一种卫星移动通信射频接口控制器及射频信号处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种卫星移动通信射频接口控制器及射频信号处理装置，涉及卫星移动通信系统技术领域。本发明专利技术射频接口控制器拥有独立定时器和SPI接口，采用收发独立双事件表来精确控制射频芯片的通道收发以及外围电路的开关控制，并且数据接口支持S‑卫星通信加速器与射频芯片之间进行多档速率通信；其采用内嵌DMA模块，支持收发通道的DEBUG调试；此外，它提供多个独立的非周期和周期中断，能够实现对射频接口的灵活快速控制。本发明专利技术具有调试功能完善、控制灵活、处理速度快、可靠性高的特点。

A RF Interface Controller and RF Signal Processing Device for Satellite Mobile Communication

【技术实现步骤摘要】
一种卫星移动通信射频接口控制器及射频信号处理装置
本专利技术属于卫星移动通信
，特别是指一种卫星移动通信射频接口控制器及射频信号处理装置。
技术介绍
在卫星移动通信系统中，系统采用TDMA\FDMA技术体制，FDMA（FrequencyDivisionMultipleAddress，频分多址）系统上下行频谱资源完全独立分开使用，TDMA（TimeDivisionMultipleAddress，时分多址）系统帧结构由超高帧、超帧、复帧、帧和时隙号组成，一个时隙由24个符号组成，在终端与地面站卫星通信过程中，最小定时反馈调整单位为符号/40。卫星移动通信以GEO地球静止轨道卫星转发器为中继站完成终端与地面站间的通信，终端与地面站间通信通过卫星中继需要4跳才能完成，并且要求终端所有信号收发需要在卫星口对齐，所以卫星移动通信系统地面终端跟地面移动通信相比具有上下行通信独立、传输时延大、定时漂移和频率偏移大等特征，致使传统的地面移动通信系统的基带芯片射频接口的处理装置已经无法满足当前卫星移动通信的需求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种卫星移动通信射频接口控制器及射频信号处理装置，其具有整体控制灵活、处理速度快、可靠性高的特点，并且对射频芯片的控制精准度较高。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种卫星移动通信基带射频接口控制器，其包括射频数据接口模块、独立定时器模块、双事件表控制器模块、SPI控制器模块、AHB从设备接口模块和内嵌DMA模块；所述射频数据接口模块包括射频接口控制器和射频接口，所述双事件表控制器模块包括一个事件表控制器和第一存储器，所述第一存储器中存储有两套事件表，两套事件表用于独立存储收发方向事件表的事件类型，所述SPI控制器模块包括SPI接口和第二存储器，所述第二存储器用于存储通用SPI指令；所述射频数据接口模块用于在外部S-卫星通信加速器和外部卫星通信射频芯片之间实现不同速率档数据的速率匹配和传输；所述独立定时器模块用于为SPI控制器模块和双事件表控制器模块提供无线射频收发的帧定时，并通过AHB从设备接口模块为外部CPU提供多个独立的非周期和周期中断；所述双事件表控制器模块用于在时间上精确控制收发事件的独立执行，每套事件表都支持空操作、SPI控制、GPO输出控制、数据通道开关、STROBE产生以及数据通道复位，所述事件表的操作由定时器触发执行；所述SPI控制器模块用于实现第二存储器中的数据通过SPI接口发送给外部卫星通信射频芯片，并实现外部卫星通信射频芯片里的寄存器数据通过SPI接口存放到第二存储器中，从而对外部卫星通信射频芯片进行控制；所述AHB从设备接口模块用于实现独立定时器模块、双事件表控制器模块和SPI控制器模块与外部CPU模块的连接；所述内嵌DMA模块用于实现数据通道在上行或下行方向的DEBUG调试。具体的，所述独立定时器模块具有一个22位的定时计数器及一个6位只读的帧号计数器，用于提供无线射频的帧定时；所述定时计数器的周期和相位通过独立定时器模块内的寄存器进行调整，所述帧号计数器用于匹配事件表的执行；在空闲状态下，通过S-卫星通信加速器的帧头自动将定时器清零；在收发业务不跨帧的情况下，定时计数器与S-卫星通信加速器同步进行定时调整；在收发业务跨帧的情况下，定时计数器的周期固定不变，收发事件表的触发时钟标记通过增加偏移量来控制，从而保证事件表的事件能正常触发执行。