Nhập/Xuất

Đầu vào điện áp DC

12

V

Tiêu thụ năng lượng

45

W

Thông số mô-đun chuyển đổi

ADCTỷ lệ mẫu(Tối đa)

200

MS/s

ADCĐộ phân giải

14

bits

DACTỷ lệ mẫu

800

MS/s

DACĐộ phân giải

16

bits

Tốc độ tối đa với Hosting(16b)

200

MS/s

Độ chính xác rung này

2.5

ppm

Không khóaGPSDOĐộ chính xác

20

ppb

1

JTAG

USB-B

FPGAGiao diện gỡ lỗi

2

RF A

SMA

Nhận và nhận tín hiệu RF

3

RF B

SMA

Nhận và nhận tín hiệu RF

4

AUX I/O

D-SUB

12bit GPIO

5

1G/10G ETH

SFP+

Chuyển Ethernet hoặcAuroraDữ liệu

6

REF OUT

Giải pháp công nghệ nền tảng mô phỏng môi trường điện từ không dây toàn diện

1．Bối cảnh và ý nghĩa

Trong đối kháng hiện đại hóa trong tương lai, đối kháng điện tử, đặc biệt là khả năng đối kháng điện tử thông tin và radar, sẽ đóng vai trò then chốt đối với tấn công và phòng thủ chiến lược. Việc xây dựng một mô phỏng môi trường điện từ chiến trường có ý nghĩa quan trọng trong việc cải thiện khả năng đối phó điện tử trong tương lai, cụ thể là bao gồm ba khía cạnh sau:

Sơ đồ1 Sơ đồ môi trường điện từ phức tạp của chiến trường

1）Cung cấp nền tảng đánh giá hiệu suất và xác minh nhanh chóng cho nghiên cứu thuật toán công nghệ quan trọng về nhận thức môi trường điện từ

Thông tin liên lạc hoặc thiết bị chiến đấu trong môi trường điện từ phức tạp đòi hỏi nhận thức môi trường để thu thập thông tin trạng thái phổ, tổng hợp phổ hiện tại để sử dụng biểu đồ trạng thái và trích xuất thông tin như đặc điểm kênh và đặc điểm nhiễu thông qua học lý luận. Trong những năm gần đây, việc sử dụng các phương pháp học máy như mạng nơ-ron sâu đã trở thành một phương tiện quan trọng để nhận thức phổ và trích xuất thông tin về môi trường điện từ nhận thức. Tuy nhiên, trong các môi trường thực tế và phức tạp, việc xác minh nhanh chóng tính hiệu quả và độ tin cậy của các thuật toán công nghệ quan trọng vẫn chưa có phương tiện hiệu quả. Nhằm mục đích này, một mô phỏng môi trường điện từ chiến trường dự kiến sẽ được xây dựng để cung cấp mô phỏng kênh không dây thời gian thực cho các tình huống phức tạp và cung cấp một nền tảng đánh giá hiệu suất và xác minh nhanh chóng cho nghiên cứu các thuật toán công nghệ quan trọng về nhận thức môi trường điện từ.

2） Cung cấp nền tảng xác minh và đánh giá cho nghiên cứu công nghệ truyền thông tự tổ chức trong môi trường chiến trường định hướng

TrongMôi trường điện từ phức tạptrung bình, thích ứng với môi trường thời gian thực theo môi trường điện từ/Thông tin liên lạc tự tổ chức, cung cấp bảo mật cho các mục tiêu liên lạc cục bộ như trinh sát điện tử và phối hợp chiến đấu, có ý nghĩa quan trọng trong việc tiếp cận quyền thông tin. Tự tổ chức cho môi trường phức tạp/Công nghệ thông tin liên lạc thích ứng được triển khai xung quanh các mục tiêu như thiết lập liên kết tự tổ chức, lựa chọn tần số, thích ứng liên kết, thông tin liên lạc chống nhiễu, nhưng phương tiện xác minh của nó chủ yếu là mô phỏng máy tính hoặc môi trường lý tưởng. Việc xây dựng một mô phỏng môi trường điện từ chiến trường có thể cung cấp một môi trường mô phỏng điện từ phức tạp theo định hướng chiến trường để nghiên cứu các công nghệ liên lạc tự tổ chức nhằm xác minh và đánh giá kỹ thuật hiệu quả hơn.

