CN109450828B - 信号处理芯片 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种信号处理芯片。该信号处理芯片包括：发送处理模块和接收处理模块；发送处理模块，接收外界的原始数据，对原始数据进行信道编码和成帧调制，获得发送帧，对发送帧进行扩频和成形滤波，获得数字基带信号，对数字基带信号进行数模转换，获得模拟基带信号，向卫星的地面射频通道发送模拟基带信号；接收处理模块，接收卫星的地面射频通道下发的模拟中频信号，对模拟中频信号进行模数转换，获得数字中频信号，对数字中频信号进行变频，获得数字基带信号，对数字基带信号进行载波和伪码捕获、匹配滤波、跟踪、解调解帧和译码，获得译码数据。本发明实施例能够实现向卫星发射信号和接收卫星信号的功能，降低系统的资源消耗和功耗。

Description

信号处理芯片

技术领域

本发明实施例涉及信号处理技术领域，尤其涉及信号处理芯片。

背景技术

在现代通信中，低轨道卫星是最新最有前途的卫星移动通信系统，比如，美国已经完成从单星到星座系统的发展，其民用业务主要涉及语音和数据通信等业务，目前已研制成功定型小卫星可供军方使用。我国也已启动鸿雁全球卫星星座通信系统，具有全天候、全时段及在复杂地形条件下的实时双向通信能力，计划2020年建成。

但是现有技术中，向卫星发送信号和接收卫星下发的信号时，需要通过手持终端基带信号处理器来完成，整个过程十分复杂，处理过程的资源消耗大，功耗非常高。

发明内容

本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的信号处理芯片。

本发明实施例提供一种信号处理芯片，包括：发送处理模块和接收处理模块；发送处理模块，用于接收外界的原始数据，对原始数据进行信道编码和成帧调制处理，获得发送帧，对发送帧进行扩频和成形滤波处理，获得数字基带信号，对数字基带信号进行数模转换处理，获得模拟基带信号，向卫星的地面射频通道发送模拟基带信号；接收处理模块，用于接收卫星的地面射频通道下发的模拟中频信号，对模拟中频信号进行模数转换，获得数字中频信号，对数字中频信号进行变频处理，获得数字基带信号，对数字基带信号进行载波和伪码捕获、匹配滤波、跟踪、解调解帧和译码处理，获得译码数据。

本发明实施例通过发送处理模块，对待发送的原始数据进行处理，获得相应的模拟基带信号，将该模拟基带信号发送至卫星的地面射频通道；接收处理模块接收卫星的地面射频通道下发的模拟中频信号，并对该模拟中频信号进行处理，获得译码数据。能够有效地实现向卫星发射信号和接收卫星信号的功能，并极大地降低处理过程中的资源消耗和功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的信号处理芯片的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的发送处理模块的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的接收处理模块的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的信号处理芯片的结构示意图。如图1所示，该信号处理芯片包括：发送处理模块1和接收处理模块2；其中：

发送处理模块1，用于接收外界的原始数据，对原始数据进行信道编码和成帧调制处理，获得发送帧，对发送帧进行扩频和成形滤波处理，获得数字基带信号，对数字基带信号进行数模转换处理，获得模拟基带信号，向卫星的地面射频通道发送模拟基带信号；

接收处理模块2，用于接收卫星的地面射频通道下发的模拟中频信号，对模拟中频信号进行模数转换，获得数字中频信号，对数字中频信号进行变频处理获得数字基带信号，对数字基带信号进行载波和伪码捕获、匹配滤波、跟踪、解调解帧和译码处理，获得译码数据。

具体地，原始数据是需要由卫星手持终端向卫星发送的数据。将待发送的原始数据，发送给信号处理芯片，发送处理模块1接收到外界待发送的原始数据，对该原始数据进行信道编码，得到信道编码结果后，再对信道编码结果进行成帧调制处理，获得发送帧。对发送帧进行扩频，得到扩频结果后，再对扩频结果进行成形滤波处理，获得数字基带信号。再将数字基带信号进行数模转换处理，最后得到模拟基带信号。然后发送处理模块1将上述模拟基带信号发送至卫星的地面射频通道，射频通道对该模拟基带信号进行上变频后得到射频信号，将该射频信号发送至卫星，卫星通过天线接收该上变频后的模拟基带信号。

卫星通过天线向外发送射频信号，卫星的地面射频通道对该射频信号进行下变频至中频处理，得到模拟中频信号。信号接收模块2接收该模拟中频信号，并对该模拟中频信号进行模数转换，得到数字中频信号。对上述数字中频信号进行正交下变频，得到数字基带信号。然后对数字基带信号进行载波和伪码捕获、匹配滤波、跟踪、解调解帧和译码等处理，得到译码数据。处理后得到译码数据。

