[发明专利]基于FPGA的低轨卫星通信网络仿真系统

权利要求书

1.一种基于FPGA的低轨卫星通信网络仿真系统，其特征在于，所述系统包括：输入网口、拆帧模块、高带宽存储器HBM、HBM控制模块、TST模块、组帧模块、输出网口以及配置接口；其中，

所述输入网口，用于向所述拆帧模块传送输入数据；

所述拆帧模块，用于将接收到的所述输入数据进行提取，得到用户数据，并将所述用户数据与其对应的用户号组合后，向所述HBM控制模块发送；

所述HBM控制模块，用于根据接收到的所述用户号查询该用户的延迟时间，基于所述延迟时间计算该用户号对应的用户数据的发送时间，向所述HBM写入所述用户数据及其对应的发送时间；并用于向所述TST模块发送用户数据；

所述高带宽存储器HBM，用于存取所述用户数据及其对应的发送时间；

所述TST模块，用于将接收到的所述用户数据进行时隙交换，通过控制时隙交换关系模拟低轨卫星通信网络的链路通断；并用于向所述组帧模块写入时隙交换后的用户数据；

所述组帧模块，用于将所述时隙交换后的用户数据组合并通过所述输出网口发送，得到仿真结果；

所述配置接口，用于配置用户数据链路的延迟时间以及用户数据链路之间的通断关系。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的低轨卫星通信网络仿真系统，其特征在于，所述HBM控制模块包括：数据和时间填充模块、用户队列管理模块、延迟存储模块以及时间维护模块；其中，

所述数据和时间填充模块，用于从所述拆帧模块获取用户数据及其对应的用户号并写入所述HBM；

所述用户队列管理模块，用于缓存用户的数据存储地址和时间存储地址；

所述延迟存储模块，用于存储用户数据的延迟时间；

所述时间维护模块，用于维护系统的基准时间。

3.根据权利要求2所述的基于FPGA的低轨卫星通信网络仿真系统，其特征在于，所述用户队列管理模块，具体用于在缓存用户的数据存储地址和时间存储地址时：建立用户队列FIFO，每个用户的FIFO缓存一个用户的数据存储地址和时间存储地址。

4.根据权利要求3所述的基于FPGA的低轨卫星通信网络仿真系统，其特征在于，在缓存用户的数据存储地址和时间存储地址后，所述用户队列管理模块还用于：

为每个用户的FIFO设置一个递减计数器；所述递减计数器用于存储当前用户的队首数据的剩余等待时间；

在所述递减计数器到达0时，读取当前队首用户的数据存储地址，并从所述数据存储地址中获取对应的用户数据向所述TST模块发送；同时读取当前用户的时间存储地址，计算下一份数据的剩余等待时间，并赋值给所述递减记数器。

5.根据权利要求4所述的基于FPGA的低轨卫星通信网络仿真系统，其特征在于，所述递减计数器的初值为用户的FIFO的队首数据的延迟时间。

6.根据权利要求1所述的基于FPGA的低轨卫星通信网络仿真系统，其特征在于，所述配置接口包括延迟配置接口和连接关系配置接口；

所述延迟配置接口，用于动态配置用户数据链路的延迟时间；

所述连接关系配置接口，用于接收外部的通断关系描述，向连接关系配置模块传输；其中，所述连接关系配置模块位于所述TST模块内。

7.根据权利要求1所述的基于FPGA的低轨卫星通信网络仿真系统，其特征在于，所述TST模块包括TST结构的电路交换网络：其中，第一级为T型网络，第二级为S型网络，第三级为T型网络；

所述TST模块在用于将接收到的所述用户数据进行时隙交换，通过控制时隙交换关系模拟低轨卫星通信网络的链路通断时，具体用于：

第一级T型网络使用顺序写入、控制读出方式，进行输入数据链路上的时隙交换；第二级S型网络使用输入控制方式或输出控制方式，进行不同的数据链路之间的时隙交换；第三级T型交换网络使用控制写入、顺序读出方式，进行输出数据链路上的时隙交换。