Masukan/output

Input voltan DC

12

V

Penggunaan kuasa

45

W

Menukar parameter modul

ADCKadar sampel(Maksimum)

200

MS/s

ADCResolusi

14

bits

DACKadar sampel

800

MS/s

DACResolusi

16

bits

Kadar maksimum dengan hos(16b)

200

MS/s

Ketepatan getaran

2.5

ppm

Tidak dikunciGPSDOKetepatan

20

ppb

1

JTAG

USB-B

FPGAAntara muka debug

2

RF A

SMA

Penghantaran isyarat frekuensi radio

3

RF B

SMA

Penghantaran isyarat frekuensi radio

4

AUX I/O

D-SUB

12bit GPIO

5

1G/10G ETH

SFP+

Penghantaran Ethernet atauAuroraMaklumat

6

REF OUT

Solusi teknologi platform simulator persekitaran elektromagnetik tanpa wayar

1．Latar belakang dan makna

Dalam konfrontasi moden masa depan, konfrontasi elektronik, terutamanya komunikasi dan radar, akan memainkan peranan penting dalam pertahanan serangan strategik. Membina simulator persekitaran elektromagnetik medan perang adalah penting untuk meningkatkan keupayaan konfrontasi elektronik masa depan, khususnya, termasuk tiga aspek berikut:

Gambar1 Peta persekitaran elektromagnetik kompleks medan perang

1）Menyediakan platform penilaian prestasi dan pengesahan cepat untuk kajian algoritma teknologi utama pembelajaran persepsi persekitaran elektromagnetik

Peralatan komunikasi atau perang dalam persekitaran elektromagnetik yang kompleks memerlukan persepsi persekitaran untuk mendapatkan maklumat keadaan spektrum, sintesis peta keadaan penggunaan spektrum semasa, dan mengekstrak maklumat seperti ciri-ciri saluran dan ciri-ciri gangguan melalui pembelajaran penalaran. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, penggunaan kaedah pembelajaran mesin seperti rangkaian saraf mendalam telah menjadi alat penting untuk pengesanan spektrum dan mengekstrak maklumat persekitaran elektromagnetik. Walau bagaimanapun, dalam persekitaran yang benar-benar kompleks yang berorientasikan kepada pelbagai, cara yang cepat untuk mengesahkan keberkesanan dan kebolehpercayaan algoritma teknologi utama belum berkesan pada masa ini. Sekitar tujuan ini, simulator persekitaran elektromagnetik medan perang telah dicadangkan untuk menyediakan simulasi saluran tanpa wayar masa nyata untuk senario kompleks, menyediakan platform penilaian prestasi dan pengesahan cepat untuk kajian algoritma teknologi utama untuk pembelajaran persepsi persekitaran elektromagnetik.

2） Menyediakan platform pengesahan dan penilaian untuk penyelidikan teknologi komunikasi yang diatur sendiri dalam persekitaran berorientasikan medan perang

diPersekitaran elektromagnetik yang kompleksSesuai dengan persekitaran masa nyata mengikut persekitaran elektromagnetik/Komunikasi yang diatur sendiri untuk melindungi sasaran komunikasi tempatan seperti pengintaian elektronik dan penyelarasan operasi adalah penting bagi hak untuk mendapatkan maklumat. Sekarang, pengaturan diri yang berorientasikan kepada persekitaran yang kompleks/Teknologi komunikasi adaptif dikelilingi matlamat pembinaan pautan organisasi sendiri, pemilihan frekuensi, penyesuaian pautan, komunikasi anti gangguan dan lain-lain, tetapi cara pengesahannya adalah terutamanya simulasi komputer atau persekitaran yang ideal. Membina simulator persekitaran elektromagnetik medan perang, boleh menyediakan persekitaran simulasi elektromagnetik yang kompleks yang berorientasikan medan perang untuk penyelidikan teknologi komunikasi pengatur diri, untuk pengesahan dan penilaian teknikal yang lebih berkesan.

