一种基于VPX架构的双模散射通信终端的制作方法

一种基于vpx架构的双模散射通信终端
技术领域
1.本发明涉及卫星通信技术领域，特别涉及一种基于vpx架构的双模散射通信终端。


背景技术：

2.现有散射通信系统天线体系、通信频段、应用方式各不相同，有单天线散射通信系统、双天线散射通信系统；通信频段有c频段、ku频段；应用方式有点对点通信、点对两点通信；导致散射通信终端多样化、复杂化。一种即支持单天线散射通信系统、又支持双天线散射通信系统，可扩展至不同射频，可用于点对点通信、点对两点通信或可与卫星通信共平台使用的通信终端是散射通信终端的发展趋势。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明提供了一种基于vpx架构的双模散射通信终端。该通信终端集成度高、使用灵活、采用先进的跳频算法和信道估计算法，具备更优的系统性能。
4.为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：
5.一种基于vpx架构的双模散射通信终端，包括第一调制解调单元(1)、第二调制解调单元(2)、时钟业务单元(3)、监控业务单元(4)、第一l变频单元(5)、第二l变频单元(6)、第一l变频单元后插件(7)、第二l变频单元后插件(8)和vpx背板(9)；
6.所述时钟业务单元(3)提供一路ip业务、一路勤务话通过vpx背板(9)给第一调制解调单元(1)，并同时给两个调制解调单元和两个l变频单元提供10mhz参考；
7.所述监控业务单元(4)提供一路ip业务、一路勤务话通过vpx背板(9)给第二调制解调单元(2)，同时给给两个调制解调单元和两个l变频单元提供监控信息；
8.所述第一调制解调单元(1)用于完成对第一路ip业务、勤务话的接口处理、编码和调制功能，其中频信号输出至l变频单元(5)，同时给第二调制解调单元(2)提供10mhz参考，给第一l变频单元(5)提供10mhz参考和监控信息；
9.所述第一l变频单元(5)中频出信号通过vpx背板(9)传送给l变频单元后插件(7)，从而进行输出；
10.所述的第一l变频单元后插件(7)接收到中频信号，通过vpx背板(9)传送给第一l变频单元(5)，第一l变频单元(5)完成接收中频信号的下变频后，输出给第一调制解调单元(1)，第一调制解调单元(1)完成信号的解调、译码、接口处理后通过vpx背板(9)输出给时钟业务单元(3)，时钟业务单元(3)对网口业务和勤务话进行输出；
11.所述第二调制解调单元(2)完成对第二路ip业务、勤务话的接口处理、编译码、调制解调功能，其中频信号输出至第二l变频单元(6)，同时给第一调制解调单元(1)提供监控信息，给第二l变频单元(6)提供10mhz参考和监控信息；
12.所述l变频单元(6)中频出信号通过vpx背板(9)传送给第二l变频单元后插件(8)，从而进行输出；
13.所述的第二l变频单元后插件(8)接收到中频信号，通过vpx背板(9)传送给第二l
变频单元(6)，第二l变频单元(6)完成接收中频信号的下变频后，输出给第二调制解调单元(2)，第二调制解调单元(2)完成信号的解调、译码、接口处理后通过vpx背板(9)输出给监控业务单元(4)，监控业务单元(4)对网口业务和勤务话进行输出；
14.进一步的，两个调制解调单元均包括时钟分路(11)、监控分路(12)、网口phy芯片(13)、第一xilinx fpga(14)、第二xilinx fpga(15)、ad9154(16)、ad9516(17)、ad9434(18)、数字中频放大器(19)；
15.时钟分路(11)接收从时钟业务单元(3)通过vpx背板(9)过来的10mhz参考信号，将其进行分路，输出给调制解调单元(2)和各自对应的l变频单元；
16.监控分路(12)完成对监控业务单元(4)通过vpx背板(9)过来的监控信号的分路，输出给第一调制解调单元(1)和各自对应的l变频单元；
