基于軟件無線電構(gòu)架的深空測控接收機(jī)研究.pdf

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

2、現(xiàn)了軟件無線電接收機(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FPGA高速信號處理模塊的各個子模塊進(jìn)行了研究實現(xiàn):高速串并轉(zhuǎn)換器對來自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級下變頻實現(xiàn)，以較小的資源占用實現(xiàn)了大范圍、小

3、步長的本振頻率設(shè)置;采用多級降采樣的方案，適應(yīng)深空探測任務(wù)中多種速率數(shù)據(jù)的需求;基于AHB（Advanced High Performance Bus，高級高性能總線）總線，實現(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)過測試該模塊可以實現(xiàn)512Mbps的高速數(shù)據(jù)傳輸存儲。
　　其次對基于嵌入式Linux系統(tǒng)的ARM

4、控制軟件系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計實現(xiàn)，整個軟件系統(tǒng)分為驅(qū)動層、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)頁的形式把RSR的控制界面呈現(xiàn)給用戶，界面簡明，操作簡單，同時支持網(wǎng)頁遠(yuǎn)程控制和實時信息反饋;計劃文件系統(tǒng)使得用戶可以設(shè)置定時任務(wù)，無需時刻關(guān)注系統(tǒng)狀態(tài)，更精確準(zhǔn)時的執(zhí)行觀測任務(wù)。另外，將數(shù)據(jù)存儲任務(wù)從系統(tǒng)分離出來，交給上位機(jī)千兆以