一种星上FDMA-TDM转换设备及其演示测试系统
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摘要
本文的研究背景是卫星通信“星上处理技术”方面的一个国家预研项目，在
这个项目中，我们研制成功一种星上FDMA－TDM转换设备，并结合我们自行研制
的辅助设备构成了一个星上FDMA-TDM转换的卫星通信测试演示系统。本文重点
介绍作者在这个项目中所做的工作，主要包括以下几个方面：
1．通过对全数字化实现多载波QPSK调制/解调基本理论的研究，参与了一些算
法的讨论和应用DSP实现这些算法的研究。
2．为了构成这个系统，作者研制成功以下4个单元的设备：
a）一个基于DSP（TMS320C31）的32路FDMA／QPSK信号源的辅助设备。
b）一套中频信道单元，包括调幅电路、中频带通滤波器、噪声加入接口、多
载波调制信号下变频电路。
c）一个TDM信号的调制/解调电路。
d）采用EPLD9320等专用芯片，设计出对时分复接信号去复接功能的电路。
This thesis refers to a national project of research on satellite communication onboard processing techniques. In the project, we have succeeded in manufacturing an onboard converter from FDMA to TDM, and built up a demonstration/testing system with the converter and some special equipment self-manufactured. The thesis describes the principle, specifications and key techniques of the system, and emphases on author contributions to the project as follows:
(1) Studied, in depth, on the basic theory of full-digitized QPSK modulation /demodulation, and joined some discussion about the related algorithms as well as their implementation based on digital signal processors (DSP).
(2) Succeeded in designing and manufacturiiig four units for the system:
a) a multi-carrier modulation (32-channel QPSK modulation) signal source based on a DSP of TMS32OC3 1.
b) an IF (intermediate frequency) channel unit, composed of an amplitude modulator, twoiIF band-pass filters, a noise-input port and a down converter for multi-carrier modulation signals.
c) a unit of QPSK modulation /demodulation for TDM signal.
d) a TDM dc-multiplexing unit based on an EPLD devices EPLD932O.
这个项目中，我们研制成功一种星上FDMA－TDM转换设备，并结合我们自行研制
的辅助设备构成了一个星上FDMA-TDM转换的卫星通信测试演示系统。本文重点
介绍作者在这个项目中所做的工作，主要包括以下几个方面：
1．通过对全数字化实现多载波QPSK调制/解调基本理论的研究，参与了一些算
法的讨论和应用DSP实现这些算法的研究。
2．为了构成这个系统，作者研制成功以下4个单元的设备：
a）一个基于DSP（TMS320C31）的32路FDMA／QPSK信号源的辅助设备。
b）一套中频信道单元，包括调幅电路、中频带通滤波器、噪声加入接口、多
载波调制信号下变频电路。
c）一个TDM信号的调制/解调电路。
d）采用EPLD9320等专用芯片，设计出对时分复接信号去复接功能的电路。
This thesis refers to a national project of research on satellite communication onboard processing techniques. In the project, we have succeeded in manufacturing an onboard converter from FDMA to TDM, and built up a demonstration/testing system with the converter and some special equipment self-manufactured. The thesis describes the principle, specifications and key techniques of the system, and emphases on author contributions to the project as follows:
(1) Studied, in depth, on the basic theory of full-digitized QPSK modulation /demodulation, and joined some discussion about the related algorithms as well as their implementation based on digital signal processors (DSP).
(2) Succeeded in designing and manufacturiiig four units for the system:
a) a multi-carrier modulation (32-channel QPSK modulation) signal source based on a DSP of TMS32OC3 1.
b) an IF (intermediate frequency) channel unit, composed of an amplitude modulator, twoiIF band-pass filters, a noise-input port and a down converter for multi-carrier modulation signals.
c) a unit of QPSK modulation /demodulation for TDM signal.
d) a TDM dc-multiplexing unit based on an EPLD devices EPLD932O.
