Masukkan/output

Input tegangan DC

12

V

Konsumsi daya

45

W

Konversi parameter modul

ADCKecepatan Sampel(terbesar)

200

MS/s

ADCResolusi

14

bits

DACKecepatan Sampel

800

MS/s

DACResolusi

16

bits

Kecepatan maksimum dengan host(16b)

200

MS/s

Akurasi getaran

2.5

ppm

Tidak dikunciGPSDOAkurasi

20

ppb

1

JTAG

USB-B

FPGADebug antarmuka

2

RF A

SMA

Penerima sinyal frekuensi radio

3

RF B

SMA

Penerima sinyal frekuensi radio

4

AUX I/O

D-SUB

12bit GPIO

5

1G/10G ETH

SFP+

Transfer Ethernet atauAuroraData

6

REF OUT

Solusi Teknologi Platform Simulator Lingkungan Elektromagnetik nirkabel

1．Latar belakang dan makna

Dalam konfrontasi modern di masa depan, konfrontasi elektronik, terutama komunikasi dan radar, akan memainkan peran kunci dalam pertahanan strategis. Membangun simulator lingkungan elektromagnetik medan perang sangat penting untuk meningkatkan kemampuan konfrontasi elektronik di masa depan, khususnya meliputi tiga aspek berikut:

Gambar1 Grafik lingkungan elektromagnetik yang kompleks di medan perang

1）Menyediakan platform penilaian kinerja dan verifikasi cepat untuk penelitian algoritma teknologi kunci untuk pembelajaran persepsi lingkungan elektromagnetik

Peralatan komunikasi atau perang dalam lingkungan elektromagnetik yang kompleks membutuhkan persepsi lingkungan untuk mendapatkan informasi keadaan spektrum, mengintegrasikan peta keadaan penggunaan spektrum saat ini, dan mengekstrak informasi seperti karakteristik saluran dan karakteristik gangguan melalui pelajaran penalaran. Dalam beberapa tahun terakhir, penggunaan metode pembelajaran mesin seperti jaringan saraf dalam telah menjadi alat penting untuk persepsi spektrum dan mengekstrak informasi persepsi lingkungan elektromagnetik. Namun, dalam berbagai lingkungan yang benar-benar kompleks yang berorientasi, cara untuk memverifikasi dengan cepat validitas dan keandalan algoritma teknologi kunci saat ini belum efektif. Di sekitar tujuan ini, diusulkan untuk membangun simulator lingkungan elektromagnetik medan perang yang menyediakan simulasi saluran nirkabel real-time untuk skenario kompleks dan menyediakan platform penilaian kinerja dan verifikasi cepat untuk studi algoritma teknologi kunci untuk pembelajaran persepsi lingkungan elektromagnetik.

2） Menyediakan platform validasi dan penilaian untuk penelitian teknologi komunikasi terorganisasi sendiri dalam lingkungan berorientasi medan perang

diLingkungan elektromagnetik yang kompleksAdaptasi lingkungan waktu nyata sesuai dengan lingkungan elektromagnetik/Komunikasi yang terorganisasi sendiri, menjamin tujuan komunikasi lokal seperti pengintaian elektronik dan koordinasi perang, sangat penting untuk mendapatkan hak informasi. Saat ini, organisasi diri yang berorientasi pada lingkungan yang rumit/Teknologi komunikasi adaptif mengembangkan tujuan seperti pembangunan tautan organisasi sendiri, pemilihan frekuensi, adaptasi tautan, komunikasi anti gangguan, tetapi alat verifikasi didominasi oleh simulasi komputer atau lingkungan yang ideal. Membangun simulator lingkungan elektromagnetik medan perang dapat menyediakan lingkungan simulasi elektromagnetik yang kompleks yang berorientasi pada medan perang untuk penelitian teknologi komunikasi terorganisasi sendiri dan melakukan verifikasi dan penilaian teknis yang lebih efektif.

