Eingabe/Ausgabe

Gleichspannungseingang

12

V

Stromverbrauch

45

W

Konvertieren von Modulparametern

ADCProbenahmegeschwindigkeit(Maximal)

200

MS/s

ADCAuflösung

14

bits

DACProbenahmegeschwindigkeit

800

MS/s

DACAuflösung

16

bits

Maximale Geschwindigkeit mit Host(16b)

200

MS/s

Genauigkeit

2.5

ppm

Nicht gesperrtGPSDOGenauigkeit

20

ppb

1

JTAG

USB-B

FPGADebugger-Schnittstelle

2

RF A

SMA

Radiofrequenzsignale

3

RF B

SMA

Radiofrequenzsignale

4

AUX I/O

D-SUB

12bit GPIO

5

1G/10G ETH

SFP+

Übertragung über Ethernet oderAuroraDaten

6

REF OUT

Komplettes Technologieprogramm für drahtlose elektromagnetische Umgebungssimulatoren

1．Hintergrund und Bedeutung

In der zukünftigen modernen Konfrontation wird die elektronische Konfrontation, insbesondere die elektronische Konfrontationsfähigkeit von Kommunikation und Radar, eine entscheidende Rolle für die strategische Offensive spielen. Der Aufbau eines elektromagnetischen Umgebungssimulators auf dem Schlachtfeld ist wichtig für die Verbesserung der künftigen elektronischen Widerstandsfähigkeit, insbesondere in den folgenden drei Bereichen:

Diagramm1 Komplexe elektromagnetische Umgebung auf dem Schlachtfeld

1）Leistungsbewertung und schnelle Validierungsplattform für kritische technische Algorithmenforschungen im Bereich elektromagnetischer Umweltwahrnehmung

Kommunikations- oder Kampfgeräte in komplexen elektromagnetischen Umgebungen erfordern Umweltwahrnehmung, um Informationen über den Zustand des Spektrums zu erfassen, ein Zustandskart der aktuellen Spektrumsnutzung zu synthetisieren und Informationen wie Kanalmerkmale und Störungsmerkmale durch Lernerlegung zu extrahieren. In den letzten Jahren ist der Einsatz von Methoden des maschinellen Lernens wie tiefen neuronalen Netzwerken zu einem wichtigen Mittel für die spektrale Wahrnehmung und die Extraktion von Informationen zur wahrgenommenen elektromagnetischen Umgebung geworden. Allerdings ist die schnelle Überprüfung der Gültigkeit und Zuverlässigkeit von kritischen technischen Algorithmen in einer Vielzahl von realen und komplexen Umgebungen bisher kein wirksames Mittel. Um diesen Zweck herum wird vorgeschlagen, einen elektromagnetischen Umgebungssimulator auf dem Schlachtfeld zu bauen, der eine Echtzeit-drahtlose Kanalsimulation komplexer Szenarien bietet und eine Plattform für die Leistungsbewertung und die schnelle Validierung für die Erforschung kritischer technischer Algorithmen zur Erkenntnis der elektromagnetischen Umgebung bietet.

2） Eine Validierungs- und Bewertungsplattform für selbstorganisierte Kommunikationstechnologieforschung im Kampffeld

inKomplexe elektromagnetische UmgebungAnpassung an die elektromagnetische Umgebung in Echtzeit/Selbstorganisierte Kommunikation, die die Sicherheit von lokalen Kommunikationszielen wie elektronischer Aufklärung und Kampfkoordination bietet, ist von großer Bedeutung für das Recht auf Information. Selbstorganisation in komplexen Umgebungen/Die adaptive Kommunikationstechnologie dreht sich um Ziele wie den Aufbau von Selbstorganisierten Verbindungen, die Frequenzwahlung, die Anpassung der Verbindungen und die Kommunikation gegen Störungen, aber ihre Validierungsmittel werden durch die Computersimulation oder die ideale Umgebung bestimmt. Der Bau eines Schlachtfeld-elektromagnetischen Umgebungssimulators ermöglicht eine komplexe, auf das Schlachtfeld ausgerichtete elektromagnetische Simulationsumgebung für die Forschung in der selbstorganisierten Kommunikationstechnologie und ermöglicht eine effektivere technische Validierung und Bewertung.