引文
[1] 王士林、陆存乐、龚初光，“现代数字调制技术”，1987年，人民邮电出版社
[2] 郭世满、叶奕和、钱德馨，“数字通信--原理，技术及其应用”，人民邮电出版 社
[3] [美]Theodore S．Rappaport，“WIRELESS COMMUNICATIONS PRINCIPLES & PRACTICE”，1998年，电子工业出版社
[4] John G．Proakis，“DIGITAL COMMUNICATIONS”，1998年，电子工业出版 社
[5] 樊昌信、詹道庸、徐炳祥、吴成柯，“通信原理”，1994年，国防工业出版社
[6] 曹志刚、钱亚生，“现代通信原理”，清华大学出版社
[7] 刘国梁、荣昆壁，“卫星通信”，1994年，西安电子科技大学出版社
[8] 吕海寰、蔡剑铭等，“卫星通信系统”，1993年，人民邮电出版社
[9] G．Maral，M．bousquet，“SATELLITE COMMUNICATIONS-SYSTEMS，systems， techniques and Technology”
[10] Tero Ojanpera、Tamjee Prasad，“WIDEBAND CDMA FOR THIRD GENERATI-VE MOBILE COMMUNICATIONS”
[11] 张雄伟、曹铁勇，“DSP芯片的原理与开发应用”，2000年，电子工业出版社
[12] 王文军，“一种基于DSP技术基带解调器算法原理与仿真”，通信与广播电视， 1996年第二期
[13] 习清伶、马正新，“实时数字信号处理技术实现全数字解调器”，空间电子技 术，1995年第二期
[14] 张文忠、沈苏兰，“全数字接收机的DSP实现”，电信科学，Vol11，No10
[15] 程雨、王志华，“软件实现限带系统载波跟踪环”，1998年7月，通讯中的信 号处理和信号处理器论文集
[16] 宗孔德，“多样率信号处理”，1996年，清华大学出版社
[17] R．E．克劳切、L．R拉宾纳，“多抽样率数字信号处理”，人民邮电出版社
[18] 丁玉美、高西全、彭学愚，“数字信号处理”，1994年，西安电子科技大学出 版社
[19] 何振亚，“数字信号处理的理论与应用”，1983年，人民邮电出版社。(上下 册)
[20] 胡广书，“数字信号处理--理论、算法与实现”，1998年，清华大学出版社
[21] A．V．奥本海姆，R.W．谢弗，“数字信号处理”，1983年
[22] 万心平，张蕨胜，郑继禹， “锁相技术"，1993年，西安电子科技大学出版社
[23] 沈美明、温冬婵，“IBM-PC汇编语言程序设计”，1991年，清华大学出版社
[24] 张洪润，蓝清华，“单片机应用技术教程”，1997年，清华大学出版社
[25] 杜武林，“高频电路原理与分析"，1994年，西安电子科技大学出版社
[26] 陆大(王金)，“随机过程及其应用”，1998年，清华大学出版社
[27] “用于星上处理的FDMA／QPSK体制的多载波调制／解调器”的软件设计报告， 内部资料
[28] “一种星上FDMA-TDM 转换设备及其测试演示系统”的GF 报告，内部资料
[29] “TMS320 第三代数字信号处理器用户指南”，中国科学院声学研究所语言与通 信研究室
[30] “TMS320C3X User's guide”， TEXES INSTRUMENTS
[31] “TMS320C3X C Software Debugger”， TEXES INSTRUMENTS
[32] “TMS320C3X Floating-Point DSP Assembly Languages Tools”，TEXES INSTR-UMENTS
[33] “TMS320C5X／C50 CPU And Instructor Set”，TEXES INSTRUMENTS
[34] “TMS320C62X／C67X CPU And Instructor Set”，TEXES INSTRUMENTS
[35] Zhou Desuo，Tian Hongxin， “Demultiplexing and Demodulating 32 Channel FDMA／QPSK Signals With a Singel DSP”，IEEE ICSP’98
[36] ENRICO OEL RE RDMANO FANTHCCI，”Altematives For On-Board Digital Multi-Carrier Demodulation．INTERNATIONAL TOURAL OF SATELITE COMMUNTCATIONS．Vol 6． 207-281(1998)
[37] 周德锁，星上多载波 QPSK 数字化解调关键技术研究，博士学位论文，西安电子 科技大学，2000． 1
[38] 刘强，星上处理 FDMA/TDM 分接复接技术及其DSP实现，硕士学位论文，西、 安电子科技大学，1999． 1
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[40] 周德锁，田红心，李建军，易克初，一种用于全数字化QPSK 解调的大频偏矫 正算法，电子学报，录用定稿
[41] 田红心、李建军、易克初，“全数字多路FDMA／QPSK 调制解调系统实现”，微波 与卫星通信，第7卷第4期
[42] 周德锁，田红心，刘强，易克初，“用 TMS320C6x 实现2M 路QPSK 全数字化整体 解调算法研究”，电子学报，Vol28(1) ，2000． 1，pp．14-17
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