基于MSP430和FPGA的MODIS信號基帶數字接收模塊的設計與實現.pdf

1、TERRA和AQUA是美國EOS（地球觀測系統(tǒng)）中兩顆重要的衛(wèi)星，MODIS（中分辨率成像光譜儀）是搭載在TERRA和AQUA上的一個重要的傳感器。它是衛(wèi)星上唯一將實時的地球觀測數據通過X波段向全世界直接廣播，并可以免費接收的星載儀器。MODIS數據產品對氣象、農業(yè)、軍事和對地觀察等應用有重大意義。目前，國內廠家及科研機構對EOS接收系統(tǒng)還處于調研、技術儲備和前期開發(fā)階段，而國外進口的整套系統(tǒng)造價非常昂貴，因此自主開發(fā)MODIS數據的接

2、收系統(tǒng)變得非常必要。針對于此，本文提出基于MSP430單片機和FPGA的MODIS信號基帶數字接收的開發(fā)，通過基帶的解調、解碼等技術來恢復MODIS原始數據。
　　本文的主要研究工作有以下幾點：
　　1、針對MODIS信號的數據格式和衛(wèi)星發(fā)送端的處理過程，結合衛(wèi)星通信系統(tǒng)的知識，提出了一種MODIS信號的接收方案。闡述了MODIS信號接收系統(tǒng)的結構組成，并重點研究基帶數字接收模塊的設計。
　　2、闡述了數字基帶接收技術

3、中的模數轉換、QPSK數字解調，R-S碼，分組交織，卷積碼編解碼的原理，給出了整個基帶數字接收模塊的設計方案，并利用意法半導體公司的STV0299B數字解調解碼芯片和Xilinx公司FPGA芯片XC3S2000研制了實時的基帶接收的硬件電路。
　　3、通過2IC總線技術實現MSP430F169單片機對STV0299B的控制，完成數字解調等功能。
　　4、在FPGA中實現了幀同步、解交織器、R-S譯碼器等模塊的設計，并且在R-

4、S譯碼算法的設計中引入了流水線機制，提高了譯碼的效率。
　　5、完成了MODIS信號基帶數字接收模塊的全部硬件設計和軟件算法的設計，并實現與PC的連接，結合PC端的MATLAB軟件環(huán)境形成一個測試平臺系統(tǒng)。
　　在方案中，通過對設計程序的FPGA軟件仿真，驗證了模塊設計的正確性。結合PC端的測試平臺，按照MODIS的數據格式和預處理方法進行模塊的測試，根據MATLAB讀取的數據和誤碼率分析，證明MODIS基帶數字接收模塊達到