17.从时钟业务单元(3)或监控业务单元(4)过来的ip信息经过网口phy芯片(13)进行处理后输出给第一xilinx fpga(14)，勤务信息通过vpx背板(9)直接输出到第一xilinx fpga(14)，第一xilinx fpga(14)经过业务处理进行拆组包、组帧后输出给第二xilinx fpga(15)进行turbo编码，编码后送回第一xilinx fpga(14)进行波形成型调制后，输出给ad9154(16)进行da转换，da转换后信号输出给对应的l变频单元；
18.接收端接收对应的l变频单元的中频入信号，首先进入数字中频放大器(19)，根据信号大小进行放大后输出给ad9434(18)进行ad转换，ad转换后信号输出给第一xilinx fpga(14)进行解调，解调后信息输出给第二xilinx fpga(15)进行信道译码，译码后的信号送回第一xilinx fpga(14)进行业务处理，处理后输出网口数据和勤务话，给vpx背板(9),最终通过时钟业务单元(3)或监控业务单元(4)输出ip业务信息和勤务信息；
19.ad9516(17)用于产生ad转换、da转换和调制解调算法所使用的稳定高钟。
20.进一步的，所述时钟业务单元(3)包括10mhz处理(31)、第一话音处理(32)、第一网口变压(33)；
21.10mhz处理(31)用于完成对10mhz参考输入的电平转换处理；
22.第一话音处理(32)用于完成对输入勤务话音的处理；
23.第一网口变压(33)用于完成对网口数据的电平转换功能，经过处理的10mhz信息、勤务话音信息、网口信息都通过vpx背板(9)输出给第一调制解调单元(1)；
24.接收端接收来自第一调制解调单元(1)的话音信息，经过vpx背板(9)给第一话音处理(32)进行处理，处理完的信息从勤务接口输出，接收来自第一调制解调单元(1)的ip业务信息，经过vpx背板(9)给第一网口变压(33)进行处理，处理完的信息从ip业务接口输出。
25.进一步的，所述监控业务单元(4)包括监控解析(41)、第二话音处理(42)、第二网口变压(43)；
26.监控解析(41)包含arm芯片，对接收到的监控信息进行解析处理后输出，第二话音处理(42)完成对输入勤务话音的处理，第二网口变压(43)完成对网口数据的电平转换功能，经过处理的监控信息、勤务话音信息、网口信息都通过vpx背板(9)输出给第二调制解调单元(2)；
27.接收端接收来自第二调制解调单元(2)的话音信息，经过vpx背板(9)给第二话音处理(42)进行处理，处理完的信息从勤务接口输出，接收来自第二调制解调单元(2)的ip业务信息，经过vpx背板(9)给第二网口变压(43)进行处理，处理完的信息从ip业务接口输出。
28.本发明采取上述技术方案所产生的有益效果在于：
29.1.本发明采用vpx架构，前后板卡互插，包含两个散射通信基带信道，每个信道可独立使用，实现各自单天线点对两点通信，也可以合并使用，实现大容量双天线点对点通信；
30.2.本发明两路散射基带信道均输出l频段中频，可外接不同频段的射频。
31.3.本发明支持卫星通信基带板卡，第二路散射信道可外接卫星通信射频，从而可应用在散射卫星双模通信系统。
32.4.采用vpx架构，可扩展至多个散射信道，为散射组网奠定基础
33.5.本发明集成度高、使用灵活，采用先进的跳频算法和信道估计算法，具备更优的系统性能。
附图说明
34.图1是本发明的一种基于vpx架构的双模散射通信终端的电原理图。
35.图2是本发明调制解调单元的电原理图。
36.图3是本发明时钟业务单元的电原理图。
37.图4是本发明监控业务单元的电原理图。
具体实施方式
38.下面，结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。
39.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
