Въведение/Изход

Вход на постоянно напрежение

12

V

Разход на енергия

45

W

Конвертиране на параметрите на модула

ADCСкорост на вземане на проби(Максимален)

200

MS/s

ADCРазрешение

14

bits

DACСкорост на вземане на проби

800

MS/s

DACРазрешение

16

bits

Максимална скорост с хоста(16b)

200

MS/s

Точност на вибрацията

2.5

ppm

НезаключеноGPSDOТочност

20

ppb

1

JTAG

USB-B

FPGAИнтерфейс за дебютиране

2

RF A

SMA

Радиочестотни сигнали

3

RF B

SMA

Радиочестотни сигнали

4

AUX I/O

D-SUB

12bit GPIO

5

1G/10G ETH

SFP+

Прехвърляне на Ethernet илиAuroraданните

6

REF OUT

Пълно обхватна платформа за безжичен електромагнитен симулатор на околната среда

1．Контекст и смисъл

В бъдещото модернизиране на конфронтацията електронната конфронтация, особено комуникацията и радарните способности, ще играят ключова роля за стратегическото настъпление и отбрана. Изграждането на симулатор на електромагнитна среда на бойното поле е от голямо значение за подобряването на бъдещата електронна съпротива, по-специално в следните три аспекта:

диаграма1 Схема на сложната електромагнитна среда на бойното поле

1）Предоставяне на платформа за оценка на ефективността и бърза проверка за изследване на алгоритми за критични технологии за обучение на възприятието на електромагнитната среда

Комуникационно или военно оборудване в сложна електромагнитна среда изисква възприятие на околната среда, за да получи информация за състоянието на спектра, да синтезира карта на състоянието на текущото използване на спектра и да извлече информация като характеристики на канала и характеристики на смущения чрез изучаване на разсъждението. През последните години използването на методи за машинно обучение като дълбоки невронни мрежи се превърна в важно средство за възприемане на спектъра и извличане на възприемана електромагнитна информация за околната среда. Въпреки това, в реално сложни среди, ориентирани към различни реалности, бързото проверяване на ефективността и надеждността на ключовите технологични алгоритми все още не е ефективно средство. За тази цел се предлага да се изгради симулатор на електромагнитната среда на бойното поле, който да осигури симулация на безжични канали в реално време на сложни сценарии и да осигури платформа за оценка на ефективността и бърза валидация на алгоритмите за изучаване на ключови технологии за възприемане на електромагнитната среда.

2） Предоставяне на платформа за валидиране и оценка на самоорганизирани изследвания в областта на комуникационните технологии в среда, ориентирана към бойното поле

вСложна електромагнитна средаАдаптация в реално време към електромагнитната среда/Самоорганизираната комуникация, осигуряваща защита на локалните комуникационни цели като електронно разузнаване и координация на операциите, е от важно значение за правото на достъп до информация. В момента самоорганизирането в сложна среда/Адаптивните комуникационни технологии се развиват около цели като създаване на самоорганизирани връзки, избор на честота, адаптация на връзките и комуникация срещу смущения, но средствата за проверка са предимно компютърна симулация или идеална среда. Изграждането на симулатор на електромагнитна среда на бойното поле може да осигури сложна електромагнитна симулационна среда, ориентирана към бойното поле, за по-ефективна техническа валидация и оценка на изследванията на самоорганизираните комуникационни технологии.

3）Предоставяне на симулационна платформа за обучение за електронна конфронтация в реална среда на бойното поле

За да се отговори на изискванията за адаптация към сложните условия на конфронтация, военната комуникация трябва да разполага с функции за усещане на състоянието на околната среда, изучаване на стратегии за конфронтация и преустройство на параметрите на комуникацията. Вземете за пример съвместната война между самолетите на ВВС, корабите на ВМС и различни оперативни платформи като островите и ракетите на ВМС, които изискват взаимодействие между текст, глас, изображения, видео и други видове информация чрез безжично предаване, като същевременно са изправени пред сериозни заплахи като неприятелска намеса, атака и подслушване. Получаване на информация за състоянието на спектра чрез възприятието на околната среда, получаване на характеристики и закони като вражески смущения чрез разсъждение за обучение, интелигентна реконструкция на комуникационните параметри чрез комбиниране на възприятията и резултатите от обучението, за да се постигне умело избягване на смущения, активна отбрана и адаптивна стабилна комуникация. Изграждане на симулатор на електромагнитна среда на бойното поле, който може да осигури симулационна платформа за обучение на електронна конфронтация.

2． Основни задачи и функции

2.1 Основна мисия

Симулатор на електромагнитна среда на бойното поле, свързващ няколко радиоаппарата, осигуряващ64Предавател-приемник, който осигурява симулация в реално време на сложната среда на безжичните канали на бойното поле, основните му задачи и функции са показани на снимка2Показано. Конкретно включва следните части: визуализиране на конфигурацията на електромагнитната среда, радиочестотна и модулна/Част за преобразуване на цифрови модели, част за канали с напълно свързана цифрова базова лента.

2.2 Радиочестоти и модули/Част за преобразуване на модели

Радиочестоти и модули/Разделът за цифрово преобразуване свързва радиочестотната част с напълно свързаните цифрови базови канали и се конфигурира чрез визуализиране на електромагнитната среда и дисплейния интерфейс. На входа на емулатора, приемането на радиочестотния сигнал от безжичното устройство, след преобразуване на ниска честота и аналогово преобразуване, след обработка на цифрова средна честота, получаване на цифровия сигнал от базовата лента и въвеждане в напълно свързаната част на цифровия канал от базовата лента. След пълно свързване на цифровия базов канал, цифровият базов сигнал се обработва чрез цифрова средна честота, цифрово преобразуване и повишаване на честотата, излиза радиочестотният сигнал и се изпраща към безжичното устройство.

