Vstupní/Výstup

Vstupní napětí DC

12

V

Spotřeba energie

45

W

Převod parametrů modulu

ADCRychlost vzorkování(Největší)

200

MS/s

ADCRozlišení

14

bits

DACRychlost vzorkování

800

MS/s

DACRozlišení

16

bits

Maximální rychlost s hostitelem(16b)

200

MS/s

Přesnost vibrace

2.5

ppm

NezamčenoGPSDOPřesnost

20

ppb

1

JTAG

USB-B

FPGALadící rozhraní

2

RF A

SMA

Radiofrekvenční signál

3

RF B

SMA

Radiofrekvenční signál

4

AUX I/O

D-SUB

12bit GPIO

5

1G/10G ETH

SFP+

Přenos přes Ethernet neboAuroraÚdaje

6

REF OUT

Komplexní technologické řešení bezdrátových elektromagnetických simulátorů prostředí

1．Pozadí a význam

V budoucím moderním konfrontaci bude elektronická konfrontace, zejména komunikační a radarová schopnost, hrát klíčovou roli pro strategickou ofenzivu. Budování simulátorů elektromagnetického prostředí na bojišti má důležitý význam pro zlepšení budoucí elektronické odolnosti, zejména v těchto třech aspektech:

Diagram1 Diagram složitého elektromagnetického prostředí na bojišti

1）Poskytuje platformu pro hodnocení výkonu a rychlé ověřování pro výzkum algoritmů klíčových technologií pro učení se vnímáním elektromagnetického prostředí

Komunikační nebo bojové zařízení v složitém elektromagnetickém prostředí vyžadují vnímání prostředí k získání informací o stavu spektra, syntéze mapy stavu využití aktuálního spektra a extrahování informací o charakteristikách kanálu a charakteristikách rušení pomocí učení se zdůvodnit. V posledních letech se využití metod strojového učení, jako jsou hluboké neuronové sítě, stalo důležitým prostředkem pro spektrální vnímání a extrakci vnímaných informací o elektromagnetickém prostředí. Nicméně rychlé ověření účinnosti a spolehlivosti klíčových technologických algoritmů není v současné době efektivním prostředkem v různých reálně složitých prostředích. Za tímto účelem se navrhuje vytvořit simulátor elektromagnetického prostředí na bojišti, který poskytuje simulaci bezdrátových kanálů v reálném čase pro složité scény a poskytuje platformu pro hodnocení výkonu a rychlé ověřování algoritmů pro výzkum klíčových technologií učení se vnímáním elektromagnetického prostředí.

2） Poskytování platformy pro validaci a hodnocení samoorganizovaného výzkumu komunikačních technologií v bojových prostředích

VKomplexní elektromagnetické prostředíPřizpůsobení se prostředí v reálném čase podle elektromagnetického prostředí/Samoorganizovaná komunikace, která zajišťuje cíle lokální komunikace, jako je elektronická výzkum a koordinace operací, má důležitý význam pro právo na přístup k informacím. Sebeorganizace pro složité prostředí/Adaptivní komunikační technologie se rozvíjejí kolem cílů, jako je samoorganizované spojení, výběr frekvence, adaptace spojení a anti-rušivá komunikace, ale jejich ověřovací prostředky jsou převážně založeny na počítačové simulaci nebo ideálním prostředí. Vytvoření simulátoru elektromagnetického prostředí na bojišti může poskytnout složité elektromagnetické simulační prostředí orientované na bojiště pro výzkum samoorganizovaných komunikačních technologií a efektivnější technickou validaci a hodnocení.