40.一种基于vpx架构的双模散射通信终端，包括第一调制解调单元(1)、第二调制解调单元(2)、时钟业务单元(3)、监控业务单元(4)、第一l变频单元(5)、第二l变频单元(6)、第一l变频单元后插件(7)、第二l变频单元后插件(8)、vpx背板(9)。
41.时钟业务单元(3)提供一路ip业务、一路勤务话通过vpx背板(9)给第一调制解调单元(1)、同时给两个调制解调单元和两个l变频单元提供10mhz参考；
42.监控业务单元(4)提供一路ip业务、一路勤务话通过vpx背板(9)给第二调制解调单元(2)，同时给给两个调制解调单元和两个l变频单元提供监控信息；
43.第一调制解调单元(1)完成对第一路ip业务、勤务话的接口处理、编码、调制功能，其中频信号输出至第一l变频单元(5)，同时给第二调制解调单元(2)提供10mhz参考，给第一l变频单元(5)提供10mhz参考和监控信息；
44.第一l变频单元(5)中频出信号通过vpx背板(9)传送给第一l变频单元后插件(7)，从而进行输出；
45.第一l变频单元后插件(7)接收到中频信号，通过vpx背板(9)传送给第一l变频单元(5)，第一l变频单元(5)完成接收中频信号的下变频后，输出给第一调制解调单元(1)，第一调制解调单元(1)完成信号的解调、译码、接口处理后通过vpx背板(9)输出给时钟业务单元(3)，时钟业务单元(3)对网口业务和勤务话进行输出；
46.第二调制解调单元(2)完成对第二路ip业务、勤务话的接口处理、编码、调制功能，
其中频信号输出至第二l变频单元(6)，同时给第一调制解调单元(1)提供监控信息，给第二l变频单元(6)提供10mhz参考和监控信息；
47.第二l变频单元(6)中频出信号通过vpx背板(9)传送给第二l变频单元后插件(8)，从而进行输出；
48.第二l变频单元后插件(8)接收到中频信号，通过vpx背板(9)传送给第二l变频单元(6)，第二l变频单元(6)完成接收中频信号的下变频后，输出给第二调制解调单元(2)，第二调制解调单元(2)完成信号的解调、译码、接口处理后通过vpx背板(9)输出给监控业务单元(4)，监控业务单元(4)对网口业务和勤务话进行输出。
49.所述的调制解调单元(1)(2)包括时钟分路(11)、监控分路(12)、网口phy芯片(13)、第一xilinx fpga(14)、第二xilinx fpga(15)、ad9154(16)、ad9516(17)、ad9434(18)、数字中频放大器(19)；
50.时钟分路(11)接收从时钟业务单元(3)通过vpx背板(9)过来的10mhz参考信号，将其进行分路，输出给调制解调单元(2)和各自对应的l变频单元；
51.监控分路(12)完成对监控业务单元(4)通过vpx背板(9)过来的监控信号的分路，输出给第一调制解调单元(1)和各自对应的l变频单元；
52.从时钟业务单元(3)或监控业务单元(4)过来的ip信息经过网口phy芯片(13)进行处理后输出给第一xilinx fpga(14)，勤务信息通过vpx背板(9)直接输出到第一xilinx fpga(14)，第一xilinx fpga(14)经过业务处理进行拆组包、组帧后输出给第二xilinx fpga(15)进行turbo编码，编码后送回第一xilinx fpga(14)进行波形成型调制后，输出给ad9154(16)进行da转换，da转换后信号输出给对应的l变频单元；
53.接收端接收对应的l变频单元的中频入信号，首先进入数字中频放大器(19)，根据信号大小进行放大后输出给ad9434(18)进行ad转换，ad转换后信号输出给第一xilinx fpga(14)进行解调，解调后信息输出给第二xilinx fpga(15)进行信道译码，译码后的信号送回第一xilinx fpga(14)进行业务处理，处理后输出网口数据和勤务话，给vpx背板(9),最终通过时钟业务单元(3)或监控业务单元(4)输出ip业务信息和勤务信息；
54.ad9516(17)用于产生ad转换、da转换和调制解调算法所使用的稳定高钟。