3）Menyediakan platform latihan simulasi untuk konfrontasi elektronik di lingkungan medan perang nyata

Untuk memenuhi kebutuhan untuk beradaptasi dengan lingkungan konfrontasi yang kompleks, komunikasi militer perlu memiliki fungsi untuk merasakan keadaan lingkungan, mempelajari strategi konfrontasi, dan merekonstruksi parameter komunikasi. Mengambil perang gabungan multi-jenis sebagai contoh, pesawat Angkatan Udara, kapal Angkatan Laut dan berbagai elemen platform tempur seperti pulau dan rudal Angkatan Roket membutuhkan interaksi teks, suara, gambar, video dan berbagai informasi melalui transmisi nirkabel, sementara menghadapi ancaman serius seperti gangguan musuh, serangan dan pemantauan. Memperoleh informasi keadaan spektrum melalui persepsi lingkungan, mendapatkan karakteristik dan hukum seperti gangguan musuh melalui penalaran belajar, dan merekonstruksi parameter komunikasi secara cerdas dengan menggabungkan hasil persepsi dan pembelajaran untuk mencapai kecerdasan menghindari gangguan, pertahanan aktif, komunikasi yang kuat dan adaptif. Membangun simulator lingkungan elektromagnetik medan perang yang dapat menyediakan platform latihan simulasi untuk konfrontasi elektronik.

2． Tugas dan Fungsi Utama

2.1 Tugas Utama

Simulator lingkungan elektromagnetik medan perang yang menghubungkan beberapa peralatan radio, menyediakan64Saluran transceiver yang menyediakan simulasi real-time dari lingkungan saluran nirkabel yang kompleks di medan perang, tugas utama dan fitur yang digambarkan2yang ditunjukkan. Khususnya termasuk bagian berikut: Visualisasi bagian konfigurasi lingkungan elektromagnetik, frekuensi radio dan modul/Bagian konversi model digital, bagian saluran baseband digital yang terhubung sepenuhnya.

2.2 Frekuensi radio dan modul/Bagian Konversi Model

Frekuensi radio dan modul/Bagian konversi model digital menghubungkan bagian RF dengan saluran baseband digital yang terhubung sepenuhnya dan mengkonfigurasi dasar melalui konfigurasi lingkungan elektromagnetik visualisasi dan antarmuka tampilan. Di input emulator, menerima sinyal frekuensi radio dari perangkat nirkabel, setelah konversi frekuensi rendah dan analog, setelah pengolahan frekuensi menengah digital, mendapatkan sinyal baseband digital, dan masukkan ke bagian saluran baseband digital yang terhubung sepenuhnya. Setelah menghubungkan sepenuhnya sinyal pita dasar digital dari bagian saluran pita dasar digital, setelah pengolahan frekuensi menengah digital, konversi model digital dan frekuensi atas, sinyal frekuensi radio keluar dan dikirim ke perangkat nirkabel.

2.3 Bagian saluran digital yang terhubung penuh

Berdasarkan konfigurasi lingkungan elektromagnetik visualisasi dan parameter konfigurasi antarmuka tampilan, mencapai analog saluran digital multi-input multi-output yang terhubung penuh, yaitu setiap sinyal input melalui saluran independen atau terkait untuk mencapai setiap output. Setiap saluran input ke output dapat dikonfigurasi secara independen dan mencapai karakteristik saluran seperti penurunan multi-jalur, penundaan penyebaran, dan penyimpangan Doppler.

2.4 Visualisasi konfigurasi lingkungan elektromagnetik dan bagian antarmuka tampilan

Bagian ini mencakup fitur berikut:

1) Konfigurasi jumlah koneksi perangkat nirkabel, frekuensi kerja emulator, lebar pita kerja, jumlah saluran yang ditempati masing-masing perangkat nirkabel, dll.

2) Visualisasi konfigurasi lingkungan saluran, mengkonfigurasi skenario saluran nirkabel dan mencakup informasi lokasi setiap pengguna, tampilan real-time informasi gerakan, dan berdasarkan informasi ini menghasilkan koefisien saluran multi-radius secara real-time dan dikirim ke bagian saluran digital yang terhubung penuh.

3) Tampilkan semua saluran dan spektrum real-time untuk saluran penerimaan tertentu.

3． Komposisi perangkat keras sistem dan instruksi

3.1 Gambaran keseluruhan komposisi peralatan

Komposisi perangkat keras platform simulator lingkungan elektromagnetik nirkabel penuh seperti gambar di bawah ini3Ditampilkan:

Frekuensi radio dan modul/Konversi numerik sebagian dariUSRP X310+ UBXSubboard terdiri. Untuk mengakses perangkat frekuensi radio pengguna dan melaksanakanA/D、D/AKonversi, digital ke atas dan ke bawah frekuensi dan komunikasi dengan bagian jaringan aliran data.

