基于軟件無(wú)線電構(gòu)架的深空測(cè)控接收機(jī)研究.pdf

1、深空測(cè)控接收機(jī)是深空測(cè)控網(wǎng)系統(tǒng)中的進(jìn)行無(wú)線電信號(hào)接收采樣、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的重要設(shè)備，通過(guò)對(duì)這些來(lái)自探測(cè)器和宇宙天體的無(wú)線電信號(hào)的分析處理，可以確定探測(cè)器的軌道，獲知宇宙天體的星體特性。而在軟件無(wú)線電架構(gòu)下實(shí)現(xiàn)的接收機(jī)系統(tǒng)，有更好的靈活性、開放性和較長(zhǎng)的生命周期，廣為國(guó)內(nèi)外接收機(jī)系統(tǒng)所采用，具有很大的研究和應(yīng)用價(jià)值。
　　文章分析了國(guó)內(nèi)外各種無(wú)線電接收機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以ARM處理器作為主控制器、結(jié)合高速ADC和高速FPGA設(shè)計(jì)實(shí)

2、現(xiàn)了軟件無(wú)線電接收機(jī)系統(tǒng)RSR-ARM(Radio Science Receiver With ARMMicrocontroller)。確定了RSR-ARM系統(tǒng)層疊式的硬件結(jié)構(gòu)，以及ADC模塊、FPGA模塊和ARM模塊各自完成的功能。在此基礎(chǔ)上，對(duì)FPGA高速信號(hào)處理模塊的各個(gè)子模塊進(jìn)行了研究實(shí)現(xiàn):高速串并轉(zhuǎn)換器對(duì)來(lái)自ADC的達(dá)GHz采樣率的高速數(shù)據(jù)進(jìn)行降速，方便進(jìn)一步處理;下變頻模塊采用3級(jí)下變頻實(shí)現(xiàn)，以較小的資源占用實(shí)現(xiàn)了大范圍、小

3、步長(zhǎng)的本振頻率設(shè)置;采用多級(jí)降采樣的方案，適應(yīng)深空探測(cè)任務(wù)中多種速率數(shù)據(jù)的需求;基于AHB（Advanced High Performance Bus，高級(jí)高性能總線）總線，實(shí)現(xiàn)了FPGA和ARM的數(shù)據(jù)交互和總線地址映射;分物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和上位機(jī)接收三部分實(shí)現(xiàn)了千兆以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸模塊，并約定了RSR-ARM網(wǎng)絡(luò)幀和數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)測(cè)試該模塊可以實(shí)現(xiàn)512Mbps的高速數(shù)據(jù)傳輸存儲(chǔ)。
　　其次對(duì)基于嵌入式Linux系統(tǒng)的ARM

4、控制軟件系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，整個(gè)軟件系統(tǒng)分為驅(qū)動(dòng)層、控制層、服務(wù)層和客戶層四部分，它們從底層開始將系統(tǒng)硬件的控制和監(jiān)控操作逐層封裝，然后基于B/S（Brower/Server，瀏覽器/服務(wù)器）架構(gòu)，以Web網(wǎng)頁(yè)的形式把RSR的控制界面呈現(xiàn)給用戶，界面簡(jiǎn)明，操作簡(jiǎn)單，同時(shí)支持網(wǎng)頁(yè)遠(yuǎn)程控制和實(shí)時(shí)信息反饋;計(jì)劃文件系統(tǒng)使得用戶可以設(shè)置定時(shí)任務(wù)，無(wú)需時(shí)刻關(guān)注系統(tǒng)狀態(tài)，更精確準(zhǔn)時(shí)的執(zhí)行觀測(cè)任務(wù)。另外，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)任務(wù)從系統(tǒng)分離出來(lái)，交給上位機(jī)千兆以