Εισαγωγή/Εξαγωγή

Εισαγωγή τάσης DC

12

V

Κατανάλωση ενέργειας

45

W

Μετατροπή παραμέτρων ενότητας

ADCΤαχύτητα δειγματοληψίας(Μέγιστο)

200

MS/s

ADCΑνάλυση

14

bits

DACΤαχύτητα δειγματοληψίας

800

MS/s

DACΑνάλυση

16

bits

Μέγιστη ταχύτητα με τον υπολογιστή(16b)

200

MS/s

Ακριβότητα δονήσεων

2.5

ppm

Μη κλειδωμένοGPSDOΑκριβότητα

20

ppb

1

JTAG

USB-B

FPGAΔιεύθυνση αποσφάλισης

2

RF A

SMA

Αποστολή ραδιοσυχνοτήτων

3

RF B

SMA

Αποστολή ραδιοσυχνοτήτων

4

AUX I/O

D-SUB

12bit GPIO

5

1G/10G ETH

SFP+

Μεταφορά Ethernet ήAuroraΔεδομένα

6

REF OUT

Πλήρης τεχνική λύση πλατφόρμας ασύρματου ηλεκτρομαγνητικού προσομοιωτή περιβάλλοντος

1．Πλαίσιο και νόημα

Στη μελλοντική σύγχρονη αντιμετώπιση, η ηλεκτρονική αντιμετώπιση, ιδιαίτερα η ηλεκτρονική αντιμετώπιση των επικοινωνιών και των ραντάρ, θα διαδραματίσει κρίσιμο ρόλο στη στρατηγική επίθεση και άμυνα. Η κατασκευή ενός προσομοιωτή ηλεκτρομαγνητικού περιβάλλοντος στο πεδίο μάχης έχει σημαντική σημασία για τη βελτίωση της μελλοντικής ικανότητας ηλεκτρονικής αντιμετώπισης, και συγκεκριμένα περιλαμβάνει τις ακόλουθες τρεις πτυχές:

Διαγράμματα1 Διάγραμμα πολύπλοκου ηλεκτρομαγνητικού περιβάλλοντος στο πεδίο μάχης

1）Παροχή πλατφόρμας αξιολόγησης επιδόσεων και ταχείας επαλήθευσης για την έρευνα αλγόριθμων βασικών τεχνολογιών μάθησης για την αντιλήψη του ηλεκτρομαγνητικού περιβάλλοντος

Οι συσκευές επικοινωνίας ή μάχης σε πολύπλοκα ηλεκτρομαγνητικά περιβάλλοντα απαιτούν περιβαλλοντική αντίληψη για την απόκτηση πληροφοριών κατάστασης του φάσματος, τη σύνθεση χάρτη κατάστασης της τρέχουσας χρήσης του φάσματος και την εξαγωγή πληροφοριών όπως χαρακτηριστικά καναλιών και χαρακτηριστικά παρεμβολών μέσω της μάθησης του συλλογισμού. Τα τελευταία χρόνια, η χρήση μεθόδων μηχανικής μάθησης, όπως τα βαθιά νευρολογικά δίκτυα, έχει γίνει ένα σημαντικό μέσο για την αντίληψη του φάσματος και την εξόρυξη πληροφοριών για το ηλεκτρομαγνητικό περιβάλλον. Ωστόσο, σε ένα πραγματικά πολύπλοκο περιβάλλον προσανατολισμένο σε διάφορα πραγματικά πολύπλοκα περιβάλλοντα, η ταχεία επαλήθευση της αποτελεσματικότητας και της αξιοπιστίας των βασικών τεχνολογικών αλγόριθμων δεν είναι ακόμα αποτελεσματικό μέσο. Γύρω από αυτό το σκοπό, προτείνεται να κατασκευαστεί ένας προσομοιωτής ηλεκτρομαγνητικού περιβάλλοντος στο πεδίο μάχης, ο οποίος παρέχει μια προσομοίωση ασύρματου καναλιού σε πραγματικό χρόνο σε περίπλοκα σενάρια, παρέχοντας μια πλατφόρμα αξιολόγησης επιδόσεων και γρήγορης επαλήθευσης για την έρευνα αλγόριθμων βασικών τεχνολογ

