Entrada/.Salida

Entrada de tensión de corriente continua

12

V

Consumo de potencia

45

W

Parámetros del módulo de conversión

ADCTasa de muestreo(Máximo(...)

200

MS/s

ADCResolución

14

bits

DACTasa de muestreo

800

MS/s

DACResolución

16

bits

Velocidad máxima con el host(16b)

200

MS/s

Precisión de la vibración local

2.5

ppm

No bloqueadoGPSDOPrecisión

20

ppb

1

JTAG

USB-B

FPGAInterfaz de puesta en marcha

2

RF A

SMA

Recepción y recepción de señales de radiofrecuencia

3

RF B

SMA

Recepción y recepción de señales de radiofrecuencia

4

AUX I/O

D-SUB

12bit GPIO

5

1G/10G ETH

SFP+

Transmitir Ethernet oAuroraDatos

6

REF OUT

Esquema técnico de la Plataforma de simulador de entorno electromagnético inalámbrico omnicanal

1.Antecedentes y significado

En la futura confrontación moderna, la confrontación electrónica, especialmente la capacidad de confrontación electrónica entre comunicación y radar, desempeñará un papel clave en el ataque estratégico y la defensa. La construcción de un simulador de entorno electromagnético en el campo de batalla es de gran importancia para mejorar la capacidad de confrontación electrónica en el futuro, específicamente, incluye los siguientes tres aspectos:

Mapa1 Diagrama esquemático del complejo entorno electromagnético del campo de batalla

1)Proporciona una plataforma de evaluación del rendimiento y verificación rápida para la investigación de algoritmos de tecnologías clave de aprendizaje de percepción del entorno electromagnético.

Los equipos de comunicación o combate en entornos electromagnéticos complejos requieren percepción ambiental para obtener información sobre el Estado del espectro, sintetizar el mapa actual del Estado de uso del espectro y extraer información sobre las características del canal y las características de interferencia a través del aprendizaje y el razonamiento. En los últimos años, el uso de redes neuronales profundas y otros métodos de Aprendizaje automático se ha convertido en un medio importante para la percepción del espectro y la extracción y percepción de la información del entorno electromagnético. Sin embargo, en un entorno complejo orientado a todo tipo de realidades, no hay medios efectivos para verificar rápidamente la efectividad y fiabilidad de los algoritmos tecnológicos clave. En torno a este propósito, se propone construir un simulador de entorno electromagnético de campo de batalla, proporcionar simulación de canal inalámbrico en tiempo real de escenarios complejos y proporcionar una plataforma de evaluación del rendimiento y verificación rápida para la investigación de algoritmos de tecnologías clave de aprendizaje de percepción de entorno electromagnético.

2) Proporcionar una plataforma de verificación y evaluación para la investigación de tecnologías de comunicación autoorganizadas en entornos de campo de batalla

EnEntorno electromagnético complejoEn él, se adapta al entorno en tiempo real de acuerdo con el entorno electromagnético./.La comunicación autoorganizada, que proporciona garantías para objetivos de comunicación locales como el reconocimiento electrónico y la coordinación de operaciones, es de gran importancia para obtener el derecho a la información. En la actualidad, la autoorganización para entornos complejos/.La tecnología de comunicación adaptativa gira en torno a objetivos como el establecimiento de enlaces autoorganizados, la selección de frecuencias, la adaptación de enlaces y la comunicación antiinterferencia, pero sus métodos de verificación son principalmente simulación por computadora o entorno ideal. La construcción de un simulador de entorno electromagnético en el campo de batalla puede proporcionar un complejo entorno de simulación electromagnética para el campo de batalla para la investigación de la tecnología de comunicación autoorganizada y realizar una verificación y evaluación técnica más eficaces.

