基于FPGA的特征扩频卫星物联网链路设计与实现

作     者：李嘉烨 陈子贤 陈翔 LI Jiaye;CHEN Zixian;CHEN Xiang

作者机构：中山大学系统科学与工程学院广东广州510006 中山大学电子与信息工程学院广东广州510006 

出 版 物：《无线电通信技术》 (Radio Communications Technology)

年 卷 期：2024年第50卷第4期

页      面：681-687页

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 081001[工学-通信与信息系统] 

基　　金：广东省重点研发计划(2019B010158001) 

主　　题：卫星通信 特征扩频 现场可编程门阵列 四相相移键控通信链路 

摘      要：随着卫星通信与地面无线通信的发展,通信系统频谱共用问题日益突出。传统扩频方法通常将外部干扰视作均匀功率谱信号,但此类方法对卫星通信频谱的利用尚不充分。采用信号功率谱特征与干扰信号功率谱特征互补塑形的特征扩频系统,更符合实际卫星通信中噪声频谱非均匀和小信噪比(Signal to Noise Ratio, SNR)的情况。设计了特征扩频的扩频与解扩方案的现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)实现,借助成型的四相相移键控(Quadrature Phase Shift Keying, QPSK)通信链路,嵌入特征扩频模块对QPSK调制后的信号进行扩频幅度调制。在FPGA上实现了该方案,验证所完成的系统在发送端能正确对数据进行扩频处理,在接收端能识别扩频后的信号,并正确解析出来。该研究的结论有助于现代卫星通信中业务数据实现小信噪比和低误码率(Bit Error Rate, BER)传输。