式可重构调制解调器组实现，实现原理框图如图3所示，其包括解调器和调制器。
以3路中频输入信号经过4路下变频为例，本发明的透明与处理相结合的可重构柔性转发实现方法，包括步骤：
①将3路宽带中频信号中的每一路宽带中频信号均经过4路下变频和模数转换后，得到12路窄带数字信号；
②将12路窄带数字信号送至信道分析单元进行子信道分析，得到12路信道分析信号；
③将12路信道分析信号送至信道交换单元，根据控制指令将12路信道分析信号中需要进行处理转发的信号交换到信道综合单元进行综合后，将综合后的信号依次进行数模转换、解调、分组交换、调制和模数转换后得到待处理转发信号，将待处理转发信号经信道分析单元送入信道交换单元；将12路信道分析信号中需要进行透明转发的信号作为待透明转发信号；
本发明实施例中，需要进行处理转发和透明转发的信道分析信号分别为4路和8路，所以有一组调制解调器组来实现4路处理转发；如果需要进行处理转发和透明转发的信道分析信号分别为8路和4路(处理转发增多，透明转发减少)，则用另一组调制解调器组替换透明转发实现处理转发，体现柔性转发可重构中的调整功能；如果需要进行处理转发和透明转发的信道分析信号分别为8路和8路(处理转发增多，透明转发不变)，则增加另一组调制解调器组实现处理转发，体现柔性转发可重构中的扩展功能；
④将待处理转发信号和待透明转发信号按照控制指令交换到信道综合单元进行综合；
⑤将综合后的信号分别经过数模转换及上变频后，输出中频信号；
完成透明与处理相结合的可重构柔性转发。

Claims (5)

1.透明与处理相结合的可重构柔性转发实现方法，其特征在于包括以下步骤：
①将M路宽带中频信号分别经过P路下变频和模数转换后，得到N路窄带数字信号；所述的M、P和N均为自然数，且N＝M*P；
②将N路窄带数字信号送至信道分析单元进行子信道分析，得到N路信道分析信号；
③将N路信道分析信号送至信道交换单元，根据控制指令将N路信道分析信号中需要进行处理转发的信号交换到信道综合单元进行综合后，将综合后的信号依次进行数模转换、解调、分组交换、调制和模数转换后得到待处理转发信号，将待处理转发信号经信道分析单元送入信道交换单元；将N路信道分析信号中需要进行透明转发的信号作为待透明转发信号；
④将待处理转发信号和待透明转发信号按照控制指令交换到信道综合单元进行综合；
⑤将综合后的信号分别经过数模转换及上变频后，输出中频信号；
完成透明与处理相结合的可重构柔性转发。
2.根据权利要求1所述的透明与处理相结合的可重构柔性转发的实现方法，其特征在于：步骤②所述的信道分析单元有N+L个子信道分析单元，步骤④所述的信道综合单元有N+L个子信道综合单元，其中，L为大于等于1的自然数。
3.根据权利要求1所述的透明与处理相结合的可重构柔性转发的实现方法，其特征在于：步骤③中，信道交换单元根据控制设备发送的控制指令来完成待处理转发信号和待透明转发信号的交换、组播、广播及合路。
4.根据权利要求1所述的透明与处理相结合的可重构柔性转发的实现方法，其特征在于：所述的信道分析单元与信道交换单元、信道交换单元与信道综合单元之间均使用高速串行接口进行数据传输，所述的高速串行接口支持高速串行互连协议，所述的高速串行互连协议包括Aurora协议和RapidIO协议。
5.根据权利要求1所述的透明与处理相结合的可重构柔性转发的实现方法，其特征在于：调制解调的模式、信道分析单元及信道综合单元的子信道数量、信道交换的容量采用重加载的方式实现可重构功能。
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