3）Menyediakan platform latihan simulasi untuk konfrontasi elektronik dalam persekitaran medan perang sebenar

Untuk memenuhi keperluan untuk menyesuaikan diri dengan persekitaran konfrontasi yang kompleks, komunikasi ketenteraan memerlukan fungsi-fungsi seperti mengesan keadaan persekitaran, mempelajari strategi konfrontasi, dan membina semula parameter komunikasi. Sebagai contoh, antara pesawat Tentera Udara, kapal Tentera Laut dan pelbagai elemen platform pertempuran seperti pulau dan peluru berpandu Tentera Roket memerlukan interaksi teks, suara, imej, video dan pelbagai maklumat melalui penghantaran tanpa wayar, sementara menghadapi ancaman serius seperti gangguan musuh, serangan dan penyingkiran. Memperolehi maklumat keadaan spektrum melalui persepsi persekitaran, mendapatkan ciri-ciri dan undang-undang seperti gangguan musuh melalui penalaran pembelajaran, dan menggabungkan persepsi dan hasil pembelajaran untuk membina semula parameter komunikasi dengan pintar untuk mencapai kecerdasan mengelakkan gangguan, pertahanan aktif dan komunikasi yang kuat. Membina simulator persekitaran elektromagnetik medan perang yang boleh menyediakan platform latihan simulasi untuk konfrontasi elektronik.

2． Tugas dan fungsi utama

2.1 Tugas Utama

Simulator persekitaran elektromagnetik medan perang yang menyambungkan pelbagai peranti radio, menyediakan64Saluran transceiver yang menyediakan simulasi masa nyata persekitaran saluran tanpa wayar yang kompleks di medan perang, tugas utama dan ciri-ciri yang digambarkan2ditunjukkan. Khususnya termasuk bahagian berikut: bahagian konfigurasi persekitaran elektromagnetik visualisasi, frekuensi radio dan modul/Bahagian penukaran model digital, bahagian saluran jalur asas digital yang disambungkan sepenuhnya.

2.2 frekuensi radio dan modul/Bahagian penukaran model

frekuensi radio dan modul/Bahagian penukaran model digital menyambungkan bahagian frekuensi radio dengan saluran jalur asas digital yang disambungkan sepenuhnya dan dikonfigurasi asas melalui konfigurasi persekitaran elektromagnetik visualisasi dan antara muka paparan. Di hujung input emulator, menerima isyarat frekuensi radio dari peranti tanpa wayar, selepas penukaran frekuensi rendah dan analog, selepas pemprosesan frekuensi sederhana digital, mendapatkan isyarat jalur asas digital, dan masukkan ke bahagian saluran jalur asas digital yang disambungkan sepenuhnya. Setelah menyambung sepenuhnya isyarat jalur asas digital bahagian saluran jalur asas digital, melalui pemprosesan frekuensi sederhana digital, penukaran model digital dan frekuensi atas, isyarat frekuensi radio output, dihantar ke peranti tanpa wayar.

2.3 Bahagian saluran digital yang disambungkan sepenuhnya

Berdasarkan konfigurasi persekitaran elektromagnetik visualisasi dan parameter konfigurasi antara muka paparan, mencapai pelbagai input pelbagai output saluran digital yang disambungkan penuh analog, iaitu setiap isyarat input melalui saluran bebas atau berkaitan untuk mencapai setiap output. Setiap saluran input ke output boleh dikonfigurasi secara bebas dan mencapai ciri-ciri saluran seperti penurunan pelbagai jalur, kelewatan penyebaran, penyimpangan frekuensi Doppler.

2.4 Visualisasi persekitaran elektromagnetik dan bahagian antara muka paparan

Bahagian ini termasuk ciri-ciri berikut:

1) Konfigurasi bilangan sambungan peranti tanpa wayar, frekuensi kerja simulator, lebar jalur kerja, bilangan saluran yang digunakan untuk setiap peranti tanpa wayar dan maklumat lain.

2) Visualisasikan persekitaran saluran yang dikonfigurasi, mengkonfigurasi senario saluran tanpa wayar dan termasuk maklumat lokasi setiap pengguna, paparan masa nyata maklumat pergerakan, dan menghasilkan faktor saluran pelbagai arah dalam masa nyata berdasarkan maklumat ini dan dihantar ke bahagian saluran digital yang disambungkan sepenuhnya.

3) Paparkan spektrum masa nyata untuk semua saluran dan saluran penerimaan yang diberikan.

3． Komposisi dan arahan perkakasan sistem

3.1 Gambaran keseluruhan komposisi peranti

Komposisi perkakasan platform simulator persekitaran elektromagnetik tanpa wayar penuh seperti di bawah3ditunjukkan:

frekuensi radio dan modul/Bahagian penukaran daripadaUSRP X310+ UBXSub-papan terdiri. Untuk mengakses peranti frekuensi radio pengguna dan melaksanakanA/D、D/APenukaran, digital ke atas dan ke bawah frekuensi dan komunikasi dengan bahagian rangkaian aliran data.

