风云一号接收系统定时同步及PCI接口研究

论文摘要

目前,中国各地面站所使用的风云一号接收系统还存在很多缺点,具体表现在:与计算机的接口总线采用已经淘汰的ISA总线;硬件设计采用模拟方式实现,不易于扩展到将来的风云三号接收系统中;不能实现可变中频和可变符号率的数据解调。针对当前风云一号接收系统存在的缺点,本文给出了全数字接收系统设计方案,并对其中的符号同步及PCI接口技术进行了深入研究。论文首先对定时同步做了深入研究并搭建了仿真平台。仿真发现,在某些系统中,当采样速率和两倍符号率的比值为一整数时,如果定时误差检测采用Gardner算法,可以设计一种自适应环路滤波器,以提高定时恢复的锁定速度和精度;其次,对PCI接口做了深入研究,成功编写了PCI总线驱动和应用程序,然后根据项目要求对应用程序做了改进,改进后的应用程序执行效率有了显著提高,同时又节省了硬盘资源;最后,分别使用模拟卫星源以及风云一号实际卫星信号对解调卡进行了性能测试,结果表明所设计的解调卡满足实际应用的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 中国极轨气象卫星发展简史
• 1.2 FY-1D 技术特点及资料接收处理系统
• 1.2.1 FY-1D 的数传信道
• 1.2.2 FY-1D 的观测仪器
• 1.2.3 FY-1D 资料接收处理系统
• 1.3 本文的主要工作和章节安排
• 第二章 卫星通信系统
• 2.1 通信系统的组成
• 2.2 卫星通信的调制方式
• 2.3 FY-1D 的数据帧格式
• 第三章 FY-1D 接收系统方案设计及定时同步研究
• 3.1 卫星接收系统设计方案及仿真平台的搭建
• 3.2 定时同步技术介绍
• 3.2.1 定时同步简介
• 3.2.2 常用的自同步技术
• 3.2.3 风云一号接收系统中的符号同步
• 3.3 内插滤波器设计
• 3.3.1 传统的内插滤波器
• 3.3.2 改进的内插滤波器
• 3.4 定时误差检测算法
• 3.5 环路滤波器设计
• 3.6 数控振荡器设计
• 3.7 卫星接收系统的Simulink 仿真
• 3.8 改进的环路滤波器设计
• 第四章 PCI 总线驱动及应用程序设计
• 4.1 PCI 总线协议
• 4.1.1 PCI 总线发展及优点
• 4.1.2 PCI 总线信号定义
• 4.1.3 PCI 总线操作协议
• 4.1.4 PCI 总线的配置地址空间
• 4.2 PCI9054 介绍
• 4.3 驱动程序开发
• 4.3.1 WDM 驱动程序模型及层次结构
• 4.3.2 驱动程序设计
• 4.4 应用程序设计
• 4.4.1 设备的打开
• 4.4.2 应用程序通过驱动控制设备
• 4.4.3 应用程序从硬件读取数据
• 4.5 应用程序的改进与优化
• 第五章 系统调试
• 5.1 驱动程序的安装
• 5.2 系统测试点的选择
• 5.3 系统测试结果
• 5.3.1 使用模拟卫星源作为信号源
• 5.3.2 对风云一号D 星信号的实际解调
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读研期间的研究成果
• 附录
• 附录A：对模拟卫星源的采集结果
• 附录B：风云一号D 星红外云图及可见光云图