3）Poskytování simulační tréninkové platformy pro elektronické konfrontace v reálném bojovém prostředí

Abychom se mohli přizpůsobit složitým konfrontačním prostředím, potřebuje vojenská komunikace schopnost vnímat stav prostředí, naučit se konfrontační strategie a rekonstruovat komunikační parametry. Vezměte si jako příklad spolupráci mezi letadly leteckých sil, loděmi námořnictva a různými prvky bojových platforem, jako jsou ostrovy a rakety, které potřebují interakci s různými informacemi prostřednictvím bezdrátového přenosu, jako jsou text, hlas, obrázky a videa, a zároveň čelí vážným hrozbám, jako jsou nepřátelské rušení, útoky a odposlouchávání. Získání informací o stavu spektra prostřednictvím vnímání prostředí, získávání charakteristik a zákonů, jako jsou nepřátelské rušení, a kombinací výsledků vnímání a učení pro inteligentní rekonstrukci komunikačních parametrů k dosažení schopnosti vyhýbat se rušením, aktivní obraně a adaptivní robustní komunikaci. Vytvořte simulátor elektromagnetického prostředí na bojišti, který poskytuje simulační tréninkovou platformu pro elektronické konfrontace.

2． Hlavní úkoly a funkce

2.1 Hlavní úkoly

Simulátor elektromagnetického prostředí na bojišti, který připojuje více rádiových zařízení a poskytuje64Transceiver poskytuje simulaci složitého bezdrátového prostředí na bojišti v reálném čase s hlavními úkoly a funkcemi2Ukázané. Konkrétně zahrnuje následující části: vizualizace konfigurace elektromagnetického prostředí, rádiové frekvence a moduly/Digitální převodová část, plně připojená část kanálu digitálního základního pásma.

2.2 Radiofrekvence a modulární/Číselná převodová část

Radiofrekvence a modulární/Digitální převodní část spojuje radiofrekvenční část s plně připojeným digitálním základním pásmem a je základně konfigurována pomocí vizuální konfigurace elektromagnetického prostředí a zobrazovacího rozhraní. Na vstupním konci emulátoru přijímá radiofrekvenční signál z bezdrátového zařízení, po nižší frekvenci a analogové konverzi, po digitálním zpracování střední frekvence získává digitální signál základního pásma a vstupuje do plně připojené části kanálu digitálního základního pásma. Digitální signál základního pásma je plně připojen k části kanálu digitálního základního pásma, po digitálním zpracování střední frekvence, převodu číselného modelu a přeměně frekvence, výstupní radiofrekvenční signál je odeslán do bezdrátového zařízení.

2.3 Plně připojená část digitálního kanálu

Na základě konfiguračních parametrů pro vizualizaci konfigurace elektromagnetického prostředí a zobrazovacího rozhraní umožňuje multivstupní multivýstupní plně propojené analogové digitální kanály, tj. každý vstupní signál prochází nezávislým nebo souvisejícím kanálem, aby dosáhl každého výstupu. Každý kanál od vstupu k výstupu může být konfigurován nezávisle a umožňuje charakteristiky kanálu, jako jsou multisměrové snížení, zpoždění šíření a Dopplerové odchylky.

2.4 Vizualizace konfigurace elektromagnetického prostředí a zobrazení rozhraní

Tato část obsahuje následující funkce:

1) Konfigurujte počet připojení k bezdrátovému zařízení, pracovní frekvenci simulátoru, pracovní šířku pásma a počet kanálů, které je každé bezdrátové zařízení využívá.

2) Vizualizujte konfiguraci prostředí kanálu, konfigurujte scénu bezdrátového kanálu a zahrněte informace o poloze každého uživatele, zobrazení informací o pohybu v reálném čase a na základě těchto informací vytvářejte koeficienty více kanálů v reálném čase a odešlete je do plně připojené části digitálního kanálu.

3) Zobrazuje spektrum všech kanálů a daného přijímacího kanálu v reálném čase.

3． Systémové hardwarové složení a pokyny

3.1 Přehled složení zařízení

Kompletní hardwarové složení platformy bezdrátového elektromagnetického simulátoru je uvedeno níže.3Zobrazeno:

Radiofrekvence a modulární/Část převodu zUSRP X310+ UBXPodplocha složení. Používá se k přístupu k uživatelským radiofrekvenčním zařízením a k realizaciA/D、D/AKonverze, digitální přeměna frekvencí a komunikace s částí sítě datového toku.

