星间链路通信收发一体化系统设计

来源：计算机测量与控制杂志2024年第8期北京时间：

作者：鲍爱达,候世豪,郭鑫,崔鹤,张鑫哲

单位：中北大学

摘要：随着卫星制造发射成本的降低以及全球通信需求的增加，低轨星间链路技术成为研究热点。星间链路可将多颗卫星互联，建立具有导航和通信功能的自主运行系统，可靠的通信技术是当前的研究重点。为了适应外太空具有较大多普勒频移的高动态环境，设计了星间链路通信收发一体化系统。发射端采用UQPSK直接序列扩频技术，双通道架构可同时完成不同速率的导航与通信数据的发射，再运用LDPC编码技术提升数据发射速率与稳定性；接收端采用改进的PMF-FFT分段捕获算法与归一化最小和LDPC译码算法，以快速准确捕获星间信息。在FPGA硬件平台经过多次测试，该系统均可在高动态环境下，正确快速捕获到多普勒频移高达 341KHz的信号，捕获算法时间均可保持在200ms以内，符合实际应用中的性能需求。

关键词：星间链路;UQPSK-DSSS;PMF-FFT;LDPC;FPGA

基金资助：国家自然科学基金资助项目(62204232)；山西省基础研究计划资助项目(202103021244198)