本课题在分析卫星通信信道组成的基础上，用两台计算机、信号处理板及两条双机互连线组成了一个小型的模拟卫星通信系统，为课题设计提供了仿真平台。为了较好模拟真实卫星信道全双工通信和通信数据的转发，本课题的信号处理板主要由两块单口以太网芯片LXT972和一块FPGA组成，其中LXT972负责以太网MII接口通信，FPGA负责接口通信模块设计、误码生成及插入。
通过阅读LXT972的芯片手册，分析了以太网PHY芯片的编程相关硬件配置和工作方式。并根据IEEE 802.3标准MAC帧格式和MII接口收发时序，分别设计了以太网接收数据封装和发送数据封装模块。本课题在以太网接收数据封装模块去除了前导码和帧定界符，并为误码插入模块提取了MAC的LCC包数据。由于信号处理板具有模拟卫星信道延时特性的能力，本课题为拓展SDRAM控制器提供了MAC包长度信息。
在分析卫星基带通信误码形成原因的基础上，得出卫星信道误码图案主要由高斯白噪声引起。通过分析比较各种生成高斯白噪声的方法，选择根据中心极限定理把多路正态特性良好的混合同余随机序列相叠加作为生成高斯白噪声的方案。并对混合同余高斯白噪声序列作了正态检验，利用修正初值的方法改良了高斯白噪声。经MATLAB检验，修正后高斯白噪声的正态特性有了明显的改善。根据真实卫星信道误码率要求，本课题利用MATLAB统计工具箱的norminv函数，求解出生成高斯白噪声序列的位宽和路数，并基于FPGA实现高斯误码生成和插入。
本课题在MAC帧的LCC数据中实现实时误码插入，较好地模拟了卫星信道的基带误码特性。
本文主要工作及结构安排
本课题的主要工作为：实现误码仿真平台、设计以太网接口通信模块、设计误码模块和联合调试。
本论文的结构安排为：
第二章在分析卫星通信信道组成的基础上，给出误码仿真平台的设计方案，并简略介绍以太网接口通信模块和误码模块设计。
第三章在分析以太网物理层芯片LXT972的MII接口时序[9]的基础上，分别设计了以太网10M、100M接口程序，实现了两块LXT972对接。在分析以太网MAC帧格式后，基于FPGA[10]分别实现了10M、100M MAC帧接收和发送数据封装，为误码插入提取了MAC包，并为SDRAM控制器预留了程序接口。
第四章首先在分析卫星基带通信误码形成原因[11]的基础上，借助MATLAB再现了卫星通信基带误码形成过程。接着修正均匀随机序列后，得到正态特性良好的高斯白噪声。然后对照卫星信道基带误码率要求，确定在FPGA中实现的高斯白噪声参数，进而使用Modelsim仿真工具对实现的误码图案进行了验证，最终在MAC帧中实现了LCC数据误码插入。
Tags：