3）Simulative Übungsplattformen für elektronische Konfrontationen in realen Schlachtfeldumgebungen

Um den Anforderungen der Anpassung an komplexe Konfrontationsumgebungen gerecht zu werden, erfordert die militärische Kommunikation die Möglichkeit, den Zustand der Umgebung zu erkennen, Konfrontationsstrategien zu lernen und Kommunikationsparameter zu rekonstruieren. Nehmen wir zum Beispiel die Zusammenarbeit zwischen Flugzeugen der Luftwaffe, Schiffen der Marine und Elementen verschiedener Kampfplattformen wie Inseln und Raketen der Raketen, die durch drahtlose Übertragung von Text, Sprache, Bilder, Videos und anderen Informationen interagieren müssen, während sie ernsthaften Bedrohungen wie feindliche Störungen, Angriffe und Abhörungen ausgesetzt sind. Erhalten Sie Informationen über den Zustand des Spektrums durch die Wahrnehmung der Umgebung, erhalten Sie Merkmale und Regeln wie feindliche Störungen durch Lernergebnisse, und rekonstruieren Sie intelligent die Kommunikationsparameter durch die Kombination von Wahrnehmung und Lernergebnissen, um Störungen zu vermeiden, proaktive Verteidigung und adaptive robuste Kommunikation zu erreichen. Erstellen Sie einen elektromagnetischen Umgebungssimulator auf dem Schlachtfeld, der eine simulative Übungsplattform für elektronische Konfrontationen bietet.

2． Hauptaufgaben und Funktionen

2.1 Hauptaufgaben

Elektromagnetischer Umgebungssimulator auf dem Schlachtfeld, der mehrere Funkageräte anschließt, bietet64Transceiver-Kanal, der eine Echtzeit-Simulation komplexer drahtloser Umgebungen auf dem Schlachtfeld bietet, mit Hauptaufgaben und Funktionen2gezeigt. Dazu gehören insbesondere die folgenden Bereiche: Visualisierung der Konfiguration der elektromagnetischen Umgebung, Funkfrequenz und Modularität/Digital-Mode-Konvertierung-Abschnitt, vollständig angeschlossener digitaler Basisbandkanal-Abschnitt.

2.2 Radiofrequenz und Modularität/Numerale Konvertierung Teil

Radiofrequenz und Modularität/Der Modulumsetzungsbereich verbindet den HF-Teil mit dem vollständig angeschlossenen digitalen Basiskanal und wird durch eine visualisierte elektromagnetische Umgebungskonfiguration und eine Anzeigeschnittstelle grundlegend konfiguriert. An der Eingangsseite des Emulators empfangen Sie das Funkfrequenzsignal von drahtlosen Geräten, nach einer niedrigen Frequenz- und analogen Umwandlung, nach einer digitalen Mittelfrequenzbearbeitung erhalten Sie das digitale Basisbandsignal und geben Sie es in den vollständig verbundenen digitalen Basisbandkanalabschnitt ein. Nachdem das digitale Basisbandsignal des digitalen Basisbandkanalteils vollständig angeschlossen ist, wird das RFID-Signal nach digitaler Mittelfrequenzverarbeitung, numerischer Konvertierung und Aufwandung an drahtlose Geräte gesendet.

2.3 Vollständig vernetzter Digital Channel-Abschnitt

Basierend auf den Konfigurationsparametern der Konfiguration der visualisierten elektromagnetischen Umgebung und der Anzeigeschnittstelle wird eine voll angeschlossene digitale Kanalsimulation mit mehreren Eingängen und mehreren Ausgängen realisiert, d. h. jedes Eingangssignal erreicht jeden Ausgang durch einen unabhängigen oder verwandten Kanal. Jeder Eingang-Ausgang-Kanal kann unabhängig konfiguriert werden und Kanäleigenschaften wie Multi-Path-Abbau, Verbreitungsverzögerung, Doppler-Abweichung und andere erreichen.

2.4 Visualisierung der Konfiguration der elektromagnetischen Umgebung und Abschnitte der Anzeigeschnittstelle

Dieser Abschnitt umfasst folgende Funktionen:

1) Konfigurieren Sie die Anzahl der Verbindungen zu einem drahtlosen Gerät, die Arbeitsfrequenz des Emulators, die Arbeitsbandbreite und die Anzahl der Kanäle, die jedes drahtlose Gerät einnimmt.

2) Visualisieren Sie die Kanalumgebungskonfiguration, konfigurieren Sie drahtlose Kanalszenen und beinhalten Sie die Standortinformationen für jeden Benutzer, die Echtzeitanzeige von Bewegungsinformationen und generieren Sie auf der Grundlage dieser Informationen Multi-Channel-Koeffizienten in Echtzeit und senden sie an den vollständig verbundenen digitalen Kanalabschnitt.

3) Zeigt alle Kanäle und das Echtzeitspektrum eines bestimmten Empfangskanals an.

3． Systemhardware-Zusammensetzung und Anleitung

3.1 Übersicht über die Komposition der Geräte

Die Hardware-Zusammensetzung der Plattform für den vollständigen drahtlosen elektromagnetischen Umgebungssimulator ist wie folgt dargestellt:3Dargestellt:

Radiofrequenz und Modularität/Die numerische Konvertierung besteht teilweise ausUSRP X310+ UBXSubboard zusammengesetzt. zum Zugriff auf die HF-Geräte des Benutzers und zur ImplementierungA/D、D/AKonvertierung, digitale Aufwärtsfrequenz und Kommunikation mit Teilen des Datenstromnetzwerks.

