背景概述

随着卫星制造、电子和通信等方面技术的快逗发展，卫星星座在空间的应用得到了迅速发展。卫星星座由具有相同功能的多个同类型卫星构成,它们协同完成一个或多个任务。目前卫星星座主要应用左导航、空间探测如月球探测、火星探测等)、全球个人通信、移动通信、环境监测、空间技术试验、军事侦察和战术通信等方面。从发展趋势来石，卫星组网应用对于未来是重要趋势，低轨组网卫星群将带来一系列具有粼覆式的变革，而星间链路网络，以卫星作为网络节点，从而实现基于星间链路的信息传输，是当前卫星通讯、导航、侦查等领域探讨与建设的串行性技术核心之一。

星间链路的主要任务是实现卫星星间相对测量和星间通信。采用星间链路，星座能够在空中组网。建立地面试验验证环境是降低星间链路技术风险的有效途径。针对卫星组网功能和性能的测试问题，北京睿信丰科技有限公司提出一种星间能路组网地面试验测试系统。构建一个能与待测卫星载荷构成全星遥组网的闭环测试环境。实现对星间链路组网功能和性能的测试与评估分析。

系统组成：

该系统支持BPSK、QPSK、8PSK、16QAM等常见的调制解调模式，支持RS、Viteroi、LDPC等通用信道编译码模式，在镇路层通过统一的时隙划分模拟多颗卫星的组网通信协议。通过根据选择则能模拟出与实际型号定义相同的物理接口模式。通过时分复用、稼分复用等方式实现链路层的通信，设计延迟入网协议，对于网络层协议则开放给客户，客户可以根据具体定制的网络协议来对测试系统进行加载，完成时隙上的油信与数据交互;能够进行轨道参数模拟，将卫星轨道参数注入到控制软件，控制软件根据注入的模拟器数据，迫过网络来配置各个设备，下发各个设条的配置信息以及状杰信息，完成在此种模拟场景下的卫星测试。

射频通道:完成中频信号与Ka/S频段射频信号的转换过程及射频通道切换过程。

通信数据收发单元:完成物理层、链路层的信号处理，物理层包括调制解调、编码泽码、位同步、帧同步等功能，链路层包括时隙控制与响应等油信协议信息处理。

自主运行漠拟单元:按照用户模拟卫星在轨自主运行所需的参数，按照整网历书、迫道时延、地面站坐标、整网钟差等参数，计算星间短路控制参数。

自主运行模拟单元产生的仿真数据包括:多星组网系统的任意卫星(含地面站)任意时刻的星间敏路信号的伪距、伪距

变化率、伪距变化加速度，载波相位、载波相位变化率、载波相位变化加速度。自主运行模拟单元可以生成仿真数据的连续时间跨度不少于60天。

星间链路白动化测试软件:完成协议测试能力:支持星间同步、星间载荷、星间路由、星间入网对接;自动化测试功能

完成误码率统计、自动记录及监视，绘制曲线，故障告警及输出，支持系统集中统一界面管理，一键自动化配置。

时频模块:为系统提供准确统一的时信息。

系统结构

星间链路测试系统的硬件主要由Ka频段上下变须、S上下变频器、射须开关知阵、通信数据收发单元、自主运行模拟单元、时频模块、PXIe主控器及机箱构成，系统的信号处理核心采用了PXle的平台架构，对系统的核心碳块均进行了碳块化设计，将各种高性能的芯片进行了集成，同时兵备了强大的数字信号处理能力和良好的可重构性能。内部所有模块均采用标准的3U尺寸的PXIe板卡，如通信数据收发单元、Ka频段上下变频、S上下变频器等。

系统特点

系统易于扩展、升级

本系统中射频、综合基带、控制单元等均采用模块化设计，每个模块示担独立功能，便于灵活置、更新维护和结构扩展。在系统维护方面，模块化的优势更加明显，只需更换问题模块即可恢复正常工作状态，提高了设备的可维修性、可复用性。

支持星间链路组网全方位测试

针对不同组网整星或载荷，完成多个节点、不同速率、不同信号体制、不同信号频段的信号的变频、解调、通信以及协议测试与分析，实现多星组网环境的协同测试功能。星间组网多节点测试通常指多点对单点的数据收发测试，

此种模式下需要测试系统模拟不少于10个节点的卫星星间信号，链路层层面采用时隙划分的方案通过此设备进行模

拟，对卫星低速通信链路单机的入网、通信、握手、多点同步等功能进行各方面的测试。同时支持多星组网协议测试支持网络协议测试。

具备星间链路组网模拟

系统叉用时分复用模式，在链路层通过统一的时隙分别模拟多颗卫星的组网通信协议，包含时问广播、路由分配、振手交互、通信交互等等，物理层使用突发通信模式，通过变频器收发某频段的射频信号，射频信号通过有线功分器与合路器)或者无线(低噪放与天线)模式与被测单机相接，完成对被测单机的测试。能够模拟地星星问链路，完成地星星、星星地回路的信息流测试，能够提供多普勒和功率动态变化的星间链路测试信号。

能够模拟空间时延，根据星历及历书模拟生成多颗星(含地面站)星间链路双向测距信号，测距信号模拟精度1ns，满足卫星至少60天自主定轨和时间同步需求。轨道参数模拟主要实现在不同测试场景下，模拟卫星轨道参数，将卫星轨道参数注入到控制软件，控制软件根据注入的模拟数据，通过网络来配置各个设备，下发各个设备的配置信息以及状态信息，完成在此和模拟场景下的卫星测试。卫虽在每种场景下的轨道参数信息不同，测试设备控制软件根据初始给定的模拟卫星轨道参数，完成相应场景下的测试任务。

低速网采用时隙通信测量方式

系统采用分时复用模式，因此需要兼容系统的同步时隙协议。根据测试场景的需求，需要将信号填写到符合时隙同步的数据顿中，按照同步时隙协议进行注信。

可重复动态加载能力

数据收发模块由数字信号调制处理与数字信号接收处理两个子模块构成，根据需要选择不同的调制体制，编码方式，在高速条件下能够支持8PSK下600Mbps的通信速率。

该模块采用FPGA+ARM的设计模式，该模块设计具有可重复动态加载的能力，且与星载星间链路通信单机设计框架相同，支持星载通信单机程序下载，实现星间链路通信终端模拟的功能，以实现上述工作模式中所描述的协议层测试。

先进的系统架构

采用模块化设计，将主控模块、基带信号处理模块和射须信号处理模块等各个功能模块集中到一个机箱中，具有标准4U上架式和便携式两种机箱结构。标准4U上架式产品可以用于在实验室内搭建测试系统，便携式产品可以用于外场检验与保障。

全过程自动化测试功能

该系统的自动化测过软件与测试设备的其它设备通过网络交换机进行数据交互:与各没备之间拟定统一的网络接口协议，便于集成管理各设备。自动化测试软件包含界面管理模块，功能没备管理模块、网络协议控制模块、自动误码率测试、轨道参数模拟模块、测试数据管理模块，故摩管理模块、自检模块。以实现多星组网协同测试系统的误码率自动测试功能、数据记录及监视，曲线绘制，故障告繁及输出的功能。具备统一的管理界面，一键自动化任务配置，可实现测试设备的快速自检功能。支持轨道参数模拟注入。