2） Παροχή πλατφόρμας επαλήθευσης και αξιολόγησης για την αυτοοργανωμένη έρευνα τεχνολογίας επικοινωνίας σε περιβάλλοντα προσανατολισμένα στο πεδίο μάχης

στοΣύμπλοκο ηλεκτρομαγνητικό περιβάλλονΠροσαρμόστε το περιβάλλον σε πραγματικό χρόνο σύμφωνα με το ηλεκτρομαγνητικό περιβάλλον/Η αυτοοργανωμένη επικοινωνία, η διασφάλιση των τοπικών στόχων επικοινωνίας, όπως η ηλεκτρονική αναγνώριση και ο συντονισμός των επιχειρήσεων, έχει σημαντική σημασία για το δικαίωμα πρόσβασης στην πληροφορία. Αυτοοργάνωση σε περίπλοκα περιβάλλοντα/Η προσαρμοστική τεχνολογία επικοινωνίας αναπτύσσεται γύρω από στόχους όπως η δημιουργία αυτοοργανωμένων συνδέσμων, η επιλογή συχνότητας, η προσαρμογή συνδέσμων και η επικοινωνία κατά των παρεμβολών, αλλά τα μέσα επαλήθευσής τους κυριαρχούν στην προσομοίωση υπολογιστών ή στο ιδανικό περιβάλλον. Η κατασκευή ενός προσομοιωτή ηλεκτρομαγνητικού περιβάλλοντος στο πεδίο μάχης μπορεί να παρέχει ένα περίπλοκο ηλεκτρομαγνητικό περιβάλλον προσομοίωσης προσανατολισμένο στο πεδίο μάχης για την έρευνα της αυτοοργανωμένης τεχνολογίας επικοινωνίας για πιο αποτελεσματική τεχνική επαλήθευση και αξιολό

3）Προσφορά πλατφόρμας προσομοίωσης για ηλεκτρονικές αντιμετώπισεις σε πραγματικά περιβάλλοντα μάχης

Για να καλύψουν τις ανάγκες προσαρμογής σε περίπλοκα περιβάλλοντα αντιμετώπισης, οι στρατιωτικές επικοινωνίες πρέπει να έχουν τη δυνατότητα να αντιλαμβάνονται την κατάσταση του περιβάλλοντος, να μαθαίνουν στρατηγικές αντιμετώπισης και να αναδιαμορφώνουν τις παραμέτρους επικοινωνίας. Για παράδειγμα, τα αεροπλάνα της Πολεμικής Αεροπορίας, τα πλοία του Ναυτικού και τα διάφορα στοιχεία της πλατφόρμας μάχης, όπως τα νησιά και οι πυραύλοι της Πολεμικής Πολεμικής Αεροπορίας, χρειάζονται να αλληλεπιδρούν μέσω ασύρματης μετάδοσης διάφορων πληροφοριών όπως κείμενο, φωνή, εικόνες, βίντεο, ενώ αντιμετωπίζουν σοβαρές απειλές όπως η εχθρική παρέμβαση, επιθέσεις και υποκλοπή. Αποκτήστε πληροφορίες κατάστασης φάσματος μέσω της περιβαλλοντικής αντίληψης, λαμβάνετε χαρακτηριστικά και νόμους όπως οι εχθρικές παρεμβάσεις μέσω της μαθησιακής συλλογιστικής, συνδυάζοντας τα αποτελέσματα της αντίληψης και της μάθησης για την έξυπνη αναδιάρθρωση των παραμέτρων επικοινωνίας για να επιτύχετε την ευφυΐα αποφυγής παρεμβάσεων, την ενεργή άμυνα και την προσαρμοστική και σταθερή επικοινωνία Δημιουργήστε έναν προσομοιωτή ηλεκτρομαγνητικού περιβάλλοντος στο πεδίο μάχης που παρέχει μια προσομοιωμένη πλατφόρμα άσκησης για ηλεκτρονικές αντιμετώπισεις.