具体的，所述事件表包括128个项目，每个项目的事件由40比特数据组成，其中，高16比特为事件类型，包括空操作、SPI射频芯片控制、GPO输出管脚控制、射频接口数据通道使能开关控制、STROBE产生以及数据通道的复位，低24比特为每个项目事件帧内的触发时刻和帧号的奇偶匹配选择项。一种卫星移动通信射频信号处理装置，其包括CPU模块、DMAD模块、S-卫星通信加速器、卫星通信射频芯片、天线功放低噪放及通路选择电路，以及如上所述的卫星移动通信射频接口控制器；所述CPU模块通过AHB总线与DMAD模块、S-卫星通信加速器以及卫星移动通信射频接口控制器的AHB从设备接口连接；所述卫星通信射频芯片通过SPI接口与卫星移动通信射频接口控制器的SPI控制器模块连接，并通过数据通道与卫星移动通信射频接口控制器的射频数据接口模块连接；所述天线功放低噪放及通路选择电路通过芯片外围管脚电路与卫星移动通信射频接口控制器的双事件表控制器模块连接；所述CPU模块根据卫星通信的帧计划，通过AHB总线及卫星移动通信射频接口控制器的AHB从设备接口模块访问独立定时器模块并配置非周期中断触发时间T0；在T0时间中断信号触发后，卫星移动通信射频接口控制器输出中断信号通知CPU模块，CPU模块再通过AHB总线访问卫星移动通信射频接口控制器的SPI控制器模块，配置接收或发送方向的SPI指令并预存放在第二存储器中；此外，CPU模块通过AHB总线访问双事件表控制器模块，配置接收或发送方向的事件类型及事件的触发时间指令，并预存放在第一存储器中；独立定时器模块触发第一存储器中的预存指令，使得卫星移动通信射频接口控制器输出SPI指令，控制卫星通信射频芯片和天线功放低噪放及通路选择控制电路；在接收方向，卫星通信射频芯片将空口数据进行模数转换，然后通过数据通道发送给卫星移动通信射频接口控制器的射频数据接口模块，射频数据接口模块将高速采样数据进行速率匹配后发送给S-卫星通信加速器；同时，CPU模块通过AHB总线配置DMAD模块，将样点级数据经内嵌DMA接口模块存储到CPU模块的本地内存中，从而进行下行数据的DEBUG分析调试；在发送方向，S-卫星通信加速器将滤波成型后的样点数据发送给卫星移动通信射频接口控制器的射频数据接口模块进行速率匹配，然后通过数据通道发送给卫星通信射频芯片进行数模转换，最后经空口发送；同时，CPU模块通过AHB总线配置DMAD模块，将样点级数据经内嵌DMA接口模块存储到CPU模块的本地内存中，从而进行上行数据的DEBUG分析调试。具体的，所述CPU模块对通信事件的配置由收发独立的非周期中断触发产生，使得CPU模块提前1个时隙启动射频接口进行射频接口事件表的配置，不同的通信事件由卫星移动通信系统的不同物理信道突发类型来区分。具体的，所述CPU模块对事件表的非周期中断触发配置方式按照时隙、帧号、频点、带宽的顺序进行射频控制。本专利技术采用上述技术方案取得的有益效果在于：（1）本专利技术射频接口控制器拥有独立的定时器模块，整个射频接口控制器可以独立运行，并且射频接口控制器可以提供多个独立的周期和非周期中断给CPU模块，整体装置控制灵活，能够提供完整的基带通信加速器和射频接口的定时调整方案。（2）本专利技术射频接口控制器能够保证收发独立互不影响，并且具有控制处理速度和可靠性好、时间控制精准高的特点。（3）本专利技术射频接口控制器的内嵌DMA模块可使CPU模块能够对射频接口的基带数据进行快速分析，并灵活进行DEBUG调试。（4）本专利技术公开了射频信号处理装置中CPU模块及其它模块的具体工作流程，整个射频信号处理装置功能完善、控制灵活、处理速度快、可靠性高。