Der vollständig vernetzte digitale Kanalteil besteht aus vier Hochgeschwindigkeits-digitalen Signalverarbeitungseinheiten. Das Gerät ermöglicht die Übertragung von Basisbanddaten und die Matrixberechnung der Kanalsimulation. wie die Dateninteraktion mit dem Radiofrequenzsignalbearbeitungsteil undFPGAInteraktion zwischen den Daten.

Visualisierung der elektromagnetischen Umgebung Konfiguration und Anzeige Schnittstelle besteht teilweise aus einer leistungsstarkenX86DoppelCPUServer zusammengesetzt. Implementieren Sie die Überwachung verschiedener Teile des Systems, die Übertragung von Schlachtfeldszenarparametern usw.

Das Uhrenverteilungsnetz besteht aus Uhrenverteilern. Erzeugen10MHzUhren undPPSSignale, RealisierungX310Synchronisieren Sie Ihre Uhr mit einer digitalen Signalverarbeitungsplatte mit hoher Geschwindigkeit.

Die Netzwerkkommunikation besteht aus einem Gigabit-Switch.

Implementiert die Überwachung der Komponenten durch den Server, die Datenübertragung und die Datenkommunikation zwischen den Komponenten.

Wie im Bild3.1gezeigt,32BühneUSRP、4Hochgeschwindigkeits-digitale Signalverarbeitungseinheiten und Komponenten-Kanal-Simulatoren wie Server,32einUSRPFür den Benutzerzugriff auf den Kanal-Simulator, beide durchSMAKabel direkt verbunden. Ein Server zur SteuerungUSRPund eine Hochgeschwindigkeits-digitale Signalverarbeitungseinheit und ist für die Speicherung und Übertragung des Filterkoeffizienten an die Hochgeschwindigkeits-digitale Signalverarbeitungseinheit verantwortlich. Die Kommunikationsschnittstelle zwischen Geräten ist10GEEthernet, AnwendungUDPProtokoll, Konfiguration eines10GESwitches ermöglichen die gegenseitige Kommunikation.

Arbeitsprozess für die Übertragung von HF-Daten durch den BenutzerSMAKabelübertragung zum SimulatorUSRPUnd dann wurdeUSRPDas wiederhergestellte Basisbandsignal wird an eine Hochgeschwindigkeits-digitale Signalverarbeitungseinheit übertragen.64x64 FIRNachdem die Filtermatrix berechnet wurde, werden die Daten wiederum von derselbenUSRPEmpfang zurück und über die FunkfrequenzSMADie Schnittstelle wird dem Benutzer zurückgegeben.

3.2 Hardware-Zusammensetzung

3.2.1 USRP X310Beschreibung

USRP X310Als Mittelfrequenz-Signalverarbeitungskerngerät ist es erstens für den Empfang des Basisbandsignals aus dem Strahlformteil verantwortlich, um das Basisbandsignal in ein Funkfrequenzsignal umzuwandeln; Zweitens empfangen Sie das HF-Signal und konvertieren Sie die Frequenz des HF-Signals in ein Basisbandsignal, um es an den Back-End-Strahlformteil zu senden.

Tabelle1 USRP X310Hauptparameterbeschreibung

Das Gerät besteht hauptsächlich aus Basisband-Motherboard und RF-Subboard. Basisband-MotherboardXilinx KintexSerieFPGAundDDR3、Flash、JTAGUhren und Referenzuhren,PPSSignal-Eingang-Ausgang-Zusammensetzung. Radiofrequenz-Unterplatte ausUBXSubboard Implementierung2x2Muster, einschließlichAD/DARF-Front-End-Schaltungen usw.UBXDie Arbeitsfrequenz der Unterplatte ist10M-6GHzZwei der höchsten Kanäle.160MHzBandbreite. In diesem System

FlashvorhandenFPGA bitDateien, nach dem StrombitAutomatisch geladenFPGAMittel,FPGAVerfügbar EmpfangSFP+Daten undAD/DADatenfunktionen. PC-Software durchSFP+SchnittstellenkonfigurationFPGADie entsprechenden Parameter machenFPGASie können ein Radiofrequenzsignal mit bestimmten Abtastraten und Frequenzpunkten senden, ein anderesSFP+Schnittstelle kann gesendet werdenIQDas Signal. Softwareseitige Betriebe erfordern die Installation bestimmter Treiber und Anwendungssoftware.

Tabelle2 X310Beschreibung der Schnittstelle