3)Proporcionar una plataforma de simulacros para la confrontación electrónica en el entorno real del campo de batalla

Para satisfacer las necesidades de adaptarse a un entorno de confrontación complejo, la comunicación militar debe tener las funciones de percibir el Estado del entorno, aprender estrategias de confrontación y reconstruir los parámetros de comunicación. Tomando como ejemplo las operaciones conjuntas de varios servicios, los aviones de la fuerza aérea, los buques de la armada y los elementos de las plataformas de combate, como las islas y los misiles del Ejército de cohetes, necesitan interactuar con todo tipo de información, como texto, voz, imágenes y videos, a través de la transmisión inalámbrica, mientras se enfrentan a graves amenazas como interferencias enemigas, ataques y escuchas telefónicas. Características y leyes como la adquisición de información sobre el Estado del espectro a través de la percepción ambiental, la obtención de interferencias enemigas a través del razonamiento de aprendizaje y la reconstrucción inteligente de los parámetros de comunicación combinando los resultados de la percepción y el aprendizaje para lograr una comunicación inteligente y evitada de interferencias, defensa activa y robusta adaptativa. La construcción de un simulador de entorno electromagnético en el campo de batalla puede proporcionar una plataforma de simulacros para la confrontación electrónica.

2. Principales tareas y funciones

2.1 Tareas principales

Simulador de entorno electromagnético de campo de batalla, conectado a varios equipos de radio, proporcionado64El canal de recepción y recepción puede proporcionar simulación en tiempo real de un complejo entorno de canal inalámbrico en el campo de batalla. sus principales tareas y funciones se muestran en la imagen.2Se muestra. Específicamente, incluye las siguientes partes: parte de configuración del entorno electromagnético visual, radiofrecuencia y módulo/.Parte de conversión digital - analógico, parte de canal de Banda base digital totalmente conectada.

2.2 Radiofrecuencia y módulo/.Parte de conversión digital - analógico

Radiofrecuencia y módulo/.La parte de conversión digital - analógico conecta la parte de radiofrecuencia con el canal de Banda base digital totalmente conectado, y se configura básicamente a través de la configuración visual del entorno electromagnético y la interfaz de visualización. En el lado de entrada del simulador, se recibe la señal de radiofrecuencia del dispositivo inalámbrico, después de la conversión a la baja y la conversión analógico - digital, después del procesamiento digital de frecuencia intermedia, se obtiene la señal digital de Banda base y se introduce a la parte del canal digital de Banda base totalmente conectado. Después de la señal de Banda base digital completamente conectada a la parte del canal de Banda base digital, después del procesamiento digital de frecuencia intermedia, conversión digital - analógico y conversión de frecuencia ascendente, la señal de radiofrecuencia de salida se envía al dispositivo inalámbrico.

2.3 Sección de canales digitales totalmente conectados

Basado en los parámetros de configuración de la configuración del entorno electromagnético visual y la interfaz de visualización, se realiza la simulación de canal digital de conexión completa de múltiples entradas y múltiples salidas, es decir, cada señal de entrada llega a cada salida a través de un canal independiente o relacionado. Cada canal de entrada a salida se puede configurar y realizar de forma independiente las características del canal, como el desvanecimiento multipath, el retraso de propagación y el desplazamiento de frecuencia doppler.

2.4 Configuración visual del entorno electromagnético y parte de la interfaz de visualización

Esta sección incluye las siguientes funciones:

1) Configurar el número de conexiones de dispositivos inalámbricos, los puntos de frecuencia de trabajo del simulador, el ancho de banda de trabajo, el número de canales ocupados por cada dispositivo inalámbrico y otra información.

2) Visualizar la configuración del entorno del canal, configurar el escenario del canal inalámbrico e incluir la información de ubicación de cada usuario, la visualización en tiempo real de la información de movimiento, y generar coeficientes de canal multipath en tiempo real a partir de esta información y enviarlos a la parte del canal digital totalmente conectado.

3) Muestra el espectro en tiempo real de todos los canales y el canal de recepción dado.

3. Composición e descripción del hardware del sistema

3.1 Resumen de la composición del equipo

La composición del hardware de la Plataforma de simulador de entorno electromagnético inalámbrico omnicanal se muestra en la siguiente imagen.3Se muestra:

Radiofrecuencia y módulo/.La parte de conversión digital - analógico se compone deUSRP X310+ UBXLa placa inferior está compuesta. Para acceder a los dispositivos de radiofrecuencia de los usuarios e implementarlosA/D、D/AConversión, conversión digital hacia arriba y hacia abajo y comunicación con la parte de la red de flujo de datos.