Bahagian saluran digital yang disambungkan sepenuhnya terdiri daripada empat unit pemprosesan isyarat digital berkelajuan tinggi. Peranti melaksanakan operasi matriks pemindahan data jalur asas dan simulasi saluran. interaksi data dengan bahagian pemprosesan isyarat frekuensi radio danFPGAinteraksi antara data.

Visualisasi persekitaran elektromagnetik konfigurasi dengan antara muka paparan sebahagian daripada satu prestasi tinggiX86DuaCPUterdiri daripada pelayan. Mencapai pemantauan pelbagai bahagian sistem ini, penghantaran parameter adegan pertempuran dan lain-lain.

Rangkaian pengedaran jam terdiri daripada pengedar jam. menghasilkan10MHzJam danPPSisyarat, mencapaiX310Menyeserakkan jam dengan papan pengendalian isyarat digital berkelajuan tinggi.

Komunikasi rangkaian sistem terdiri daripada satu suis gigabit.

Melaksanakan pemantauan pelayan terhadap komponen, pemindahan data dan komunikasi data antara komponen.

Seperti gambar3.1ditunjukkan,32StasiunUSRP、4Simulator saluran komponen seperti unit pemprosesan isyarat digital berkelajuan tinggi dan pelayan,32satuUSRPUntuk simulator saluran akses pengguna, kedua-duanya melaluiSMAsambungan langsung kabel. Satu pelayan untuk kawalanUSRPdan unit pemprosesan isyarat digital berkelajuan tinggi, dan bertanggungjawab untuk menyimpan dan menghantar faktor penapis kepada unit pemprosesan isyarat digital berkelajuan tinggi. Antara muka komunikasi antara peranti10GEEthernet, PenggunaanUDPProtokol untuk mengkonfigurasi satu10GESuis membolehkan komunikasi antara satu sama lain.

Proses kerja untuk pengguna melewati data frekuensi radioSMAPemindahan kabel ke simulatorUSRPKemudian telahUSRPPemulihan isyarat jalur asas yang dihantar ke unit pemprosesan isyarat digital berkelajuan tinggi, selepas64x64 FIRSelepas pengiraan matriks penapis, data yang samaUSRPmenerima kembali dan melalui frekuensi radioSMAPenghantaran semula kepada pengguna.

3.2 Komposisi perkakasan

3.2.1 USRP X310Penerangan

USRP X310Sebagai peranti teras pemprosesan isyarat frekuensi sederhana, pertama adalah bertanggungjawab untuk menerima isyarat jalur asas dari bahagian pembentukan balok, mengubah frekuensi pada isyarat jalur asas menjadi isyarat frekuensi radio untuk menghantar keluar; Kedua, menerima isyarat frekuensi radio dan menukar frekuensi di bawah isyarat frekuensi radio kepada isyarat jalur asas untuk menghantar bahagian pembentukan balok belakang.

Jadual1 USRP X310Penerangan parameter utama

Peralatan terdiri terutamanya daripada papan induk jalur asas dan papan subfrekuensi radio. Penggunaan papan asasXilinx KintexSiriFPGAdanDDR3、Flash、JTAGjam dan jam rujukan,PPSKomposisi input dan output isyarat. Radio frekuensi daripadaUBXPelaksanaan Subboard2x2Mod, termasukAD/DAyang terdiri daripada litar hujung hadapan frekuensi radio.UBXfrekuensi kerja subboard ialah10M-6GHzDua saluran tertinggi160MHzLebar jalur. dalam sistem ini

FlashTersediaFPGA bitfail selepas elektrikbitdimuatkan secara automatik keFPGAtengah,FPGAMempunyai penghantaranSFP+Data danAD/DAfungsi data. Perisian komputer atas olehSFP+Konfigurasi Antara mukaFPGAParameter yang berkaitan menjadikanFPGAboleh menghantar isyarat frekuensi radio pada kadar sampel dan frekuensi tertentu, yang lainSFP+Antara muka boleh dihantarIQisyarat. Perisian komputer memerlukan pemacu dan aplikasi tertentu dipasang untuk menjalankan operasi perisian.

Jadual2 X310Penerangan Antara muka