本申请涉及一种适用于宽带卫星通信的高集成度地面终端SoC芯片。所述高集成度地面终端SoC芯片包括：射频前端模块和数字基带模块；射频前端模块包括射频接收链路、射频发射链路、频率合成模块和辅助射频接收链路；数字基带模块包括接收解调模块、发射调制模块和协议解析/生成模块。采用本方法能够集成镜像抑制滤波器和高频头功能和功耗并降低成本。滤波器和高频头功能和功耗并降低成本。滤波器和高频头功能和功耗并降低成本。
【技术实现步骤摘要】
一种适用于宽带卫星通信的高集成度地面终端SoC芯片
[0001]本申请涉及集成电路
，特别是涉及一种适用于宽带卫星通信的高集成度地面终端SoC芯片。
技术介绍
[0002]目前的宽带卫星通信地面终端多数采用分立元器件方案进行实现，包括天线、镜像抑制滤波器、高频头、射频收/发机、数字信号处理部分等。高频头部分主要完成从Ku/Ka频段至较低射频段或者从较低射频段至Ku/Ka频段的下/上变频，射频收/发部分通常采用零中频收/发架构实现射频信号的放大、下变频、滤波以及模数转换或者数模转换、滤波、上变频、功率放大等操作，数字信号处理部分主要完成信号的调制解调以及协议解析等过程。因此导致地面终端体积大、功耗高、成本昂贵。
[0003]然而，目前为了减小终端体积，射频收发部分和数字信号处理部分通常采用SIP封装的微系统形式。但是仍然面临如下严峻问题：1)微系统方案较难集成镜像抑制滤波器和高频头，导致终端的体积仍然较大；2)分立元器件方案或者微系统方案均采用第三方芯片作为实现介质，硬件资源冗余度较高，无法实现功耗最优化；3)采用第三方芯片无法有效控制终端成本，导致终端成本长期居高不下。
技术实现思路
[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够解决目前地面终端设备体积大、功耗高和成本高等问题的适用于宽带卫星通信的高集成度地面终端SoC芯片。
[0005]一种适用于宽带卫星通信的高集成度地面终端SoC芯片，所述集成度地面终端SoC芯片包括：射频前端模块和数字基带模块；射频前端模块包括射频接收链路、射频发射链路、频率合成模块和辅助射频接收链路；数字基带模块包括接收解调模块、发射调制模块和协议解析/生成模块；射频接收链路用于模拟目前终端设备中的镜像抑制滤波器和高频头功能，将接收的Ku/Ka频段信号下变频至低射频段并对输入的低射频段信号进行下变频至零频、滤波以及模数转换；射频发射链路用于对输入的数字基带信号进行数模转换、滤波以及上变频至低射频频段，再将接收的低射频段信号上变频至Ku/Ka频段并对Ku/Ka频段进行功率放大和滤波；频率合成模块用于向射频接收链路和射频发射链路提供本振信号和采样时钟并对本振信号进行二倍频和二分频；辅助射频接收链路用于接收来自射频发射链路的耦合射频信号并将输出信号送至数字基带模块中进行功率放大器的数字预失真；接收解调模块用于对模数转换后的基带信号进行数字下变频，数字下变频包括跳
频跟踪和多普勒频偏补偿，对跳频跟踪和多普勒频偏补偿后的数字基带信号进行解调相关操作并根据设计需求集成多路并行波形处理通道；发射调制模块用于对数字基带信号进行调制相关操作后进行跳频调制并补偿射频发射链路中功率放大器的非线性失真；协议解析/生成模块用于对发射调制模块中多波形多速率基带调制模块的输出报文进行报文协议解析并将协议解析后的原始数据输出至数据处理平台对外进行交互；以及对数据处理平台产生的原始数据按照协议要求进行报文生成并输出至多波形多速率基带调制模块。
[0006]在其中一个实施例中，射频接收链路包括低噪声放大器、下变频混频器和零中频接收机；低噪声放大器用于模拟目前终端设备中的镜像抑制滤波器和高频头功能，实现镜像抑制和电路低噪；下变频混频器用于将接收的Ku/Ka频段信号下变频至低射频段；零中频接收机用于对输入的低射频段信号进行放大、下变频至零频、滤波以及相关操作；相关操作包括模数转换。
[0007]在其中一个实施例中，射频发射链路包括零中频发射机、上变频混频器和带通滤波器和功率放大器；零中频发射机用于对输入的数字基带信号进行数模转换、滤波、上变频至低射频频段以及功率放大；上变频混频器用于将接收的低射频段信号上变频至Ku/Ka频段；带通滤波器和功率放大器用于对Ku/Ka频段进行功率放大和滤波。
[0008]在其中一个实施例中，频率合成模块包括频率综合器、二倍频器和二分频器；频率综合器用于向射频接收链路和射频发射链路提供本振信号和采样时钟；二倍频器用于分别向频率综合器的输出本振信号提供二倍频功能；二分频器用于分别向频率综合器的输出本振信号提供二分频功能。
[0009]在其中一个实施例中，频率综合器的数量为三个；二倍频器和二分频器的数量均为两个。
[0010]在其中一个实施例中，接收解调模块包括数字下变频器DDC、直接数字频率综合器和多波形多速率基带解调模块。
[0011]在其中一个实施例中，数字下变频器DDC用于对模数转换后的基带信号进行下变频操作；下变频操作包括跳频跟踪和多普勒频偏补偿。