La parte del canal digital totalmente conectado consta de cuatro unidades de procesamiento de señales digitales de alta velocidad. El dispositivo realiza la transmisión de datos de Banda base y la operación matricial de simulación de canales. Por ejemplo, la interacción de datos con la parte de procesamiento de señales de radiofrecuencia yFPGAInteracción de datos entre.

La configuración visual del entorno electromagnético y la parte de la interfaz de visualización se componen de una unidad de alto rendimiento.X86DobleCPUComposición del servidor. Realizar el monitoreo de todas las partes del sistema y la transmisión de los parámetros de la escena del campo de batalla.

La red de distribución de relojes está compuesta por distribuidores de relojes. Generar10MHzReloj yPPSSeñal, realizaciónX310Sincronizado con el reloj del tablero de procesamiento de señales digitales de alta velocidad.

La comunicación de la red del sistema consta de un interruptor gigabit.

Realizar el monitoreo del servidor de cada componente, la transmisión de datos y la comunicación de datos entre cada componente.

Como se muestra en la imagen3.1Como se muestra,32TaiwánUSRP、4La unidad de procesamiento de señales digitales de alta velocidad de la estación y el servidor forman un simulador de canal.32UnoUSRPPara el simulador de canal de acceso del usuario, ambos pasanSMAEl cable está conectado directamente. Un servidor para el controlUSRPY la unidad de procesamiento de señales digitales de alta velocidad, y es responsable de almacenar y transmitir los coeficientes de filtro a la unidad de procesamiento de señales digitales de alta velocidad. La interfaz de comunicación entre equipos es10GEEthernet, conUDPProtocolo, configuración de una unidad10GELos conmutadores se comunican entre sí.

El proceso de trabajo permite a los usuarios pasar datos de radiofrecuenciaSMAEl cable se transmite al simuladorUSRPY luego fueUSRPLa señal restaurada de Banda base se transmite a la unidad de procesamiento de señales digitales de alta velocidad, que pasa por64x64 FIRDespués de la operación de la matriz de filtros, los datos son los mismos.USRPRecibido de vuelta y por radiofrecuenciaSMALa interfaz se transmite de nuevo al usuario.

3.2 Composición del hardware

3.2.1 USRP X310Explicación

USRP X310Como dispositivo central de procesamiento de señales de frecuencia intermedia, el primero es responsable de recibir la señal de Banda base de la parte de formación de haz y convertir la conversión de frecuencia de Banda base en señal de radiofrecuencia para enviarla; El segundo es recibir la señal de radiofrecuencia y convertir la señal de radiofrecuencia en señal de Banda base y transmitirla a la parte de formación de haz trasero.

Tabla1 USRP X310Descripción de los principales parámetros

El dispositivo consta principalmente de una placa base de Banda base y una placa de radiofrecuencia. La placa base de Banda base adoptaXilinx KintexSerieFPGA, yDDR3、Flash、JTAG, relojes y relojes de referencia,PPSLa entrada y salida de la señal se compone. El tablero de radiofrecuencia está compuesto porUBXImplementación de tableros secundarios2x2Modelos, incluidosAD/DA, circuito frontal de radiofrecuencia y otros componentes.UBXLa frecuencia de trabajo de la placa inferior es10M-6GHz, dos canales más altos160MHzAncho de banda. En este sistema

FlashSer enFPGA bitDocumentos, después de la electricidadbitCargado automáticamente enFPGAEn medio,FPGACon envío y recepciónSFP+Datos yAD/DAFunción de datos. El software de la computadora Superior pasaSFP+Configuración de la interfazFPGALos parámetros relevantes hacen queFPGAPuede enviar y recibir señales de radiofrecuencia con tasas de muestreo y puntos de frecuencia específicos, otroSFP+La interfaz puede enviar y recibirIQSeñal. El software del ordenador superior necesita instalar un conductor y una aplicación específicos para realizar la operación del lado del software.

Tabla2 X310Instrucciones de la interfaz