基于睡眠算法的卫星终端低功耗设计

汪虹宇，张玉成，莫志锋

(1.重庆邮电大学 通信与信息工程学院，重庆 400065； 2.中国科学院计算技术研究所 无线通信技术研究中心，北京 100190)

0 引 言

卫星通信系统具有覆盖范围广、通信距离远、不受地面条件的约束等优点，高性能卫星终端产品的研发是卫星通信领域的重要发展方向[1-3]。功耗向来是各类电子产品的一项重要性能指标，卫星终端也不例外。

目前对于卫星终端低功耗的研究主要集中在硬件层面。文献[4]分析了低功耗CMOS电路的设计方法，提出了调整晶体管尺寸、降低MOS管阈值电压等低功耗措施；文献[5]从静态功耗和动态功耗出发，提出了降低负载电容、工作电压及频率等措施降低CMOS电路的功耗；文献[6]和文献[7]提出了多电压域技术、门控电源技术、门控时钟技术等低功耗设计技术实现终端硬件的低功耗控制。现有的卫星终端待机功耗集中在200 mW左右，如：中兴T900卫星电话待机功耗为231.3 mW，HTL2200待机功耗为229.4 mW。

基于目前缺乏对终端运行流程层面的低功耗研究，本文将从终端在空闲模式下的运行流程角度实现终端的低功耗。本文提出了终端的睡眠算法，根据睡眠算法完成了终端功能模块在浅睡和深睡下的工作状态控制，最终形成卫星终端运行层面的低功耗设计。

1 应用背景

1.1 终端主要耗电模块分析

卫星终端主要耗电模块有基带芯片、射频芯片(radio frequency integrated circuit，RFIC)及DDR IC。基带芯片为DX-S301，主要完成信号和协议的处理，片上集成了数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、外接收机(outer receiver，ORX)译码器、DDR controller、射频接口单元(radio frequency interface unit，RFIU)及两个ARM处理器(分别用于终端控制物理层和协议栈)；……