Plně připojená část digitálního kanálu se skládá ze čtyř vysokorychlostních digitálních zpracovatelských jednotek. Zařízení umožňuje přenos dat základního pásma a simulaci kanálu. datové interakce s částí zpracování radiofrekvenčního signálu aFPGAInterakce mezi daty.

Vizualizace konfigurace elektromagnetického prostředí a zobrazení rozhraní částečně tvoří vysoce výkonnýX86DvojitéCPUsložení serveru. Realizace monitorování jednotlivých částí systému, přenos parametrů bojových scén atd.

Hodinová distribuční síť se skládá z hodinových rozdělovačů. Vytvořit10MHzhodiny aPPSsignál, dosaženíX310Synchronizace hodin s vysokorychlostním digitálním signálem.

Systémová síťová komunikace se skládá z jednoho gigabitového přepínače.

Umožňuje monitorování jednotlivých komponent serveru, přenos dat a datovou komunikaci mezi jednotlivými komponentami.

Podle obrázku3.1Ukázané,32StaniceUSRP、4Vysokorychlostní digitální zpracovávací jednotky signálu a servery jsou složeny do simulátorů kanálů,32jedenUSRPEmulátor pro uživatelský přístup k kanálu, obojí přesSMAPřímé připojení kabelů. Server pro ovládáníUSRPa vysokorychlostní digitální zpracovatelské jednotky signálu a je zodpovědný za ukládání a přenos koeficientů filtrů do vysokorychlostní digitální zpracovatelské jednotky signálu. Komunikační rozhraní mezi zařízeními je10GEEthernet, použitíUDPProtokol, konfigurace jedné10GEVypínače umožňují vzájemnou komunikaci.

Pracovní proces pro uživatele přenáší radiofrekvenční dataSMAPřenos kabelů do simulátoruUSRPA pak bylUSRPObnovený signál základního pásma je přenášen do vysokorychlostní digitální zpracovatelské jednotky signálu.64x64 FIRPo vypočítání filtrové matice jsou data opětUSRPPřijmout zpět a přes radiofrekvenciSMARozhraní se přenáší zpět uživateli.

3.2 Složení hardwaru

3.2.1 USRP X310Popis

USRP X310Jako jádrové zařízení pro zpracování signálu středního frekvence je zodpovědné za přijímání signálu základního pásma z části formování paprsku a přeměnu frekvence signálu základního pásma na radiofrekvenční signál; Druhým je přijímání radiofrekvenčního signálu a přeměna frekvence pod radiofrekvenčním signálem na signál základního pásma pro přenos do části formování paprsku.

Tabulka1 USRP X310Popis hlavních parametrů

Zařízení se skládá především z základního pásma a radiofrekvenčních podstav. Základní deskaXilinx KintexSérieFPGAaDDR3、Flash、JTAGhodiny a referenční hodiny,PPSSložení vstupního a výstupního signálu. Radiofrekvenční panely zUBXImplementace poddesky2x2Vzory, včetněAD/DAradiofrekvenčních předních obvodů.UBXPracovní frekvence podložky je10M-6GHzDvě nejvyšší kanály.160MHzŠířka pásma. V tomto systému

FlashExistujeFPGA bitDokumenty, po zapnutíbitautomaticky načtený doFPGAstřední,FPGADostupný přijímačSFP+Údaje aAD/DAfunkce dat. Softwarové prostřednictvímSFP+Nastavení rozhraníFPGASouvisející parametry umožňujíFPGARadiofrekvenční signál může být vysílán s určitou frekvencí a frekvencí.SFP+Rozhraní lze odesílatIQSignal. Pro provoz na softwarové straně je nutné nainstalovat konkrétní ovladače a aplikace.

Tabulka2 X310Popis rozhraní