[发明专利]一种基于VPX架构多载波信号处理装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于VPX架构多载波信号处理装置及方法，所述VPX机箱为强制风冷的加固机箱，承载背板、前插板和后插板；所述前插板包括电源板、主控交换板、信号处理板，所有前插板之间通过背板的VPX总线互联，实现SRIO和以太网交换，前插板无对外接口；所述后插板包括主控尾板和采样板，前插板和后插板之间一一对应，通过背板通道实现前插板对后插板的独立控制，后插板作为装置的对外接口，实现装置的后出线，其中主控尾板对外RJ45网口、QSFP光口和调试串口，采样板对外输入和输出中频SMA接口。本发明将VPX总线技术应用到卫星通信多载波处理中，大幅提高卫星通信的效率。

技术领域

本发明涉及基于VPX架构多载波信号处理装置，属于卫星通信领域。

背景技术

卫星通信具有覆盖区域大、通信距离远、机动灵活等优点，应用场景主要是公网移动通信覆盖不全面的航空、海上、偏远农村、牧区、沙漠等。这些地区用户分布多样，通信的随机性高。传统卫星通信的多载波信号处理方式一般采用总线并行化设计或堆叠独立硬件的方式，来覆盖更多区域，实现更高带宽。在用户数量少、分布随机的情况存在很大的硬件资源冗余，由于集成度低，造成设备占用空间大、扩展能力不足，并且很难实一个波束下的局部地区大量用户的通信需求。然而航空、航海和沙漠等地区自然环境恶劣，公网移动通信中大多采用的ATCA电信架构也很难满足高可靠的多载波通信处理要求。

发明内容

发明目的：提供一种基于VPX架构多载波信号处理装置及方法，以解决上述问题。

技术方案：一种基于VPX架构多载波信号处理装置，所述VPX机箱为加固机箱，承载背板、前插板和后插板；

背板包括VPX总线串联所有前插板，所述前插板包括主控交换板，主控交换板对SRIO传输协议和以太网采用单星型交换结构，前插板和后插板之间全部通过连接器P0、连接器P1和连接器P2与背板进行连接；

所述前插板无对外接口，所述后插板作为装置的对外接口，实现装置的后出线；

所述后插板包括主控尾板，主控尾板对外接RJ45网口、QSFP光口和调试串口；还包括采样板对外输入和输出接中频SMA接口。

根据本发明的一个方面，所述前插板中的主控交换板实现机箱内各前插板之间的SRIO和以太网数据交换，系统协议处理和参数配置，以及对所述后插板中的主控尾板进行控制；

所述主控交换板的以太网和SRIO交换端口通过连接器P1接入背板，实现与其他前插板，以及主控尾板之间进行数据交换，通过连接器P0对板卡供电并提供系统参考时钟，连接器P2为单端并行接口，串口和扩展IO与连接器P2连接，主控交换板上挂载SPI Flash用于存储SoC芯片程序和配置参数，挂载UART、JTAG、ETH PHY为板卡调试使用与所述主控交换板连接。

根据本发明的一个方面，所述后插板中的主控尾板与主控交换板配合使用，作为主控交换板的外部接口扩展，其中连接器P0外接参考时钟和GPS/Beidou同步信号，连接器P1通过背板与主控交换板的SRIO交换芯片、以太网交换芯片端口连接，外部扩展为QSFP光口和RJ45网口，实现高速数据的外接，连接器P2通过背板与主控交换板的串口和扩展IO口连接。

根据本发明的一个方面，所述后插板包括采样板，采样板与信号处理板搭配使用，包括对外两个SMA接口，采样板设计符合VPX的ANSI/VITA46.0/VITA65标准。

根据本发明的一个方面，所述背板为6槽标准结构，符合VPX总线单星拓扑结构；