星链Starlink深度研发方案

01. 阶段一：准备期

目标：桌面原理样机连通

硬件原型：Xilinx Zynq RFSoC 选型与供应

选型逻辑： 5G NTN 需要极强的 SDR (软件定义无线电) 能力。RFSoC 系列将高性能 ARM 核（跑协议栈）、FPGA 逻辑（跑物理加速）和高速 ADC/DAC 集成在一起，是目前做星载基站原型的行业标准。切记：初期不要自研 PCB，直接购买开发板以降低风险。

推荐型号： Xilinx Zynq UltraScale+ RFSoC ZU48DR 或 ZU28DR。

供应商/代理商	优势/角色	官方渠道
依元素科技 (E-Elements)	Xilinx 官方授权培训与板卡合作伙伴，提供大学计划与科研板卡，技术支持响应快。	www.e-elements.com Tel: 0755-86186718
芯驿电子 (ALINX/黑金)	国内最大的 FPGA 开发板厂商之一，有成熟的 RFSoC 开发套件，价格相对透明，适合快速上手。	www.alinx.com 上海总部: 021-61523992
安富利 (Avnet China)	Xilinx 顶级全球代理，适合未来批量采购芯片，也是获取官方原厂开发板 (ZCU111/208) 的主要渠道。	www.avnet.com

软件攻关：5G NTN 协议栈选型与实装

对于跟跑策略，时间是最大成本。Amarisoft 是“金钱换时间”的极致，OAI 是“人力换自由”的代表。

维度	Amarisoft (AMR) 推荐路线 (RMB玩家)	OpenAirInterface (OAI) 备选路线 (技术流)
性质与成本	商业软件 (昂贵) 源码授权费高昂。一次性投入大，但开箱即用。	开源社区 (免费) 软件免费。但隐性的人力维护与调试成本极高。
NTN 成熟度	Ready (R17 商用级) 原生支持多普勒预补偿、长时延调度。配置 `enb.cfg` 即可直连。	WIP (实验级) NTN 功能分散在不同分支，需手动合并补丁，稳定性差。
代码性能	极高 (纯软优化) 极致 C 代码，无外部依赖。单核 ARM 可跑 100M 带宽。	低 (CPU 杀手) 代码臃肿。在 RFSoC 上跑 5G 必须依赖 FPGA 硬件加速。
结论	✅ 首选方案确保 4 个月内出 Demo	❌ 备选方案仅在没预算但有人才时考虑

🚀 路径 A：Amarisoft 路线 (快速跟跑 · 推荐) 周期：3-4 个月

01

环境与授权 (Month 1)
购买 Arm64 版本的 License。Amarisoft 代码解压即用，make 即可，无依赖地狱。
02

核心攻关：Shim Layer (垫片) 驱动开发 (Month 2)
最难一步。 Amarisoft 是纯软架构，不直接认 FPGA。需编写 `device_rfsoc.c` 垫片驱动，通过 AXI-DMA (零拷贝) 直接写入 FPGA FIFO，避免 CPU 搬运数据。
03

NTN 物理层闭环 (Month 3)
1. 开启 `ntn_enabled: true`。
2. 在驱动层截获 Amarisoft 计算出的多普勒频偏值。
3. 将该值写入 FPGA 的 NCO (数控振荡器) 寄存器，由硬件完成混频。

🛠️ 路径 B：OAI 开源路线 (自主可控 · 备选) 周期：9-12 个月

01

编译炼狱 (Month 1-3)
OAI 极度依赖 x86 AVX2 指令。移植到 RFSoC (ARM) 需要手动修改 CMakeLists.txt，剔除 SIMDE 库的报错，并解决 protobuf, blas 等库的交叉编译问题。
02

核心攻关：FPGA 硬件加速 (Offload)
成败关键。 RFSoC 的 ARM 核跑不动 OAI 的 LDPC 编解码。
必须修改 OAI 物理层 (phy_procedures_gNB.c)，将软解过程替换为调用 Xilinx SD-FEC (硬核纠错 IP) 的驱动。不做这一步，带宽只能跑到 5MHz。