2． Κύρια καθήκοντα και λειτουργίες

2.1 Κύρια αποστολή

Ηλεκτρομαγνητικό προσομοιωτή περιβάλλοντος πεδίου μάχης που συνδέει πολλαπλές ραδιοσυσκευές, παρέχοντας64Κανάλι μετάδοσης και αποδοχής που παρέχουν προσομοίωση σε πραγματικό χρόνο πολύπλοκου περιβάλλοντος ασύρματου καναλιού στο πεδίο μάχης, με τις κύριες αποστολές και λειτουργίες2Δείχνει. Συγκεκριμένα, περιλαμβάνουν τα ακόλουθα τμήματα: Οπτική διαμόρφωση ηλεκτρομαγνητικού περιβάλλοντος, ραδιοσυχνότητα και μονάδα/Τμήμα μετατροπής ψηφιακών μοντέλων, πλήρως συνδεδεμένο τμήμα καναλιών ψηφιακής ζώνης βάσης.

2.2 Ραδιόσυχνότητα και μοναδικότητα/Αριθμική μετατροπή τμήματος

Ραδιόσυχνότητα και μοναδικότητα/Το τμήμα μετατροπής μορφών συνδέει το τμήμα ραδιοσυχνοτήτων με το πλήρως συνδεδεμένο ψηφιακό κανάλι ζώνης βάσης και πραγματοποιείται βασικά μέσω της οπτικής διαμόρφωσης του ηλεκτρομαγνητικού περιβάλλοντος και της διεπαφής οθόνης. Στην είσοδο του προσομοιωτή, λαμβάνει σήμα ραδιοσυχνότητας από ασύρματες συσκευές, μετά από μετατροπή χαμηλής συχνότητας και αναλογική μετατροπή, μετά από την ψηφιακή επεξεργασία μεσαίας συχνότητας, λαμβάνει το ψηφιακό σήμα ζώνης βάσης και εισάγεται στο πλήρως συνδεδεμένο ψηφιακό τμήμα καναλιού ζώνης βάσης. Μετά την πλήρη σύνδεση του ψηφιακού τμήματος καναλιού της ζώνης βάσης με το ψηφιακό σήμα ζώνης βάσης, μετά από την ψηφιακή επεξεργασία μεσαίας συχνότητας, την ψηφιακή μετατροπή μοτέλ και την ανώτερη μετατροπή συχνότητας, το σήμα ραδιοσυχνότητας εξόδου αποστέλλεται σε ασύρματη συσκευή.

2.3 Πλήρης σύνδεση ψηφιακών καναλιών

Με βάση τις παραμέτρους ρύθμισης παραμέτρων για την οπτική διαμόρφωση του ηλεκτρομαγνητικού περιβάλλοντος και τη διεπαφή οθόνης, επιτυγχάνεται πλήρως συνδεδεμένο αναλογικό ψηφιακού καναλιού με πολλές εισόδους και πολλές εξόδους, δηλαδή κάθε σήμα εισόδου περνά από ανεξάρτητο ή σχετικό κανάλι για να φτάσει σε κάθε έξοδο. Κάθε κανάλι από εισαγωγή σε εξαγωγή μπορεί να ρυθμιστεί ανεξάρτητα και να επιτύχει χαρακτηριστικά καναλιού όπως πολλαπλή απόρριψη, καθυστέρηση μετάδοσης, απόκλιση συχνότητας Doppler.