55.所述的时钟业务单元(3)包括10mhz处理(31)、第一话音处理(32)、第一网口变压(33)；
56.10mhz处理(31)用于完成对10mhz参考输入的电平转换处理；
57.第一话音处理(32)用于完成对输入勤务话音的处理；
58.第一网口变压(33)用于完成对网口数据的电平转换功能，经过处理的10mhz信息、勤务话音信息、网口信息都通过vpx背板(9)输出给第一调制解调单元(1)；
59.接收端接收来自第一调制解调单元(1)的话音信息，经过vpx背板(9)给第一话音处理(32)进行处理，处理完的信息从勤务接口输出，接收来自第一调制解调单元(1)的ip业务信息，经过vpx背板(9)给第一网口变压(33)进行处理，处理完的信息从ip业务接口输出。
60.所述的监控业务单元(4)包括监控解析(41)、第二话音处理(42)、第二网口变压(43)；
61.监控解析(41)包含arm芯片，对接收到的监控信息进行解析处理后输出，第二话音处理(42)完成对输入勤务话音的处理，第二网口变压(43)完成对网口数据的电平转换功
能，经过处理的监控信息、勤务话音信息、网口信息都通过vpx背板(9)输出给第二调制解调单元(2)；
62.接收端接收来自第二调制解调单元(2)的话音信息，经过vpx背板(9)给第二话音处理(42)进行处理，处理完的信息从勤务接口输出，接收来自第二调制解调单元(2)的ip业务信息，经过vpx背板(9)给第二网口变压(43)进行处理，处理完的信息从ip业务接口输出。
63.下面为一更具体的实施例：
64.如图1是本发明的一种基于vpx架构的双模散射通信终端的电原理图；包括第一调制解调单元1、第二调制解调单元2、时钟业务单元3、监控业务单元4、第一l变频单元5、第二l变频单元6、第一l变频单元后插件7、第二l变频单元后插件8和vpx背板9；
65.时钟业务单元3提供一路ip业务、一路勤务话通过vpx背板9给第一调制解调单元1，并同时给两个调制解调单元和两个l变频单元提供10mhz参考；
66.监控业务单元4提供一路ip业务、一路勤务话通过vpx背板9给第二调制解调单元2，同时给给两个调制解调单元和两个l变频单元提供监控信息；
67.第一调制解调单元1用于完成对第一路ip业务、勤务话的接口处理、编码和调制功能，其中频信号输出至第一l变频单元5，同时给第二调制解调单元2提供10mhz参考，给第一l变频单元5提供10mhz参考和监控信息；
68.第一l变频单元5中频出信号通过vpx背板9传送给第一l变频单元后插件7，从而进行输出；
69.第一l变频单元后插件7接收到中频信号，通过vpx背板9传送给第一l变频单元5，第一l变频单元5完成接收中频信号的下变频后，输出给第一调制解调单元1，第一调制解调单元1完成信号的解调、译码、接口处理后通过vpx背板9输出给时钟业务单元3，时钟业务单元3对网口业务和勤务话进行输出；
70.第二调制解调单元2完成对第二路ip业务、勤务话的接口处理、编码、调制功能，其中频信号输出至第二l变频单元6，同时给第一调制解调单元1提供监控信息，给第二l变频单元6提供10mhz参考和监控信息；
71.第二l变频单元6中频出信号通过vpx背板9传送给第二l变频单元后插件8，从而进行输出；
72.第二l变频单元后插件8接收到中频信号，通过vpx背板9传送给第二l变频单元6，第二l变频单元6完成接收中频信号的下变频后，输出给第二调制解调单元2，第二调制解调单元2完成信号的解调、译码、接口处理后通过vpx背板9输出给监控业务单元4，监控业务单元4对网口业务和勤务话进行输出。
73.如图2是本发明一种调制解调单元的电原理图，包括时钟分路11、监控分路12、网口phy芯片13、第一xilinx fpga 14、第二xilinx fpga 15、ad915416、ad951617、ad943418、数字中频放大器19；
74.时钟分路11接收从时钟业务单元3通过vpx背板9过来的10mhz参考信号，将其进行分路，输出给调制解调单元2和各自对应的l变频单元；