作为一种可选的实施例，还包括：控制模块，控制模块用于分别向发送处理模块和接收处理模块，下达发送指令和接收指令。

本发明实施例，通过发送处理模块，对待发送的原始数据进行处理，获得相应的模拟基带信号，将该模拟基带信号发送至卫星的地面射频通道；接收处理模块接收卫星的地面射频通道下发的模拟中频信号，并对该模拟中频信号进行处理，获得译码数据。能够有效地实现向卫星发射信号和接收卫星信号的功能，并极大地降低处理过程的资源消耗和功耗。

图2为本发明实施例提供的发送处理模块的结构示意图。在上述实施例的基础上，作为一种可选的实施例，如图2所示，发送处理模块，包括：信道编码模块11、成帧调制模块12、扩频模块13、成形滤波模块14和数模转换模块15；其中：信道编码模块11，用于对原始数据进行信道编码，获得编码结果；成帧调制模块12，用于对编码结果进行成帧处理和差分调制，获得成帧调制结果；扩频模块13，用于对成帧调制结果进行扩频，获得扩频结果；成形滤波模块14，用于对扩频结果进行成形滤波处理，获得数字基带信号；数模转换模块15，用于对数字基带信号进行数模转换，获得模拟基带信号。

具体地，信道编码模块11接收到原始数据后，对原始数据进行编码，得到编码后的数据，即编码结果。作为一种可选的实施例，对原始数据进行信道编码的方式，包括：低密度奇偶校验码或RS编码加卷积编码。成帧调制模块12对编码后的数据，先进行成帧处理。例如，将特定的帧头和帧尾的识别字加入编码后的数据中。接着成帧调制模块12，再对加帧处理后的数据进行差分调制，得到成帧调制结果。扩频模块13合理选择不同长度的扩频码对成帧调制结果进行扩频。成形滤波模块14对扩频结果进行成形滤波和插值处理，得到数字基带信号。例如，使用有限长单位冲激响应(Finite Impulse Response，简称FIR)滤波器，对扩频结果进行成形滤波和插值处理。最后通过数模转换模块15，将数字基带信号进行数模转换成模拟基带信号。

本发明实施例提供的发送处理模块，通过信道编码模块、成帧调制模块、扩频模块、成形滤波模块和数模转换模块，依次对待发送的原始数据进行处理，获得相应的模拟基带信号。

图3为本发明实施例提供的接收处理模块的结构示意图。在上述实施例的基础上，作为一种可选的实施例，如图3所示，接收处理模块，包括：模数转换模块21、变频模块22、低通滤波模块23、捕获模块24、频率补偿模块25、匹配滤波模块26、跟踪模块27、解调解帧模块28和译码模块29；模数转换模块21，用于对模拟中频信号进行模数转换，获得数字中频信号；变频模块22，用于对数字中频信号进行处理，获得数字基带信号；滤波模块23，用于对数字基带信号进行滤波处理，获得滤波后的数字基带信号；捕获模块24，用于对滤波后的数字基带信号的频偏进行捕获，获得第一补偿频率信号；频率补偿模块25，用于将滤波后的数字基带信号和第一补偿频率信号，发送给匹配滤波模块；匹配滤波模块26，用于对滤波后的数字基带信号和第一补偿频率信号进行处理，获得匹配滤波结果；跟踪模块27，用于对匹配滤波结果进行跟踪处理，获得跟踪结果；解调解帧模块28，用于对跟踪结果进行差分解调和解帧处理，获得解调解帧结果；译码模块29，用于对解调解帧结果进行译码处理，获得译码数据。

具体地，卫星通过天线下发射频信号。卫星的地面射频通道对该射频信号进行下变频，得到模拟中频信号。模数转换模块21对卫星的地面射频通道所发送的模拟中频信号进行模数转换，得到数字中频信号。变频模块22对数字中频信号进行正交下变频处理，得到数字基带信号。低通滤波模块23将变频模块22所得到的数字基带信号进行低通滤波处理，获得滤波后的数字基带信号。由于滤波后的数字基带信号存在频偏，需要对频偏和伪码相位进行捕获后才能进行后续处理。捕获模块24对滤波后的数字基带信号的频偏进行捕获，将所捕获的频偏信号，作为第一补偿频率信号。频率补偿模块25将第一补偿频率信号和低通滤波模块23滤波后的数字基带信号发送给匹配滤波模块26，匹配滤波模块26根据第一补偿频率信号对低通滤波模块23滤波后的数字基带信号进行频偏补偿，并根据不同传输速率采用不同长度的扩频码进行匹配滤波。跟踪模块27，用于对匹配滤波结果进行跟踪处理，获得跟踪结果。例如，跟踪模块对匹配滤波结果进行N个符号的累积后，得到相关峰值的位置，以此作为解扩输出的码相位输出第N～2N个符号，在输出第N～2N个符号的同时，也对N～2N个符号的匹配滤波结果进行了累积，重新确定相关峰的位置，作为第2N～3N符号的码相位指示，依次类推直至得到跟踪结果。解调解帧模块28，对跟踪结果进行差分解调和解帧处理，即在跟踪结果中找出数据的帧头和帧尾的位置，并把帧头之后和帧尾之前，实际的编码数据取出，获得解调解帧结果。译码模块29对解调解帧结果进行译码处理，获得译码数据。

