准正交时分复用(QOTDM)为一种连续波信号的时分复用方式,可用于星上非再生处理(Non-generative OBP),能够简化星上设备,并改善下行链路性能。因此,它在宽带卫星通信系统中有重要的应用价值。本文主要研究了基于QOTDM的宽带卫星下行链路传输系统的结构设计及其关键技术,并对其进行了FPGA设计。本文的主要工作及研究成果如下:1.研究了QOTDM技术的基本原理,并提出了一种基于多速率变换的QOTDM卫星下行链路传输系统的实现方法。经理论分析可知:与传统的QODTM传输系统的实现方式相比,该方法能够提高星上处理的灵活性以及下行链路的频带利用率。2.提出了一种新型的样点定时同步环路参数调整算法,该算法通过分析同步环路的单位阶跃响应特性,来确定基于多项式插值算法的精确样点同步环的环路参数。仿真结果表明:该算法可灵活地确定同步环的未知参数,并且精确样点同步环可使系统的样点采样精度达到采样间隔的2%。3.提出了一种同步捕获与频偏粗估计相结合的方案,方案中采用基于FFT的并行搜索算法实现帧同步及频偏估计。仿真结果表明,当下行链路中的频偏为?30KHz的频偏时,该方案只需0.113ms就可以完成同步捕获,并使频偏减小近40倍。4.完成了基于速率变换的QOTDM传输系统的FPGA设计及实现。提出了一种基于FFT并行搜索算法的硬件实现简化方案,同时给出了多速率变换QOTDM传输系统的FPGA总体设计方案,并对各个子模块进行了FPGA设计,最终仿真验证了其设计的正确性。