全阴影卫星信道高效硬件数字孪生方法

卫星信道的硬件数字孪生技术是卫星通信场景中评估物理层或数据链路层通信性能的重要手段。提出了一种适用于全阴影卫星信道的硬件实时仿真体系结构。首先，基于现场可编程门阵列（FPGA现场可编程门阵列）平台，设计了一种基于迭代算法的复高斯序列生成方法。然后，基于坐标旋转数字计算机（CORDIC）算法，实现了幂指数和平方根函数的硬件计算，并结合时分复用的思想开发了全阴影卫星信道衰落模拟器。与传统的查找表法（LUT）和CORDIC算法相比，本文提出的复杂高斯序列生成模块的资源消耗率分别降低了6.21%和5.23%。硬件测试结果表明，信道模拟器输出的衰落统计特性与理论结果一致，不同类型卫星信道的多普勒形状也与理论结果一致，可用于全阴影卫星信道的硬件仿真。