一种星载数据广播分发设备及方法技术

本发明专利技术提供了一种星载数据广播分发设备及方法，包括：电源模块、加密控制模块、编码调制模块；其中，电源模块用于将输入的一次电源处理为其他模块所需的二次电源，以及产生编码调制模块的工作时钟fs；加密控制模块用于接收AOS数据，按需求加密后传输至编码调制模块及完成编码调制模块的FPGA的加载和刷新，并接收遥控数据，对指令进行解析及对数据传输速率进行切换；接收其他模块的模拟量和编码调制模块的数字量遥测信息；编码调制模块用于接收遥控指令及加密数据，加密数据进行空帧填充、经RS编码交织、加扰、扩频调制、滤波、QPSK调制、经高速数模转换芯片产生S频段的射频信号，射频信号经滤波、放大隔离后输出。放大隔离后输出。放大隔离后输出。

【技术实现步骤摘要】
一种星载数据广播分发设备及方法


[0001]本专利技术涉及卫星通信
，特别涉及一种星载数据广播分发设备及方法。

技术介绍

[0002]将卫星载荷数据及时迅速的传输至地面终端系统，一直是非常重要的研究课题。传统上卫星载荷数据是利用数传分系统实现对地数据的传输，或中继分系统通过中继卫星实现数据的对地传输。载荷数据传输至地面站后经过数据的处理再发送至终端系统。这种传输方法过程复杂，时效性不能保证，并且数据接收覆盖范围有限。在战时环境下，不能有效的、及时的将载荷数据传输至用户终端，就不能充分发挥卫星效应，面临被动挨打的局面。因此，需要一种有别于传统数传的载荷数据传输方法，更有效、更及时的传输卫星数据。
[0003]广播分发系统可满足卫星低速率数据传输需求，将有效载荷数据通过广播分发设备对地面进行广播传输，实现卫星覆盖范围内所有用户终端数据覆盖，充分发挥卫星的战时作用。因此广播分发设备已经逐渐成为卫星的标配。目前卫星常用广播分发设备采用传统应答机设计思路，单机信息处理流程为低中频调制再进行上变频滤波及放大后输出，单机信息流复杂，产品功耗和体积较大，不能满足卫星小型化和轻量化需求。因此，研究高可靠性、小型化、成本低的广播分发设备具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种星载数据广播分发设备及方法，以解决现有的卫星常用广播分发设备所存在的单机信息流复杂，产品功耗和体积较大，不能满足卫星小型化和轻量化需求的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种星载数据广播分发设备，包括：电源模块、加密控制模块、编码调制模块；其中，
[0006]所述电源模块用于将输入的一次电源处理为其他模块所需的二次电源，所述二次电源及二次地通过内部连接器与其他模块连接，以及产生所述编码调制模块的工作时钟fs；
[0007]所述加密控制模块用于接收AOS数据，并将所述AOS数据按需求加密后将加密数据传输至所述编码调制模块，以及完成所述编码调制模块的FPGA的加载和刷新，并接收整个装置的遥控数据，对所述遥控数据中的指令进行解析，及对数据传输速率进行切换；接收其他模块的模拟量和编码调制模块的数字量遥测信息，并将所述遥测信息处理打包后发送给上位机；
[0008]所述编码调制模块用于接收遥控指令及所述加密数据，并所述加密数据进行空帧填充、经RS编码交织、加扰、扩频调制、滤波、QPSK调制、经高速数模转换芯片产生S频段的射频信号f0，射频信号f0经滤波、放大隔离后输出。
[0009]较佳地，所述电源模块包括依次串接的熔断保护电路、防浪涌电路、EMI滤波电路及DCDC变换器；所述熔断保护电路用于对输入的一次电源进行熔断保护；所述防浪涌电路
用于进行浪涌电流抑制；所述EMI滤波电路用于进行滤波；所述DCDC变换器用于进行电源转换得到+5.5V的二次电源；
[0010]还包括时钟电路，用于产生工作时钟fs，并通过SMA输出模块输出至所述编码调制模块。
[0011]较佳地，所述加密控制模块包括：RS422接口电路、LVDS接口电路、上电复位电路、AD采集电路、噪声电路、反熔丝FPGA；所述RS422接口电路用于接收所述遥控数据及发送所述遥测信息；所述LVDS接口电路用于接收所述AOD数据；所述上电复位电路用于在加电瞬间对所述反熔丝FPGA进行复位；所述AD采集电路用于采集单机内的模拟量信息；所述噪声电路用于产生噪声源；所述反熔丝FPGA用于执行对所述编码调制模块的遥控控制及遥测采集，以及将接收的AOD数据按需求加密后转发至所述编码调制模块。
[0012]较佳地，所述反熔丝FPGA内设置有FPGA加密及接口配置程序，当执行所述FPGA加密及接口配置程序时，完成以下操作：接收内部指令及注数信息，实现数据处理及密钥更新管理，输出遥测参数，实现加密FPGA与编码调制FPGA的数据通讯；指令解析、遥测解析组帧、配置文件存储、配置文件加载、V4的动态刷新、功率控制。