3）Cung cấp nền tảng diễn tập mô phỏng cho các biện pháp đối phó điện tử trong môi trường chiến trường thực tế

Để đáp ứng nhu cầu thích ứng với môi trường đối phó phức tạp, thông tin liên lạc quân sự cần phải có các chức năng như nhận thức trạng thái môi trường, học các chiến lược đối phó và cấu hình lại các thông số liên lạc. Lấy tác chiến liên hợp nhiều binh chủng làm ví dụ, giữa máy bay của Không quân, tàu chiến của Hải quân và các yếu tố nền tảng tác chiến khác nhau như đảo, tên lửa của Lực lượng Tên lửa cần thông qua truyền dẫn không dây để tiến hành tương tác các loại thông tin như văn bản, giọng nói, hình ảnh, video, đồng thời đối mặt với các mối đe dọa nghiêm trọng như gây nhiễu, tấn công và nghe lén của đối phương. Thu thập thông tin trạng thái phổ thông qua nhận thức môi trường, nhận được nhiễu loạn của kẻ thù thông qua học tập lý luận, cấu hình lại thông tin thông tin thông tin thông qua kết quả nhận thức và học tập một cách thông minh để đạt được sự khéo léo tránh nhiễu, chủ động phòng thủ tích cực, thích ứng với thông tin liên lạc ổn định. Xây dựng mô phỏng môi trường điện từ chiến trường có thể cung cấp một nền tảng diễn tập mô phỏng cho các biện pháp đối phó điện tử.

2． Nhiệm vụ và chức năng chính

2.1 Nhiệm vụ chính

Mô phỏng môi trường điện từ chiến trường, kết nối nhiều thiết bị vô tuyến, cung cấp64Kênh thu phát, có thể cung cấp mô phỏng thời gian thực của môi trường kênh vô tuyến phức tạp của chiến trường, nhiệm vụ và chức năng chính của nó như hình ảnh2Hiển thị. Bao gồm các phần sau: phần cấu hình môi trường điện từ trực quan, tần số vô tuyến và mô đun/Phần chuyển đổi analog kỹ thuật số, phần kênh cơ sở kỹ thuật số kết nối đầy đủ.

2.2 RF và Module/Phần chuyển đổi Digital Module

RF và Module/Phần chuyển đổi kỹ thuật số-analog kết nối phần RF với kênh cơ sở kỹ thuật số được kết nối đầy đủ và cấu hình cơ bản thông qua cấu hình môi trường điện từ trực quan với giao diện hiển thị. Ở đầu vào của trình mô phỏng, nhận tín hiệu tần số vô tuyến từ các thiết bị không dây, sau khi chuyển đổi tần số thấp hơn và chuyển đổi analog-digital, sau khi xử lý tần số trung bình kỹ thuật số, nhận được tín hiệu băng cơ sở kỹ thuật số và đầu vào vào phần kênh băng cơ sở kỹ thuật số được kết nối đầy đủ. Sau khi kết nối đầy đủ các tín hiệu băng cơ sở kỹ thuật số trong phần kênh băng cơ sở kỹ thuật số, sau khi xử lý tần số trung bình kỹ thuật số, chuyển đổi analog kỹ thuật số và chuyển đổi tần số lên, đầu ra tín hiệu tần số vô tuyến, gửi đến thiết bị không dây.

2.3 Phần kênh kỹ thuật số kết nối đầy đủ

Dựa trên cấu hình môi trường điện từ trực quan và các thông số cấu hình của giao diện hiển thị, thực hiện mô phỏng kênh kỹ thuật số kết nối đầy đủ đa đầu vào, đa đầu ra, tức là mỗi tín hiệu đầu vào trải qua một kênh độc lập hoặc liên quan đến mỗi cổng đầu ra. Mỗi kênh đầu vào đến đầu ra có thể được cấu hình độc lập và đạt được các đặc tính kênh như suy giảm đa đường, độ trễ truyền, độ lệch tần số Doppler, v.v.

2.4 Cấu hình môi trường điện từ trực quan và phần giao diện hiển thị

Phần này bao gồm các chức năng sau:

1) Cấu hình số lượng kết nối của thiết bị không dây, tần số làm việc mô phỏng, băng thông làm việc, số kênh chiếm dụng của mỗi thiết bị không dây, v. v.

2) Cấu hình môi trường kênh trực quan, cấu hình cảnh kênh không dây và bao gồm thông tin vị trí của từng người dùng, hiển thị thời gian thực thông tin chuyển động và tạo hệ số kênh đa đường trong thời gian thực dựa trên thông tin đó và gửi đến phần kênh kỹ thuật số được kết nối đầy đủ.

3) Hiển thị phổ thời gian thực của tất cả các kênh và kênh nhận nhất định.

3． Thành phần phần cứng hệ thống và mô tả

3.1 Tổng quan về thành phần thiết bị

Thành phần phần cứng của nền tảng mô phỏng môi trường điện từ không dây toàn diện như hình dưới đây3Hiển thị:

RF và Module/Digital Module Conversion được sản xuất bởiUSRP X310+ UBXCác bảng con được tạo thành. để truy cập vào các thiết bị RF của người dùng và thực hiệnA/D、D/AChuyển đổi, biến tần số kỹ thuật số lên xuống và giao tiếp với phần mạng lưu lượng dữ liệu.

