系统描述
本研究基于两台珞光LW-X410 软件无线电平台，搭建DVB S2半实物通信仿真平台。系统参照DVB-S2（ETSI EN 302 307-1）标准，依托GNU Radio开源框架开发独立的发射与接收流图，实现DVB S2物理层基带处理、射频调制发射与地面解调接收全流程。
一套 PC+LW-X410 设备模拟DVB S2发射端，另一套 PC+LW-X410 设备模拟地面接收端，采用发射与接收分离的双流图架构，可重构、高灵活，适用于星地通信链路特性仿真、DVB-S2协议验证、编码调制算法测试及教学演示，为卫星通信方向的教学科研与算法验证提供一套轻量化、可复用的实验解决方案。
系统架构图
系统组成
整套硬件包含三大核心组成部分：
（1）射频硬件：
2 套 LW-X410 软件无线电平台，配套专用收发天线，负责射频信号调制发射、射频接收下变频。作为国产高性能 RFSoC（射频片上系统，即射频与数字处理高度集成的芯片架构）架构 SDR，设备宽频段覆盖卫星通信主流工作频段，大瞬时带宽完美支撑 DVB-S2 标准符号速率传输，4 收 4 发硬件通道可适配后续更高阶通信波形开发，平台具备长期迭代拓展能力。两台 LW-X410 均搭载 10/100GbE 高速以太网接口，依托 100G 互联套件实现 SDR 与上位机之间的高速基带数据收发。
（2）算力上位机：
2 台台式 PC，搭载 Intel i9-12900 处理器、64GB 大容量内存、2TB 高速 SSD，专门运行 GNU Radio 波形工程，承担基带编码译码、信号可视化、实验数据存储等核心运算任务。
1. 64GB 超大内存可并行承载 LDPC 迭代译码、多窗口频谱 / 星座实时渲染，长时间仿真无卡顿、无丢帧；
2. 2TB 高速 SSD 用于存储海量测试数据源、高清视频 TS 流、长期测试波形与实验日志，满足大批量实验数据复现需求；
3. 多核高性能处理器大幅缩短 BCH+LDPC 级联编码、同步算法运算耗时，稳定支撑高速数据流实时传输。
（3）配套仿真软件
1 套完整 GNU Radio DVB-S2 波形工程，包含独立发射端、接收端可视化流图，开箱即可完成全链路仿真调试。
系统连接
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。
软件模块化处理流程
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
核心指标
（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。
应用场景
（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。
配置清单
