用户故事

DigitalGlobe公司可模拟完整的卫星对地通信系统

挑战

确保从空间到地面快速可靠地传输卫星图像数据

解决方案

使用Si金宝appmulink中对整个RF和数字通信系统进行建模和执行模拟来计算BER和验证链路性能

结果

  • 仿真速度增加了十倍
  • 包括在模拟失真效果
  • 数据速率增加了50%

“我们需要知道我们的通信系统是否支持数据率增加50%。金宝app通过在Simulink中建模和模拟天线,发射器和接收器设计,我们得到了直接答案:是的。金宝app我们对此答案有信心,因为模拟向我们展示了系统如何执行。“

跳过CubbEdge,DigitalGlobe
渲染的WorldView-3卫星的。

WorldView-3来自DigitalGlobe的卫星,现在Maxar Technologies是行业的第一个多亚图,超光线,高分辨率商业卫星。WorldView-3能够每天高达68万平方公里的成像,具有31厘米的全形分辨率。

要将所有此象数据交回地球,DigitalGlobe卫星需要快速可靠的通信系统。DigitalGlobe工程师模型和模拟这些系统在Simulink中金宝app®为了衡量误码率(BER),并确定提高性能的机会。

“如果我们在图像数据中有一个无法纠正的位错误,我们必须重新发送昂贵的图像文件,”DigitalGlobe跳过秘密工程师Skip Cubbedge说。“我们的S金宝appimulink模拟使我们能够完全看出我们可以推动我们的系统的努力,以维持最大数据速率和基本完美的链接。”

挑战

DigitalGlobe通信系统在8.025和8.040GHz之间的X波段中操作,该系统与深空网(DSN)使用的频段相邻。为避免干扰DSN信号,DigitalGlobe工程必须满足严格的带外排放和功率要求,即使它们试图将其下行数据速率从800 Mbps增加到1200 Mbps,适用于WorldView-3。

需要团队来实现过滤器与陡峭的边缘,但这样的过滤器可以使信号失真。此外,因为它们从QPSK移动到8-PSK调制方案,他们需要准确地建模交叉极化干扰,以确保有使系统可靠地工作足够的链路余量。

在过去,DigitalGlobe公司的工程师对类似项目的工作使用的现成的,现成的软件包通信系统的建模。有了这个包,BER模拟可能需要数周,并授权成本是很高的。DigitalGlobe公司寻求更便宜的替代方案,这将是更快和更容易使用。

解决方案

DigitalGlobe公司的工程师模拟了完整的通信系统,用于在Simulink其最新的卫星和进行大量的模拟,以确保在1200 Mbps的数据速率,性能可靠。金宝app

端到端模拟模型包括放大器,8-金宝appPSK调制器和解调器,编码器和解码器,滤波器,均衡器和空间到地通道,被建模为添加性白色高斯噪声。

使用来自通信工具箱™的REED-SOOMON编码和解码块进行建模编码和解码组件。

工程师使用通信工具箱使用在决策模式下运行的LMS算法来模拟接收器的自适应均衡器。

他们用在信号处理工具箱中的滤波器设计和分析应用程序™设计和校准系统的巴特沃斯滤波器。他们仿照使用RF模块库™和RF工具箱™放大器等射频组件。他们用这些模型来评估RF效应如何影响基带数据速率。该机型还使它们能够与均衡器的复杂性权衡滤波器带宽。

为了验证系统的误码率小于10-6,它们在Simulink中运行模拟,其中传输了1000万位。金宝app额外的模拟用于分析由于变形,环境和卫星高度而导致的效果。

使用DSP系统工具箱™和通信工具箱,该团队进行了光谱分析,并产生了眼图,矢量散迹和星座图,以可视化仿真结果并分析系统行为。

DigitalGlobe已完成WorldView-3通信系统的开发,实现1200 Mbps的目标数据速率。该团队目前正在使用Simulink来模拟并模拟World金宝appView-4通信系统。

结果

  • 仿真速度增加了十倍。“为了仿真,Simulink的比通信金宝app系统的建模,我们以前使用的包装速度快10倍,” Cubbedge说。“另外,Sim金宝appulink模型是仪器容易得多,所以我们可以很快看到载波相位偏移,位同步,或其他任何详细的模拟运行。”

  • 包括在模拟失真效果。“与我们以前的软件的模拟为单个数据点花了这么长的日子 - 我永远无法衡量失真的影响,”Cubbedge说。“通过Sim金宝appulink,我第一次看到噪音效果并了解失真如何影响链接。”

  • 数据速率增加了50%。“使用我们曾用于较早卫星800 Mbps的数据速率相同的天线硬件,我们能够建成1200个1Mbps的通信系统,” Cubbedge说。“我们是因为我们在Simulink仿真系统的信心。金宝app如果没有这些模拟这将是不可能的,我显示管理系统正在去上班“。