附图说明图1为本专利技术实施例中卫星移动通信射频信号处理装置的结构框图；图2为本专利技术实施例中独立定时器模块的控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卫星移动通信基带射频接口控制器，其特征在于，包括射频数据接口模块、独立定时器模块、双事件表控制器模块、SPI控制器模块、AHB从设备接口模块和内嵌DMA模块；所述射频数据接口模块包括射频接口控制器和射频接口，所述双事件表控制器模块包括一个事件表控制器和第一存储器，所述第一存储器中存储有两套事件表，两套事件表用于独立存储收发方向事件表的事件类型，所述SPI控制器模块包括SPI接口和第二存储器，所述第二存储器用于存储通用SPI指令；所述射频数据接口模块用于在外部S‑卫星通信加速器和外部卫星通信射频芯片之间实现不同速率档数据的速率匹配和传输；所述独立定时器模块用于为SPI控制器模块和双事件表控制器模块提供无线射频收发的帧定时，并通过AHB从设备接口模块为外部CPU提供多个独立的非周期和周期中断；所述双事件表控制器模块用于在时间上精确控制收发事件的独立执行，每套事件表都支持空操作、SPI控制、GPO输出控制、数据通道开关、STROBE产生以及数据通道复位，所述事件表的操作由定时器触发执行；所述SPI控制器模块用于实现第二存储器中的数据通过SPI接口发送给外部卫星通信射频芯片，并实现外部卫星通信射频芯片里的寄存器数据通过SPI接口存放到第二存储器中，从而对外部卫星通信射频芯片进行控制；所述AHB从设备接口模块用于实现独立定时器模块、双事件表控制器模块和SPI控制器模块与外部CPU模块的连接；所述内嵌DMA模块用于实现数据通道在上行或下行方向的DEBUG调试。...

【技术特征摘要】
1.一种卫星移动通信基带射频接口控制器，其特征在于，包括射频数据接口模块、独立定时器模块、双事件表控制器模块、SPI控制器模块、AHB从设备接口模块和内嵌DMA模块；所述射频数据接口模块包括射频接口控制器和射频接口，所述双事件表控制器模块包括一个事件表控制器和第一存储器，所述第一存储器中存储有两套事件表，两套事件表用于独立存储收发方向事件表的事件类型，所述SPI控制器模块包括SPI接口和第二存储器，所述第二存储器用于存储通用SPI指令；所述射频数据接口模块用于在外部S-卫星通信加速器和外部卫星通信射频芯片之间实现不同速率档数据的速率匹配和传输；所述独立定时器模块用于为SPI控制器模块和双事件表控制器模块提供无线射频收发的帧定时，并通过AHB从设备接口模块为外部CPU提供多个独立的非周期和周期中断；所述双事件表控制器模块用于在时间上精确控制收发事件的独立执行，每套事件表都支持空操作、SPI控制、GPO输出控制、数据通道开关、STROBE产生以及数据通道复位，所述事件表的操作由定时器触发执行；所述SPI控制器模块用于实现第二存储器中的数据通过SPI接口发送给外部卫星通信射频芯片，并实现外部卫星通信射频芯片里的寄存器数据通过SPI接口存放到第二存储器中，从而对外部卫星通信射频芯片进行控制；所述AHB从设备接口模块用于实现独立定时器模块、双事件表控制器模块和SPI控制器模块与外部CPU模块的连接；所述内嵌DMA模块用于实现数据通道在上行或下行方向的DEBUG调试。2.根据权利要求1所述的一种卫星移动通信射频接口控制器，其特征在于，所述独立定时器模块具有一个22位的定时计数器及一个6位只读的帧号计数器，用于提供无线射频的帧定时；所述定时计数器的周期和相位通过独立定时器模块内的寄存器进行调整，所述帧号计数器用于匹配事件表的执行；在空闲状态下，通过S-卫星通信加速器的帧头自动将定时器清零；在收发业务不跨帧的情况下，定时计数器与S-卫星通信加速器同步进行定时调整；在收发业务跨帧的情况下，定时计数器的周期固定不变，收发事件表的触发时钟标记通过增加偏移量来控制，从而保证事件表的事件能正常触发执行。3.根据权利要求1所述的一种卫星移动通信射频接口控制器，其特征在于，所述事件表包括128个项目，每个项目的事件由40比特数据组成，其中，高16比特为事件类型，包括空操作、SPI射频芯片控制、GPO输出管脚控制、射频接口数据通道使能开关控制、STROBE产生以及数据通道的复位，低24比特为每个项目事件帧内的触发时刻和帧号的奇偶匹配选择项。4.一种卫星移动通信射频信号处理装置，其特征在于，包括CPU模块、DMA...

【专利技术属性】
技术研发人员：周微，肖娜，王力男，张庆业，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：河北,13