作为一种可选的实施例，接收处理模块，还包括：频偏估计模块，频偏估计模块用于根据跟踪结果，计算残余频偏，获得第二补偿频率信号，并将第二补偿频率信号发送给频率补偿模块。

作为一种可选的实施例，计算残余频偏，包括：通过快速傅里叶变换，计算残余频偏。

本发明实施例提供的接收处理模块，通过模数转换模块、变频模块、低通滤波模块、捕获模块、频率补偿模块、匹配滤波模块、跟踪模块、解调解帧模块和译码模块，依次对待发送的原始数据进行处理，获得相应的译码数据。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种信号处理芯片，其特征在于，包括：发送处理模块和接收处理模块；

所述发送处理模块，用于接收外界的原始数据，对所述原始数据进行信道编码和成帧调制处理，获得发送帧，对所述发送帧进行扩频和成形滤波处理，获得数字基带信号，对所述数字基带信号进行数模转换处理，获得模拟基带信号，向卫星的地面射频通道发送所述模拟基带信号；

所述接收处理模块，用于接收卫星的地面射频通道下发的模拟中频信号，对所述模拟中频信号进行模数转换，获得数字中频信号，对所述数字中频信号进行变频处理，获得数字基带信号，对数字基带信号进行载波和伪码捕获、匹配滤波、跟踪、解调解帧和译码处理，获得译码数据。

2.根据权利要求1所述信号处理芯片，其特征在于，还包括：控制模块，所述控制模块用于分别向所述发送处理模块和所述接收处理模块，下达发送指令和接收指令。

3.根据权利要求1所述信号处理芯片，其特征在于，所述发送处理模块，包括：信道编码模块、成帧调制模块、扩频模块、成形滤波模块和数模转换模块；

所述信道编码模块，用于对所述原始数据进行信道编码，获得编码结果；

所述成帧调制模块，用于对所述编码结果进行成帧和差分调制，获得成帧调制结果；

所述扩频模块，用于对所述成帧调制结果进行扩频，获得扩频结果；

所述成形滤波模块，用于对所述扩频结果进行成形滤波处理，获得数字基带信号；

所述数模转换模块，用于对所述数字基带信号进行数模转换，获得模拟基带信号。

4.根据权利要求1所述信号处理芯片，其特征在于，所述接收处理模块，包括：模数转换模块、变频模块、低通滤波模块、捕获模块、频率补偿模块、匹配滤波模块、跟踪模块、解调解帧模块和译码模块；

所述模数转换模块，用于对所述模拟中频信号进行模数转换，获得数字中频信号；

所述变频模块，用于对所述数字中频信号进行处理，获得数字基带信号；

所述滤波模块，用于对所述数字基带信号进行滤波处理，获得滤波后的数字基带信号；

所述捕获模块，用于对所述滤波后的数字基带信号的频偏进行捕获，获得第一补偿频率信号；

所述频率补偿模块，用于将所述滤波后的数字基带信号和所述第一补偿频率信号，发送给匹配滤波模块；

所述匹配滤波模块，用于对所述滤波后的数字基带信号和所述第一补偿频率信号进行处理，获得匹配滤波结果；

所述跟踪模块，用于对所述匹配滤波结果进行跟踪处理，获得跟踪结果；

所述解调解帧模块，用于对所述跟踪结果进行差分解调和解帧处理，获得解调解帧结果；

所述译码模块，用于对所述解调解帧结果进行译码处理，获得所述译码数据。

5.根据权利要求4所述信号处理芯片，其特征在于，所述接收处理模块，还包括：频偏估计模块，所述频偏估计模块用于根据所述跟踪结果，计算残余频偏，获得第二补偿频率信号，并将所述第二补偿频率信号发送给频率补偿模块。

6.根据权利要求5所述信号处理芯片，其特征在于，所述计算残余频偏，包括：通过快速傅里叶变换，计算所述残余频偏。

7.根据权利要求2所述信号处理芯片，其特征在于，所述对所述原始数据进行信道编码的方式，包括：低密度奇偶校验码或RS编码加卷积编码。

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