Phần kênh kỹ thuật số kết nối đầy đủ bao gồm bốn đơn vị xử lý tín hiệu kỹ thuật số tốc độ cao. Thiết bị thực hiện truyền dữ liệu băng cơ sở và hoạt động ma trận mô phỏng kênh. Thông số kỹ thuật sản phẩm: - Type: Digital Multifunction Imaging System - Standard Functions: Copy, Print (FPGATương tác dữ liệu giữa các

Cấu hình môi trường điện từ trực quan và giao diện hiển thị một phần bao gồm một hiệu suất caoX86ĐôiCPUCác máy chủ. Thực hiện giám sát các bộ phận khác nhau của hệ thống này, truyền các thông số kịch bản chiến trường, v.v.

Mạng phân phối đồng hồ bao gồm các bộ phân phối đồng hồ. Sản xuất10MHzĐồng hồ vàPPSTín hiệu, thực hiện.X310Đồng bộ với đồng hồ của bảng xử lý tín hiệu kỹ thuật số tốc độ cao.

Truyền thông mạng hệ thống bao gồm một bộ chuyển đổi gigabit.

Thực hiện giám sát các thành phần của máy chủ, truyền dữ liệu và liên lạc dữ liệu giữa các thành phần.

Như hình3.1Hiển thị,32Trang chủUSRP、4Các đơn vị xử lý tín hiệu kỹ thuật số tốc độ cao và máy chủ, v. v.32MộtUSRPĐược sử dụng để mô phỏng kênh truy cập người dùng, cả hai đều đi quaSMACáp được kết nối trực tiếp. Một máy chủ để kiểm soátUSRPVà bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số tốc độ cao và chịu trách nhiệm lưu trữ và truyền hệ số bộ lọc cho bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số tốc độ cao. Giao diện liên lạc giữa các thiết bị là10GEEthernet, áp dụngUDPGiao thức, cấu hình một máy.10GECác máy trao đổi thực hiện giao tiếp với nhau.

Quá trình làm việc cho người dùng thông qua dữ liệu RFSMACáp được chuyển đến SimulatorUSRPSau đó bịUSRPTín hiệu baseband giảm được truyền vào bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số tốc độ cao, sau khi64x64 FIRSau khi ma trận bộ lọc được tính toán, dữ liệu lại được đưa vào cùng một máy.USRPNhận lại và thông qua RFSMAGiao diện được truyền lại cho người dùng.

3.2 Thành phần phần cứng

3.2.1 USRP X310Mô tả

USRP X310Là một thiết bị lõi xử lý tín hiệu tần số trung bình, một là chịu trách nhiệm nhận tín hiệu băng cơ sở từ phần hình thành chùm tia, chuyển đổi tần số trên tín hiệu băng cơ sở thành tín hiệu tần số vô tuyến để gửi đi; Thứ hai là nhận tín hiệu tần số vô tuyến và chuyển đổi tần số dưới tín hiệu tần số vô tuyến thành tín hiệu băng cơ sở đến phần tạo chùm tia phía sau.

Bảng1 USRP X310Mô tả các thông số chính

Thiết bị chủ yếu bao gồm bo mạch chủ băng cơ sở và bảng con tần số vô tuyến. Bo mạch chủ cơ sở được áp dụngXilinx KintexDòngFPGAvàDDR3、Flash、JTAGĐồng hồ và đồng hồ tham khảo,PPSCác thành phần đầu vào và đầu ra tín hiệu. Bảng phụ RF được cung cấp bởiUBXThực hiện Subboard2x2Chế độ, bao gồmAD/DAMạch điện phía trước tần số vô tuyến, v. v.UBXTần số làm việc của Subboard là10M-6GHzHai kênh cao nhất160MHzBăng thông. Trong hệ thống này

FlashTrung TồnFPGA bitTài liệu, sau khi bật nguồnbitTự động nạp vàoFPGATrong đó,FPGACó sẵn để nhận và nhận.SFP+Dữ liệu vàAD/DAChức năng dữ liệu. Thông qua phần mềm máy chủ.SFP+Cấu hình giao diệnFPGACác thông số liên quan, khiếnFPGACó thể gửi và nhận tín hiệu tần số vô tuyến ở một tỷ lệ lấy mẫu cụ thể và điểm tần số.SFP+Giao diện có thể nhậnIQTín hiệu. Phần mềm máy bay cần cài đặt các điều khiển và ứng dụng phần mềm cụ thể để thực hiện thao tác phần mềm.

Bảng2 X310Mô tả giao diện