卫星仿真研究：双 LW-X410 打造 DVB-S2 半实物通信仿真平台

随着高通量卫星、遥感通信、卫星广播技术快速发展，高校与科研院所亟需一套可落地、易复用、低成本的卫星通信链路仿真验证平台。珞光电子基于自研 LW-X410 高性能软件无线电平台，搭配高性能算力 PC 与 GNU Radio 开源波形框架，推出完整 DVB-S2 通信仿真系统，完整复刻卫星发射端 - 地面接收端全物理层处理流程，兼顾通信协议验证、调制编码算法测试与课堂实训教学双重需求。

整套系统硬件架构

系统支持两种测试链路，一是收发 SDR 通过射频线缆直连的有线闭环测试模式，二是两端设备分别外接天线的无线空口传输模式；

（1）射频的连接

每台LW-X410 具备 4 路发射、4 路独立接收射频通道；无线空口模式下各通道外接天线；有线闭环测试时，收发两端 SDR 射频通道直接通过射频线缆对接。

（2）数据的连接

各SDR设备通过10G/100G QSFP28 高速光口，依靠配套 100G 互联套件实现 LW-X410 与上位机高速对接，将基带数据传输至对应上位机，完成数据交互与实时处理；软件层面依托 Ubuntu 系统部署的基于 GNU Radio 的 DVB-S2 通信仿真软件。

系统基于 GNU Radio 开源框架深度开发，深度对接 UHD 驱动（USRP硬件驱动，GNU Radio与SDR设备之间的标准接口），实现 SDR 硬件无缝联动，发射、接收两套独立可视化流图采用模块化设计，方便科研人员自定义算法、快速二次开发。

发射端完整信号处理链路

发射流图将输入数据（文本文件或视频TS流）依次经过模式适配与流适配加扰、BCH编码、LDPC编码、比特交织、星座映射、PLFRAME组帧（含帧头与可选导频）、基带成形滤波，通过UHD驱动经SMA接口射频发射。

发射端流图

接收端完整信号处理链路

接收流图通过SMA接口接收射频信号，依次完成下变频、帧同步捕获、载波同步、定时同步、PLFRAME解帧、星座软解调、比特解交织、LDPC译码、BCH译码、解扰与数据还原，输出文本文件或视频文件。

接收端流图

可视化监测能力

流图内置 QT GUI 组件，运行过程实时输出星座图、时域波形、频谱瀑布图，直观观测链路信噪比、同步状态、信号畸变，量化评估星地传输链路质量。

DVB‑S2 QPSK 解调符号同步星座与时域帧波形测试结果

（1）通信协议标准为DVB-S2（ETSI EN 302 307-1）。

（2）支持QPSK、8PSK、16APSK、32APSK等多种调制方式。

（3）支持多种码率。

（4）支持正常帧和短帧两种帧结构模式。

（5）采用BCH外码加LDPC内码的级联编码方式。

（6）支持文本传输和单向视频流传输两种业务类型。

（7）支持有线与无线两种方式的DVB数字信号传输。

（8）基于GNU Radio和UHD驱动软件框架开发,具备二次开发功能。

（1）高校通信专业教学实训

图形化 GNU Radio 流图完整展示 DVB-S2 物理层全流程处理逻辑，编码、调制、同步、解调全链路可视化呈现，大幅降低卫星通信抽象理论学习门槛，适配通信原理、卫星通信、软件无线电等专业课程配套实验教学。

（2）通信算法科研验证平台

无需依托真实卫星资源，即可在实验室低成本复现无线衰落传输信道，快速迭代 LDPC 译码、载波同步、帧同步、信道均衡等自研算法，有效缩短课题研发与验证周期。

（3）通信方案前期性能预演

可在上线部署前完成 DVB-S2 通信链路闭环测试，提前验证调制编码方案、符号速率、帧结构适配性能，提前排查链路传输缺陷，降低通信项目试验成本与试错风险。