2.3 Пълно свързани цифрови канали

Въз основа на параметрите на конфигурацията на визуализираната конфигурация на електромагнитната среда и дисплейния интерфейс, се постига мулти-входни мулти-изходни напълно свързани цифрови аналогови канали, т.е. всеки входен сигнал преминава през независим или свързан канал, за да достигне до всеки изход. Всеки канал от вход до изход може да бъде конфигуриран самостоятелно и да постигне характеристики на канала като многопътно отслабване, забавяне на разпространение, отклонение на Доплерската честота.

2.4 Визуализиране на конфигурацията на електромагнитната среда и дисплейния интерфейс

Тази секция включва следните функции:

1) Конфигурирайте броя на връзките на безжичното устройство, работната честота на симулатора, работната честотна лента и броя на каналите, заети от всяко безжично устройство.

2) Визуализиране на каналната среда, конфигуриране на безжични канални сценарии и включване на информация за местоположението на всеки потребител, показване в реално време на информацията за движение и генериране в реално време на многоканални коэффициенти въз основа на тази информация и изпращане до напълно свързаната цифрова секция на канала.

3) Показва спектъра в реално време на всички канали и даден приемащ канал.

3． Композиция и описание на системния хардуер

3.1 Общ преглед на състава на оборудването

Хардуерният състав на платформата за симулатор на безжична електромагнитна среда е показан по-долу3Показано:

Радиочестоти и модули/Част от преобразуването наUSRP X310+ UBXСъставът на подборда. За достъп до радиочестотните устройства на потребителя и за реализиранеA/D、D/AПреобразуване, цифрови нагоре и надолу и комуникация с мрежовите части на потока на данни.

Цифровият канал се състои от четири високоскоростни цифрови устройства за обработка на сигнали. Устройството реализира матрични операции за предаване на базова лента данни и симулация на канала. Взаимодействието на данните с частта за обработка на радиочестотни сигнали иFPGAВзаимодействието между данните.

Визуализиране на конфигурацията на електромагнитната среда с дисплеен интерфейс, отчасти съставен от високопроизводителен компютърX86ДвойноCPUСъставът на сървъра. Осъществяване на мониторинг на всички части на системата, предаване на параметри на сценария на битка и др.

Мрежата за разпределение на часовници се състои от разпределители на часовници. генериране10MHzЧасовник иPPSСигнал, реализацияX310Синхронизиране с часовника на високоскоростната цифрова платка за обработка на сигнали.

Системата за мрежова комуникация се състои от гигабитов превключвател.

Осъществява мониторинг на компонентите на сървъра, предаване на данни и комуникация на данни между компонентите.

На снимка3.1Показано,32СтанциятаUSRP、4Емулатори на компонентни канали като високоскоростни цифрови устройства за обработка на сигнали и сървъри,32ЕдинUSRPЕмулатор за потребителски достъп до канала, и двете преминаватSMAКабелите се свързват директно. Сървър за контролUSRPи високоскоростна цифрова единица за обработка на сигнали и отговаря за съхранението и предаването на коэффициентите на филтрите на високоскоростната цифрова единица за обработка на сигнали. Интерфейсът за комуникация между устройствата е10GEEthernet, използванеUDPПротокол за конфигуриране на един10GEПреключвателите осигуряват взаимна комуникация.

Работният процес позволява на потребителя да прехвърли радиочестотни данниSMAПрехвърляне на кабел към симулаторUSRPИ след това саUSRPВъзстановяваният сигнал от базовата лента се предава в високоскоростния цифров процесор на сигнали, след като64x64 FIRСлед изчисляването на матрицата на филтрите данните се използват отново.USRPПриемане обратно и чрез радиочестотнаSMAИнтерфейсът се връща на потребителя.

3.2 Хардуерен състав

3.2.1 USRP X310Описание

USRP X310Като основно устройство за обработка на сигнали със средна честота, първо, е отговорно за приемането на сигнали от базовата лента от формационната част на лъча и за превръщането на честотата на базовия сигнал в радиочестотен сигнал; Второто е приемането на радиочестотния сигнал и превръщането на радиочестотния сигнал в базов сигнал за предаване на формационната част на лъча на задния край.

Таблица1 USRP X310Основни параметри

Устройството се състои основно от базова платка и радиочестотна подплата. Приемане на базова платаXilinx KintexсерияFPGAиDDR3、Flash、JTAGЧасовник и референтен часовникPPSСъставът на входа и изхода на сигнала. Радиочестотни подпанели отUBXРеализация на подплата2x2модели, включителноAD/DAРадиочестотна предна верига и т.н.UBXРаботната честота на подплатата е10M-6GHzНай-високите два канала.160MHzШирока лента. В тази система

FlashСъществуваFPGA bitДокументи, след захранванеbitАвтоматично зарежданеFPGAСредната,FPGAПриемане и изпращанеSFP+данните иAD/DAФункции на данните. Компютърен софтуер чрезSFP+Конфигурация на интерфейсаFPGAПараметри, които позволяватFPGAМоже да изпраща радиочестотни сигнали с определена честота и скорост на вземане на проби.SFP+Интерфейсът може да бъде изпратенIQСигналът. Софтуерът на компютъра изисква инсталиране на специфични драйвери и приложения, за да може да работи от страна на софтуера.

Таблица2 X310Описание на интерфейса