Bagian saluran digital yang terhubung penuh terdiri dari empat unit pemrosesan sinyal digital kecepatan tinggi. Peralatan melaksanakan operasi matriks untuk transmisi data baseband dan simulasi saluran. interaksi data dengan bagian pengolahan sinyal frekuensi radio danFPGAinteraksi antara data.

Visualisasi lingkungan elektromagnetik dikonfigurasi dengan antarmuka tampilan sebagian terdiri dariX86gandaCPUterdiri dari server. Implementasi pemantauan berbagai bagian sistem ini, transmisi parameter adegan perang, dll.

Jaringan distribusi jam terdiri dari distributor jam. menghasilkan10MHzJam danPPSsinyal, mencapaiX310Sinkronisasi jam dengan papan pemrosesan sinyal digital kecepatan tinggi.

Sistem komunikasi jaringan terdiri dari satu gigabit switch.

Memanfaatkan pemantauan komponen server, transfer data dan komunikasi data antara komponen.

Seperti gambar3.1yang ditunjukkan,32StasiunUSRP、4Simulator saluran komponen seperti unit pemrosesan sinyal digital kecepatan tinggi dan server,32satuUSRPUntuk simulator saluran akses pengguna, keduanya melaluiSMAKabel yang terhubung langsung. Sebuah server untuk mengontrolUSRPdan unit pengolahan sinyal digital kecepatan tinggi, dan bertanggung jawab untuk menyimpan dan mentransmisikan faktor filter ke unit pengolahan sinyal digital kecepatan tinggi. Komunikasi antar perangkat adalah10GEEthernet, diadopsiUDPprotokol, mengkonfigurasi satu10GESwitch memungkinkan komunikasi satu sama lain.

Proses kerja untuk pengguna untuk melewati data RFSMATransfer kabel ke simulatorUSRPdan kemudian diterimaUSRPSinyal baseband yang dipulihkan ditransfer ke unit pengolahan sinyal digital kecepatan tinggi, setelah64x64 FIRSetelah penghitungan matriks filter, data yang samaUSRPmenerima kembali dan melalui frekuensi radioSMATransfer kembali ke pengguna.

3.2 Komposisi perangkat keras

3.2.1 USRP X310Deskripsi

USRP X310Sebagai perangkat inti pengolahan sinyal frekuensi menengah, pertama adalah bertanggung jawab untuk menerima sinyal pita dasar dari bagian pembentukan balok, mengubah frekuensi sinyal pita dasar menjadi sinyal frekuensi radio untuk mengirimkannya; Kedua, menerima sinyal frekuensi radio dan mengubah frekuensi sinyal frekuensi radio menjadi sinyal pita dasar untuk mengirimkan ke bagian pembentukan balok belakang.

Tabel1 USRP X310Deskripsi parameter utama

Peralatan terutama terdiri dari motherboard baseband dan subboard RF. Adopsi motherboard basebandXilinx KintexSeriFPGAdanDDR3、Flash、JTAGjam dan jam referensi,PPSInput sinyal terdiri dari output. Radio Frekuensi dariUBXImplementasi Subboard2x2Mode, termasukAD/DAterdiri dari sirkuit frekuensi radio.UBXFrekuensi kerja subboard adalah10M-6GHzDua saluran tertinggi160MHzLebar bandwidth. Dalam sistem ini

FlashTersediaFPGA bitDokumen, setelah listrikbitotomatis dimuat keFPGAtengah,FPGAMemiliki penerimaanSFP+Data danAD/DAFungsi data. Perangkat lunak komputer melaluiSFP+Konfigurasi antarmukaFPGAParameter yang relevan membuatFPGAdapat mengirimkan sinyal frekuensi radio pada tingkat sampel dan frekuensi tertentu, yang lainSFP+Interface dapat diterimaIQSinyal. Perangkat lunak pada komputer memerlukan driver dan aplikasi tertentu yang diinstal untuk melakukan operasi di sisi perangkat lunak.

Tabel2 X310Deskripsi antarmuka