2.4 Οπτική διαμόρφωση ηλεκτρομαγνητικού περιβάλλοντος και τμήματα διεπαφής οθόνης

Αυτό το τμήμα περιλαμβάνει τις ακόλουθες δυνατότητες:

1) Πληροφορίες σχετικά με τον αριθμό των συνδέσεων της ασύρματης συσκευής, τη συχνότητα εργασίας του προσομοιωτή, το εύρος ζώνης εργασίας, τον αριθμό των καναλιών που καταλαμβάνουν κάθε ασύρματη συσκευή.

2) Οπτική διαμόρφωση περιβάλλοντος καναλιού, διαμόρφωση σκηνών ασύρματου καναλιού και περιλαμβάνει πληροφορίες τοποθεσίας για κάθε χρήστη, απεικόνιση σε πραγματικό χρόνο των πληροφοριών κίνησης και δημιουργία συντελεστή καναλιού πολλών διαδρομών σε πραγματικό χρόνο βάσει αυτών των πληροφοριών και αποστολή στο πλήρως συνδεδεμένο τμήμα ψηφιακού καναλιού.

3) Εμφανίζει το φάσμα σε πραγματικό χρόνο για όλα τα κανάλια και ένα δεδομένο κανάλι λήψης.

3． Σύνθεση και περιγραφή υλικού συστήματος

3.1 Επισκόπηση της σύνθεσης της συσκευής

Πλήρης σύνθεση του υλικού πλατφόρμας ασύρματου ηλεκτρομαγνητικού προσομοιωτή περιβάλλοντος ως εξής3Εμφανίζεται:

Ραδιόσυχνότητα και μοναδικότητα/Μετατροπή αριθμών απόUSRP X310+ UBXΗ σύνθεση του υποπλοίου. Για την πρόσβαση σε συσκευές ραδιοσυχνοτήτων χρηστών και την υλοποίησηA/D、D/AΜετατροπή, ψηφιακή μετατροπή συχνότητας και επικοινωνία με τμήματα δικτύου ροής δεδομένων.

Το πλήρως συνδεδεμένο ψηφιακό κανάλι αποτελείται από τέσσερις ψηφιακές μονάδες επεξεργασίας σήματος υψηλής ταχύτητας. Η συσκευή υλοποιεί τη μετάδοση δεδομένων ζώνης βάσης και την προσομοίωση καναλιών σε λειτουργίες πίνακα. Η αλληλεπίδραση δεδομένων με τμήματα επεξεργασίας ραδιοσυχνοτήτων καιFPGAαλληλεπίδραση δεδομένων.

Εικόνιση ηλεκτρομαγνητικού περιβάλλοντος διαμόρφωση και εμφάνιση διεπαφής σε τμήμα από ένα υψηλής απόδοσηςX86ΔιπλόCPUσύνθεση του διακομιστή. Η επίτευξη της παρακολούθησης των διαφόρων τμημάτων του συστήματος, η μετάδοση των παραμέτρων των σκηνών μάχης και άλλα περιεχόμενα.

Το δίκτυο διανομής ρολογιών αποτελείται από διανομείς ρολογιών. Δημιουργία10MHzΤο ρολόι καιPPSσήμα, υλοποίησηX310Συγχρονισμός ρολογιού με ψηφιακή πίνακα επεξεργασίας σήματος υψηλής ταχύτητας.

Η επικοινωνία στο δίκτυο αποτελείται από ένα Gigabit Switch.

Η παρακολούθηση των συστατικών των διακομιστών, η μετάδοση δεδομένων και η επικοινωνία δεδομένων μεταξύ των συστατικών.

Όπως στην εικόνα3.1Δείχνει,32ΤαϊβάνUSRP、4Οι μονάδες επεξεργασίας ψηφιακών σημάτων υψηλής ταχύτητας και οι διακομιστές αποτελούν προσομοιωτές καναλιών,32έναUSRPΓια προσομοιωτή καναλιών πρόσβασης χρηστών, και οι δύο περνούνSMAΤο καλώδιο συνδέεται άμεσα. Ένας διακομιστής για τον έλεγχοUSRPΗ μονάδα επεξεργασίας ψηφιακού σήματος υψηλής ταχύτητας είναι υπεύθυνη για την αποθήκευση και τη μετάδοση συντελεστών φίλτρου σε μονάδες επεξεργασίας ψηφιακού σήματος υψηλής ταχύτητας. Η επικοινωνία μεταξύ συσκευών είναι10GEEthernet, υιοθέτησηUDPΠρωτόκολλο, διαμόρφωση ενός10GEΟι διακόπτες επιτρέπουν την αμοιβαία επικοινωνία.