核心技术难点逻辑详解

技术难点 A：高动态多普勒补偿

逻辑 (Pre-compensation)：
1. PS端 (软件): 引入 SGP4 轨道模型，每 10ms 计算一次卫星相对于地面的速度，得出频偏 $\Delta f$。
2. PL端 (FPGA): 利用 RFDC 内部的 NCO。软件通过 AXI-Lite 总线将 $\Delta f$ 写入寄存器。
3. 硬件执行: NCO 实时在 DAC 前端对数据进行反向旋转。

技术难点 B：MAC 层时序调度

逻辑 (Long Delay Adaptation)：
1. K-offset 调整: 修改协议栈源码，找到 SIB1 配置，设置 cellSpecificKoffset。告诉手机：“发完数据后，请等 20ms 再听 ACK”。
2. HARQ 扩充: 卫星往返 30ms，需修改代码宏定义，将进程数扩充至 32 个。

02. 阶段二：工程期

目标：抗辐照工程样机 (EQM)

芯片策略：国产工业 SoC + 监控维护

宇航级 CPU 极其昂贵且性能落后。星移联信的秘诀在于使用高性能民用芯片 (COTS) 处理数据，用高可靠芯片监控它。这被称为“软件定义抗辐照”。

1. 集成架构设计方案

主计算 SoC
RK3588 / 海思
(运行 5G 协议栈)

⬇️ 心跳/状态

监控维护
反熔丝 FPGA
(复旦微 FMQL)

⬇️ 强制复位

电源管理 (PMIC)
断电重启执行

工作原理： 反熔丝 FPGA 是一次性烧录的，物理上不会发生比特翻转（SEU）。它每 10ms 检查一次主 SoC 的心跳。如果主 SoC 因为辐射导致死机或电流异常，监控维护模块会立即切断 PMIC 电源并重启系统，实现 1秒内自恢复。

2. 关键测试方法

TID (总电离剂量)： 使用 钴-60 (Co-60) 伽马射线源进行辐照。验证器件在长期辐射积累下是否参数漂移。目标：> 20 kRad (低轨 3-5年寿命)。
SEE (单粒子效应)： 需去重离子加速器（如兰州重离子加速器）。用高能粒子轰击芯片，人为制造死机，验证“监控维护”机制能否成功把系统救活。

03. 阶段三：测试期 (在轨验证)

目标：在轨测试

卫星平台合作方与模式

走商用卫星搭载服务。你们只需要做一个“载荷箱子”，挂在别人的卫星上供电、通信即可。

平台方	简介与特点	合作潜力
微纳星空 (MinoSpace)	总部北京。国内商业卫星头部企业，平台成熟（MN50/MN200），发射频次高，商业化程度最好。	极高。非常欢迎载荷搭载以分摊成本，是验证星的首选。
银河航天 (GalaxySpace)	总部北京。对标 Starlink，主攻通信星座。技术实力强，但多为自用验证。	中等。适合技术成熟后，作为其供应链一环进入。
天仪研究院 (Spacety)	总部长沙。主要做 SAR 和科研卫星，搭载机会多，价格相对灵活。	高。适合低成本快速验证。

合作模式与预算估算

1. 搭载模式 (Hosted Payload)

你们提供：载荷设备（通常 2kg-10kg）。
他们提供：电源 (28V/12V)、通信接口 (CAN/RS422)、热控环境、测控链路。

2. 预算参考 (人民币)

发射成本： 目前市价约 1.5万 - 2.5万 / kg (含火箭发射费)。
平台服务费： 这是大头。包括卫星平台分摊、测控费、联调费。通常一个技术验证载荷的席位费在 200万 - 400万 之间。
💡 总预算建议： 准备 300万 - 500万 现金用于首星在轨验证（不含研发人力）。