[0012]在其中一个实施例中，多波形多速率基带解调模块用于对跳频跟踪和多普勒频偏补偿后的数字基带信号进行解调相关操作并根据设计需求集成多路并行波形处理通道；解调相关操作包括解调、译码和纠错。
[0013]在其中一个实施例中，发射调制模块包括多波形多速率基带调制模块、数字上变频器DUC、直接数字频率综合器和数字预失真模块。
[0014]在其中一个实施例中，多波形多速率基带调制模块用于对数字基带信号进行调制相关操作并根据设计需求集成多路并行波形处理通道；调制相关操作包括编码和调制；数字上变频器DUC用于对来自多波形多速率基带调制模块的数字基带信号进行跳频调制；直接数字频率综合器用于为数字上变频器DUC提供数字本振信号，受控于多波形多速率基带调制模块；数字预失真模块用于补偿射频发射链路中功率放大器的非线性失真。
[0015]上述一种适用于宽带卫星通信的高集成度地面终端SoC芯片，本申请通过对射频前端模块和数字基带模块进行设计，射频前端模块包括射频接收链路、射频发射链路、频率
合成模块和辅助射频接收链路；数字基带模块包括接收解调模块、发射调制模块和协议解析/生成模块，首先在射频接收链路中设计了具有镜像抑制功能的低噪声放大器负载结构，在低噪声放大器中加入有源负阻电路来调整寄生电阻的大小以适用不同应用场景下镜像抑制的带宽和抑制比需求，避免片外镜像抑制滤波器的使用，进一步提升了芯片的集成度降低了地面终端设备的体积，并且在频率合成模块中采用倍频和分频方案实现输入信号的下变频，大大降低了频率综合器的输出频率范围、功耗以及复杂度等，相较于传统的分立元器件方案，本申请采用高集成度地面终端SoC芯片实现了地面终端的小型化、低功耗以及低成本。
附图说明
[0016]图1为一个实施例中一种适用于宽带卫星通信的高集成度地面终端SoC芯片的结构框图；图2为一个实施例中带镜像抑制功能的低噪声放大器的一个具体负载示例图；图3为一个实施例中带镜像抑制功能的低噪声放大器负载幅频响应曲的线示意图；图4为另一个实施例中加入了有源负阻电路后的带镜像抑制功能的低噪声放大器的示例图；图5为一个实施例中二倍频器的具体电路结构图。
具体实施方式
[0017]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0018]在一个实施例中，提本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种适用于宽带卫星通信的高集成度地面终端SoC芯片，其特征在于，所述高集成度地面终端SoC芯片包括射频前端模块和数字基带模块；所述射频前端模块包括射频接收链路、射频发射链路、频率合成模块和辅助射频接收链路；数字基带模块包括接收解调模块、发射调制模块和协议解析/生成模块；所述射频接收链路用于模拟目前终端设备中的镜像抑制滤波器和高频头功能，将接收的Ku/Ka频段信号下变频至低射频段并对输入的低射频段信号进行下变频至零频、滤波以及模数转换；所述射频发射链路用于对输入的数字基带信号进行数模转换、滤波以及上变频至低射频频段，再将接收的低射频段信号上变频至Ku/Ka频段并对Ku/Ka频段进行功率放大和滤波；所述频率合成模块用于向射频接收链路和射频发射链路提供本振信号和采样时钟并对所述本振信号进行二倍频和二分频；所述辅助射频接收链路用于接收来自射频发射链路的耦合射频信号并将输出信号送至数字基带模块中进行功率放大器的数字预失真；所述接收解调模块用于对模数转换后的基带信号进行数字下变频，所述数字下变频包括跳频跟踪和多普勒频偏补偿，对跳频跟踪和多普勒频偏补偿后的数字基带信号进行解调相关操作并根据设计需求集成多路并行波形处理通道；所述发射调制模块用于对数字基带信号进行调制相关操作后进行跳频调制并补偿射频发射链路中功率放大器的非线性失真；所述协议解析/生成模块用于对发射调制模块中多波形多速率基带调制模块的输出报文进行报文协议解析并将协议解析后的原始数据输出至数据处理平台对外进行交互；以及对数据处理平台产生的原始数据按照协议要求进行报文生成并输出至多波形多速率基带调制模块。2.根据权利要求1所述的高集成度地面终端SoC芯片，其特征在于，所述射频接收链路包括低噪声放大器、下变频混频器和零中频接收机；所述低噪声放大器用于模拟目前终端设备中的镜像抑制滤波器和高频头功能，实现镜像抑制和电路低噪；所述下变频混频器用于将接收的Ku/Ka频段信号下变频至低射频段；所述零中频接收机用于对输入的低射频段信号进行放大、下变频至零频、滤波以及相关操作；所述相关操作包括模数转换。3.根据权利要求1所述的高集成度地面终端SoC芯片，其特征在于，所述射频发射链路包括零中频发射机、上变频混频器和带通滤波...
【专利技术属性】
技术研发人员：李敏，章双全，郑铁宁，马衍青，
申请(专利权)人：辰极智航北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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