[0013]较佳地，所述编码调制模块包括：SRAM型FPGA，高速数模转换芯片，及依次连接的BALUN、滤波器、温补放大电路、隔离电路及SMA连接器，所述SRAM型FPGA用于接收所述加密数据并进行空帧填充、RS信道编码与交织、加扰、QPSK星座映射、多速率成型滤波及数字扩频调制后输出高速数据；所述高速数模转换芯片用于所述高速数据转换为模拟差分信号，再经所述BALUN转换为S频段射频信号；所述滤波器用于滤除镜像信号；所述温补放大电路用于对射频信号进行衰减和温度补偿；所述隔离电路用于对中频信号进行隔离；所述SMA连接器用于输出隔离后的射频信号。
[0014]较佳地，所述编码调制模块还加载有FPGA编码调制程序，当执行所述FPGA编码调制程序时，完成以下操作：指令接收处理、时钟生成与监控、数据自发与接收、帧头判断、RS信道编码与星座映射、多速率成型滤波，数字扩频调制、数据输出。
[0015]较佳地，所述编码调制模块中的高速数模转换芯片的转换速率设置为大于等于3Gsps，以将FPGA电路输出的高速数据进行数模转换，再经滤波和放大后输出单机。
[0016]较佳地，所述电源模块所产生的工作时钟fs与所述编码调制模块生成的射频信号f0之间满足以下关系：
[0017]f0＝fs
‑
fs/N，
[0018]其中，N为整数。
[0019]本专利技术还提供了一种星载数据广播分发方法，应用如上所述的星载数据广播分发设备，执行对广播分发数据的加密及扩频调制。
[0020]本专利技术具有以下有益效果：
[0021]本专利技术提供的星载数据广播分发设备及方法，通过包含电源模块、加密控制模块及编码调制模的系统，实现全数字扩频调制及直接射频输出，不需要上变频模块，具有射频输出频率可调，编码方式及传输速率可调的数据传输功能。
附图说明
[0022]图1为本专利技术提供的一种星载数据广播分发设备的架构示意图；
[0023]图2为本专利技术提供的电源模块的示意图；
[0024]图3为本专利技术提供的加密控制模块的示意图；
[0025]图4为本专利技术提供的编码调制模块的示意图。
具体实施方式
[0026]以下将结合本专利技术的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本专利技术的一部分实例，并不是全部的实例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0027]为了便于对本专利技术实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的解释说明，且各个实施例不构成对本专利技术实施例的限定。
[0028]参考图1所示，本实施例提供了一种星载数据广播分发设备，包括：电源模块10、加密控制模块20及编码调制模块30；其中，电源模块10用于将输入的一次电源处理为其他模块所需的二次电源，二次电源及二次地通过内部连接器40与其他模块连接，以及产生编码本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种星载数据广播分发设备，其特征在于，包括：电源模块、加密控制模块、编码调制模块；其中，所述电源模块用于将输入的一次电源处理为其他模块所需的二次电源，所述二次电源及二次地通过内部连接器与其他模块连接，以及产生所述编码调制模块的工作时钟fs；所述加密控制模块用于接收AOS数据，并将所述AOS数据按需求加密后将加密数据传输至所述编码调制模块，以及完成所述编码调制模块的FPGA的加载和刷新，并接收整个装置的遥控数据，对所述遥控数据中的指令进行解析，及对数据传输速率进行切换；接收其他模块的模拟量和编码调制模块的数字量遥测信息，并将所述遥测信息处理打包后发送给上位机；所述编码调制模块用于接收遥控指令及所述加密数据，并所述加密数据进行空帧填充、经RS编码交织、加扰、扩频调制、滤波、QPSK调制、经高速数模转换芯片产生S频段的射频信号f0，射频信号f0经滤波、放大隔离后输出。2.根据权利要求1所述的星载数据广播分发设备，其特征在于，所述电源模块包括依次串接的熔断保护电路、防浪涌电路、EMI滤波电路及DCDC变换器；所述熔断保护电路用于对输入的一次电源进行熔断保护；所述防浪涌电路用于进行浪涌电流抑制；所述EMI滤波电路用于进行滤波；所述DCDC变换器用于进行电源转换得到+5.5V的二次电源；还包括时钟电路，用于产生工作时钟fs，并通过SMA输出模块输出至所述编码调制模块。3.根据权利要求1所述的星载数据广播分发设备，其特征在于，所述加密控制模块包括：RS422接口电路、LVDS接口电路、上电复位电路、AD采集电路、噪声电路、反熔丝FPGA；所述RS422接口电路用于接收所述遥控数据及发送所述遥测信息；所述LVDS接口电路用于接收所述AOD数据；所述上电复位电路用于在加电瞬间对所述反熔丝FPGA进行复位；所述AD采集电路用于采集单机内的模拟量信息；所述噪声电路用于产生噪声源；所述反熔丝FPGA用于执行对所述编码调制模块的遥控控制及遥测采集，以及将接收的AOD数据按需求加密后转发至所述编码调制模块。4.根据权利要求3所述的星载数据广播分发设备，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝广凯，张瑞珏，朱丹，华伊，田毅辉，钟鸣，徐跃峰，陆卫强，雷鸣，
申请(专利权)人：上海航天测控通信研究所，
类型：发明
国别省市：