Ingång/Utgång

DC-ingångsspänning

12

V

Strömförbrukning

45

W

Konvertera modulparametrar

ADCProvtagningshastighet(största)

200

MS/s

ADCUpplösning

14

bits

DACProvtagningshastighet

800

MS/s

DACUpplösning

16

bits

Maximal hastighet med värd(16b)

200

MS/s

Vibrationsprecision

2.5

ppm

OlåstGPSDOPrecision

20

ppb

1

JTAG

USB-B

FPGAFelsökningsgränssnitt

2

RF A

SMA

Radiofrekvens signaler

3

RF B

SMA

Radiofrekvens signaler

4

AUX I/O

D-SUB

12bit GPIO

5

1G/10G ETH

SFP+

Överföring via Ethernet ellerAuroraUppgifter

6

REF OUT

Teknisk plattform för trådlösa elektromagnetiska miljösimulatorer

1．Bakgrund och betydelse

I framtida moderniserade konfrontationer kommer elektronisk konfrontation, särskilt kommunikation och radar, att spela en avgörande roll för strategiskt offensivt försvar. Att bygga en elektromagnetisk miljösimulator på slagfältet är viktigt för att förbättra framtida elektroniska motståndsförmågor, särskilt i följande tre områden:

diagram1 Skema över komplexa elektromagnetiska miljöer på slagfältet

1）Tillhandahåller en plattform för prestandabedömning och snabb validering för kritiska tekniska algoritmiska studier av elektromagnetisk miljöuppfattning

Kommunikations- eller stridsutrustning i komplexa elektromagnetiska miljöer kräver miljöuppfattning för att hämta information om spektrumtillstånd, syntetisera aktuella spektrumanvändningstillståndskartor och extrahera information om kanalegenskaper och störningsegenskaper genom att lära sig resonemang. Under de senaste åren har användning av maskininlärningsmetoder som djupa neurala nätverk blivit ett viktigt medel för spektrumuppfattning och utvinning av upplevd elektromagnetisk miljöinformation. Emellertid är det för närvarande inte ett effektivt medel att snabbt verifiera giltigheten och tillförlitligheten av kritiska tekniska algoritmer i olika verkliga och komplexa miljöer. Runt detta syfte föreslås att bygga en elektromagnetisk miljösimulator på slagfältet som tillhandahåller trådlös kanalsimulering i realtid av komplexa scenarier och ger en prestandabedömnings- och snabbvalideringsplattform för kritiska tekniska algoritmiska studier för elektromagnetisk miljöuppfattning.

2） Tillhandahålla en validerings- och utvärderingsplattform för självorganiserad kommunikationsteknikforskning i slagfältsmiljöer

IKomplexa elektromagnetiska miljöerMedium, realtidsmiljöanpassning enligt elektromagnetisk miljö/Självorganiserad kommunikation för att säkerställa lokala kommunikationsmål som elektronisk spårning och operationskoordination är viktig för rätten till information. För närvarande är självorganisering inriktad på komplexa miljöer/Adaptiv kommunikationsteknik handlar om självorganiserade länkar, frekvensval, länk adaptation, anti-interferens kommunikation och andra mål, men dess verifieringsmedel dominerar datorsimulering eller idealisk miljö. Att bygga en slagfälts elektromagnetisk miljösimulator kan ge en komplex slagfältsorienterad elektromagnetisk simuleringsmiljö för forskning i självorganiserad kommunikationsteknik för mer effektiv teknisk validering och utvärdering.

3）Tillhandahåller en simulerad övningsplattform för elektronisk konfrontation i verkliga slagfältsmiljöer

För att möta behoven av att anpassa sig till komplexa konfrontationsmiljöer måste militär kommunikation ha funktioner som känner till miljötillståndet, lär sig konfrontationsstrategier och rekonstruerar kommunikationsparametrar. Med flera slags gemensamma krig som exempel behöver flygvapnets flygplan, flottans fartyg och olika element i krigsplattformen, såsom öar och rakettvapnens missiler, interagera med text, röst, bilder, video och andra typer av information genom trådlös överföring, samtidigt som de står inför allvarliga hot som fiendens störningar, attacker och avlyssningar. Få spektrumtillståndsinformation genom miljöuppfattning, få egenskaper och lagar såsom fiendens störningar genom lärande resonemang, genom att kombinera uppfattning och lärande resultat för att intelligent rekonstruera kommunikationsparametrar för att uppnå smidig undvikande av störningar, aktivt försvar och anpassningsbar robust kommunikation. Bygg en elektromagnetisk miljösimulator på slagfältet som kan tillhandahålla en simulerad övningsplattform för elektronisk konfrontation.

2． Huvudopplikationer och funktioner

2.1 Huvudopdrag

Slagsfältets elektromagnetiska miljösimulator som ansluter flera radioenheter, ger64Transceiver-kanal för realtidssimulering av komplexa trådlösa kanalmiljöer på slagfältet2visade. Specifikt omfattar följande delar: Visualisering av elektromagnetisk miljökonfiguration, radiofrekvens och modul/Den digitala omvandlingsdelen, den fullt anslutna digitala basbandskanalen delen.

2.2 Radiofrekvens och modul/Numerisk omvandlingsdel

Radiofrekvens och modul/Den digitala modulomvandlingsdelen ansluter radiofrekvensdelen till den fullt anslutna digitala basbandskanalen och konfigureras grundläggande genom en visualiserad elektromagnetisk miljökonfiguration och ett skärgränssnitt. I ingången av emulatorn, ta emot radiofrekvenssignalen från trådlösa enheter, efter nedre frekvensomvandling och analog omvandling, efter digital medelfrekvensbehandling, få den digitala basbandssignalen och ingå till den fullt anslutna digitala basbandskanalen delen. Efter att ha anslutit den digitala basbandssignalen till den digitala basbandskanalens del, genom digital medelfrekvensbehandling, numerisk omvandling och överfrekvensomvandling, utger radiofrekvenssignalen och skickas till trådlösa enheter.