75.监控分路12完成对监控业务单元4通过vpx背板9过来的监控信号的分路，输出给调制解调单元1和各自对应的l变频单元；
76.从时钟业务单元3或监控业务单元4过来的ip信息经过网口phy芯片13进行处理后
输出给第一xilinx fpga 14，勤务信息通过vpx背板9直接输出到第一xilinx fpga 14，各种业务在第一xilinx fpga 14经过处理进行拆组包、组帧后输出给第二xilinx fpga 15进行turbo编码，编码后送回第一xilinx fpga 14进行波形成型调制后，输出给ad915416进行da转换，da转换后信号输出给对应的l变频单元；
77.接收端接收对应的l变频单元的中频入信号，首先进入数字中频放大器19，根据信号大小进行放大后输出给ad943418进行ad转换，ad转换后信号输出给第一xilinx fpga 14进行解调，解调后信息输出给第二xilinx fpga 15进行信道译码，译码后的信号送回第一xilinx fpga 14进行业务处理，处理后输出网口数据和勤务话，给vpx背板9,最终通过时钟业务单元3或监控业务单元4输出ip业务信息和勤务信息。
78.ad951617用于产生ad转换、da转换和调制解调算法所使用的稳定高钟。
79.实施例第一xilinx fpga 14、第二xilinx fpga 15采用xilinx公司生产的fpga芯片，ad915416、ad951617、ad943418均采用美国adi公司生产的芯片制作。
80.如图3是本发明一种时钟业务单元的电原理图，包括10mhz处理31、第一话音处理32、第一网口变压33。
81.10mhz处理31完成对10mhz参考输入的电平转换处理；
82.第一话音处理32完成对输入勤务话音的处理；
83.第一网口变压33完成对网口数据的电平转换功能，经过处理的10mhz信息、勤务话音信息、网口信息都通过vpx背板9输出给第一调制解调单元1；
84.接收端接收来自第一调制解调单元1的话音信息，经过vpx背板9给第一话音处理32进行处理，处理完的信息从勤务接口输出，接收来自第一调制解调单元1的ip业务信息，经过vpx背板9给第一网口变压33进行处理，处理完的信息从ip业务接口输出。
85.如图4是本发明一种监控业务单元的电原理图，包括监控解析41、第二话音处理42、第二网口变压43；
86.监控解析41包含arm芯片，对接收到的监控信息进行解析处理后输出，第二话音处理42完成对输入勤务话音的处理，第二网口变压43完成对网口数据的电平转换功能，经过处理的监控信息、勤务话音信息、网口信息都通过vpx背板9输出给第二调制解调单元2；
87.接收端接收来自第二调制解调单元2的话音信息，经过vpx背板9给第二话音处理42进行处理，处理完的信息从勤务接口输出，接收来自第二调制解调单元2的ip业务信息，经过vpx背板9给第二网口变压43进行处理，处理完的信息从ip业务接口输出。其中监控解析41采用t3 pro芯片制作。
88.本发明简要工作原理如下：
89.该终端采用vpx架构前后板卡互插的形式，两路调制解调单元和两路l变频单元组成两个散射基带信道。两路调制解调单元分别和时钟业务单元、监控业务单元前后互插，时钟业务单元完成10mhz参考输入、提供一路ip业务、一路勤务话音给第一路散射基带信道，监控业务单元完成监控功能，同时提供一路ip业务、一路勤务话音给第二路散射基带信道，两路调制解调单元完成各自ip信息和话音信息的处理、编译码、调制解调功能，两路调制解调单元对应的l变频单元完成对应散射信道的信号上下变频功能。
90.两个散射基带信道，每个信道可独立使用，实现各自单天线点对两点通信，也可以合并使用，实现双天线点对点通信，在点对点通信模式下两路散射信道业务为并传模式，业
务容量加倍。本发明集成度高、使用灵活、采用先进的跳频算法和信道估计算法，支持速率自适应功能，具备更优的系统性能。