一种基于FPGA的RDSS用户终端的系统设计与实现
随着我国自主研制的北斗卫星导航系统的建立和发展,短报文卫星通信在国民军事、生活中的使用越来越广泛.本文将短报文通信技术应用于数据链,为了适应高动态应用场景,提出了一种基于北斗二代RDSS 用户终端的系统设计.该用户终端以FPGA为核心处理器,在软硬件的协同工作下,实现了数据的双向传输.在硬件设计上,将多路收发电路集成在一块基带板上；在软件设计上,通过模块化设计方法实现不同的功能.为了提高用户终端的抗干扰能力,在空时二维抗干扰算法基础上,引入波束指向解算模块,根据实际飞行位置及卫星位置实时给出最优指向角,使阵列天线主瓣指向期望信号,并调整信号的延时叠加后提高接收信号的增益,合成增益提高了4-5dB；同时提出了抗干扰和实时指向的波束切换策略,当存在强干扰时,波束指向法向；当存在弱干扰时,波束进行实时指向.为了满足高动态要求,发射端利用接收端捕获的多普勒频率对发射多普勒频率进行补偿,提高了入站信号的成功率；接收端采用伪码相位和多普勒频率二维搜索的快速捕获算法,并且采用多波束串行捕获及并行跟踪的方法,当飞行速度为2500m/s,加速度为40g/s时,捕获时间不大于5s.此外,终端通过RS422全双工接口与用户进行指令、状态与数据的双向交互.结合用户需求,终端还具有上电自检、用户类型切换、加注及销毁等其他功能.为了对自行研制的终端进行功能及性能测试,采用室内和室外两种测试方法,测试结果表明,该终端在无干扰的情况下,收发成功率优于95％；在有干扰的情况下,当载噪比≥44dB时,与指挥机收发通信正常.该用户终端具有集成度高、设计灵活、快速捕获、抗干扰等特点,而且通过更改程序及外围接口可以满足不同用户的需求.
现场可编程门阵列 卫星无线电定位系统 用户终端 软硬件协同 抗干扰
李爽 赵媛 黄琬 李婷婷 张薇
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2022-12-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）