2.3 Fullt anslutna digitala kanaler

Baserat på konfigurationsparametrar för visualiserad elektromagnetisk miljökonfiguration och visningsgränssnitt för att uppnå flera ingångar, flera utgångar, fullt ansluten digital kanal analog, dvs. varje ingångssignal går igenom oberoende eller relaterade kanaler för att nå varje utgång. Varje ingångs- till utgångskanal kan konfigureras oberoende av varandra och uppnå kanalegenskaper såsom flervägsförsörjning, spridningsfördröjning och Dopplerfrekvensavvikelse.

2.4 Visualisera elektromagnetisk miljökonfiguration och visningsgränssnitt

Den här delen innehåller följande funktioner:

1) Konfigurera antalet anslutningar för trådlösa enheter, simulatorens arbetsfrekvens, arbetsbandbredd och antalet kanaler som används av varje trådlös enhet.

2) Visualisera kanalmiljökonfigurationer, konfigurera trådlösa kanalscenarier och inkludera placeringsinformation för varje användare, realtidsvisning av rörelseinformation och generera flerkanalsfaktorer i realtid baserat på denna information och skicka dem till den fullt anslutna digitala kanaldelen.

3) Visar alla kanaler och ett spektrum i realtid för en given mottagningskanal.

3． Systemmaskinvaransättning och instruktioner

3.1 Översikt över enhetens sammansättning

Fullständig trådlös elektromagnetisk miljösimulatorplattform hårdvara sammansättning enligt följande diagram3Visas:

Radiofrekvens och modul/Omvandling av delar avUSRP X310+ UBXSubboard sammansättning. Används för att ansluta till användarens radiofrekvensutrustning och genomföraA/D、D/AKonvertering, digital uppåt och nedåt frekvensomvandling och kommunikation med delar av dataströmnätverket.

Den fullt anslutna digitala kanaldelen består av fyra höghastighetsdigitala signalbehandlingsenheter. Utrustningen möjliggör överföring av basbandsdata och matrisbehandlingar av kanalsimuleringar. som datainteraktion med radiofrekvenssignalbearbetningsdelar ochFPGAinteraktion mellan data.

Visualisera elektromagnetisk miljö konfiguration med display gränssnitt delar av en högpresterandeX86DubbelCPUServer sammansättning. Implementera övervakning av olika delar av systemet, överföring av stridsfältets parametrar och annat innehåll.

Klockadistributionsnätet består av en klockfördelare. Skapa10MHzKlockan ochPPSSignaler, förverkligandeX310Synkronisera klockan med höghastighets digitala signalbearbetningskort.

Systemets nätverkskommunikation består av en gigabit-switch.

Implementera serverövervakning av komponenter, dataöverföring och datakommunikation mellan komponenter.

Som i bilden3.1visade,32stationenUSRP、4Höghastighets digitala signalbearbetningsenheter och servrar som består av kanalemulatorer,32enUSRPAnvänds för att få tillgång till kanal emulator, båda genomSMAKabeln är direkt ansluten. En server för kontrollUSRPoch höghastighetsdigitala signalbehandlingsenheter och ansvarar för lagring och överföring av filterfaktorer till höghastighetsdigitala signalbehandlingsenheter. Kommunikationsgränssnittet mellan enheter är10GEEthernet, användningUDPProtokoll, konfigurera en10GEVäxlarna möjliggör ömsesidig kommunikation.

Arbetsprocessen för att användaren passerar radiofrekvensdataSMAKabelöverföring till simulatorUSRPoch sedan blevUSRPDen återställda basbandssignalen överförs till en höghastighetsdigital signalbearbetningsenhet64x64 FIREfter att filtermatrisen har beräknats, återförs data med sammaUSRPTa emot tillbaka och via radiofrekvensSMAGränssnittet skickas tillbaka till användaren.

3.2 Maskinvarusammansättning

3.2.1 USRP X310Beskrivning

USRP X310Som en central enhet för medelfrekvent signalbearbetning är den första ansvarig för att ta emot basbandssignalen från strålbildningsdelen och omvandla frekvensen på basbandssignalen till radiofrekvenssignalen. Den andra är att ta emot radiofrekvenssignalen och omvandla frekvensen under radiofrekvenssignalen till basbandssignalen för att överföra den bakre strålbildningsdelen.

Tabell1 USRP X310Huvudparameter Beskrivning

Utrustningen består huvudsakligen av basband huvudkort och radiofrekvens underkort. Baseband huvudkortXilinx KintexserienFPGAochDDR3、Flash、JTAGklockor och referensklockor,PPSSignal ingång utgång sammansättning. Radiofrekvens avUBXUnderkort implementering2x2mönster, inklusiveAD/DARadiofrekvens frontkretsar etc.UBXArbetsfrekvensen för underpanelen är10M-6GHzTvå kanaler högst.160MHzBandbredd. I detta system

FlashFinnsFPGA bitDokument, efter strömbitLaddas automatiskt tillFPGAmitten,FPGATillhandahålls mottagningSFP+Data ochAD/DADatafunktioner. Programvara på datorn genomSFP+GränssnittsinfigurationFPGAParameter som gör attFPGAkan sända radiofrekvenssignaler för en viss provtagningsfrekvens och frekvenspunkt, en annanSFP+Gränssnittet kan skickasIQSignalen. Programvaran på datorn kräver att vissa drivrutiner och applikationer är installerade för att kunna fungera på programvarusidan.

Tabell2 X310Beskrivning av gränssnittet