Η διαδικασία εργασίας επιτρέπει στους χρήστες να μεταφέρουν δεδομένα ραδιοσυχνοτήτωνSMAΜεταφορά καλωδίων στον προσομοιωτήUSRPκαι στη συνέχειαUSRPΗ μετάδοση του ανακατεστημένου σήματος ζώνης βάσης σε μονάδες επεξεργασίας ψηφιακών σήματος υψηλής ταχύτητας64x64 FIRΜετά τον υπολογισμό του πίνακα φίλτρων, τα δεδομένα χρησιμοποιούνται ξανά από τον ίδιοUSRPΛάβετε πίσω και μέσω ραδιοσυχνοτήτωνSMAΗ διεπαφή επιστρέφει στον χρήστη.

3.2 Σύνθεση υλικού

3.2.1 USRP X310Περιγραφή

USRP X310Ως βασική συσκευή επεξεργασίας σήματος μεσαίας συχνότητας, η πρώτη είναι υπεύθυνη για τη λήψη σήματος ζώνης βάσης από το τμήμα διαμόρφωσης ακτίνας και τη μετατροπή συχνότητας στο σήμα ζώνης βάσης σε σήμα ραδιοσυχνότητας. Δεύτερον, λαμβάνει το σήμα ραδιοσυχνότητας και μετατρέπει τη συχνότητα στο σήμα ραδιοσυχνότητας σε σήμα ζώνης βάσης για να μεταφέρει στο τμήμα σχηματισμού ακτίνας πίσω.

Πίνακας1 USRP X310Περιγραφή κύριων παραμέτρων

Η συσκευή αποτελείται κυρίως από μητρική πλακέτα βάσης και υποπλακέτες ραδιοσυχνοτήτων. Υιοθέτηση μητρικής πλακέτας βάσηςXilinx KintexσειράFPGAκαιDDR3、Flash、JTAGρολόι και ρολόι αναφοράς,PPSΣύνθεση εισόδου/εξόδου σήματος. Υποπλάκες ραδιοσυχνότητας απόUBXΕφαρμογή υποπίνακας2x2μοντέλο, συμπεριλαμβανομένωνAD/DAσυστατικό ραδιοσυχνότητας front-end κύκλωμα.UBXΗ συχνότητα εργασίας των υποπλάκων είναι10M-6GHzΤα δύο υψηλότερα κανάλια.160MHzΠλάτος ζώνης. Σε αυτό το σύστημα

FlashΥπάρχειFPGA bitΑρχεία, μετά την ενεργοποίησηbitΦορτώνεται αυτόματα στοFPGAΜέσα,FPGAΔιαθέτει αποστολήSFP+δεδομένων καιAD/DAλειτουργία δεδομένων. Λογισμικό υπολογιστή μέσωSFP+Ρυθμίσεις διεπαφήςFPGAΟι σχετικές παράμετροι καθιστούνFPGAΜπορεί να αποστέλλει ένα σήμα ραδιοσυχνότητας με συγκεκριμένο ρυθμό δειγματοληψίας και συχνότητα.SFP+Η διεπαφή μπορεί να αποσταλείIQΣημάδι. Το λογισμικό του υπολογιστή απαιτεί την εγκατάσταση συγκεκριμένων προγραμμάτων οδήγησης και λογισμικού εφαρμογής για να λειτουργήσει από την πλευρά του λογισμικού.

Πίνακας2 X310Περιγραφή διεπαφής