基于卫星通信多模切换的射频资源池FPGA虚拟化技术研究OA
Research on FPGA virtualization of RF resource pool for multi-mode bearer technology in satellite communications
随着全球用户对通信需求的持续攀升,卫星网络正以前所未有的速度蓬勃发展,并呈现出多种异构体制相互融合、共同存在的趋势.然而,现有的卫星地面关口站架构受限于有限的硬件资源,其计算能力和存储能力均受到制约,进而导致系统灵活性和可扩展性不足,难以满足多模通信体制同时搭载以及快速切换的需求.为此,本文提出了一种基于射频资源池的虚拟化技术,该技术旨在在有限硬件资源的条件下,实现多用户多模制式算法的承载,并满足系统对多模制式切换时延的严格要求.论文提出了一种静态编译与动态编译相结合的编译方式,通过现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FP-GA)的局部动态配置,实现多种运算的快速切换,从而支持多种模式下波形的瞬时转换.仿真结果表明,采用动静结合的编译方式可节省 50%的 FPGA 逻辑资源,且参数重配平均耗时40 μs,仅为静态配置平均耗时420 ms 的万分之一,充分证明了该技术的可行性和实用性.
With the continuous surge in global communication demands,satellite networks are experiencing unprecedent-ed rapid development,characterized by the fusion and coexistence of multiple heterogeneous systems.This trend poses unprecedented challenges to the multi-mode switching capabilities of satellite ground gateways.To address this issue,this paper proposes a virtualization technology based on the radio frequency resource pool,which aims to enable the loading of multi-user and multi-mode algorithms under limited hardware resources while meeting the stringent requirements of the system for multi-mode switching delay.By adopting a compilation method that com-bines static and dynamic compilation,local dynamic configuration on the field-programmable gate array(FPGA)is achieved,facilitating rapid switching between multiple operations to support instant conversion of multi-mode wave-forms.Simulation results demonstrate that the combined static-dynamic compilation method can save 50%of FPGA logic resources.Moreover,the average time for parameter reconfiguration is 40 μs,which is merely one ten-thou-sandth of the average 420 ms required for static configuration,thereby proving the feasibility and practicality of this technology.
卓蕊潋;石晶林;周一青;刘垚圻;陈洋;赵诗琪
中国科学院计算技术研究所北京市移动计算与泛在设备重点实验室 北京 100190||中国科学院大学 北京 100049中国科学院计算技术研究所北京市移动计算与泛在设备重点实验室 北京 100190||中国科学院大学 北京 100049中国科学院计算技术研究所北京市移动计算与泛在设备重点实验室 北京 100190||中国科学院大学 北京 100049中国科学院计算技术研究所北京市移动计算与泛在设备重点实验室 北京 100190||中国科学院大学 北京 100049北京中科晶上科技股份有限公司 北京 100190中国科学院计算技术研究所北京市移动计算与泛在设备重点实验室 北京 100190
卫星通信射频资源池多模切换现场可编程门阵列虚拟化
satellite communicationradio frequency resource poolmulti-mode switchingfield-programma-ble gate array virtualization
《高技术通讯》 2026 (2)
137-146,10
中国科学院计算所创新课题(E261020)资助项目.
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