Rozwiązania

Z postępem komunikacji bezprzewodowej, wykrywania radarowego i elektronicznych technologii rozpoznawczych,Popyt na wielokanalizowane sygnały synchroniczne staje się coraz bardziej krytycznyLUOWAVE opracował 16-kanałowy system synchronicznego pozyskiwania sygnału o wysokiej precyzji oparty na ośmiuUSRP-LW N321System ten umożliwia uzyskiwanie równoległych danych oraz precyzyjne wyrównanie czasu i częstotliwości, wspierając kluczowe zastosowania, takie jak określanie kierunku widma przestrzennego i systemy MIMO. 1. Opis systemu 16-kanałowy system synchronicznego przechwytywania sygnału jest zbudowany na LUOWAVEUSRP-LW N321platforma składająca się z jednostek USRP-LW N321, kontrolera hosta, przełącznika sieciowego, źródła zegara OctoClock-LW-G i generatora sygnału. System wykorzystuje osiem urządzeń USRP-LW N321 (w sumie 16 kanałów), wszystkie podłączone do przełącznika za pomocą światłowodu 10G i zsynchronizowane przez źródło zegara OctoClock-LW-G.Generator sygnału dostarcza sygnał lokalnego oscylatora (LO), który jest rozprowadzany za pośrednictwem rozdzielacza mocy w celu zapewnienia spójności fazowej lepszej niż 1° we wszystkich kanałach.dostarczanie wysokiej precyzji zsynchronizowanych danych sygnałowych do zaawansowanych zastosowań badawczych, takich jak wysokiej dokładności określanie kierunku widma przestrzennego i projektowanie systemu nadajnika MIMO. 2. System Komponenty (1) Programowalne SDR (USRP-LW N321) W sprawieUSRP-LW N321służy jako urządzenie RF, obejmujące zakres częstotliwości od 3 MHz do 6 GHz z natychmiastową szerokością pasma do 200 MHz na kanał.wsparcie rozproszonej architektury, a elastyczność programowania sprawiają, że jest idealny dla wielokanałowych systemów synchronicznego przechwytywania. (2) Kontroler hosta Zaleca się wysokiej wydajności serwer wyposażony w kartę przyspieszającą 100G do przetwarzania sygnału w czasie rzeczywistym i szybkiego przesyłania danych,zapewnienie solidnego wsparcia w zakresie tworzenia prototypów złożonych systemów i walidacji teoretycznejW tym systemie używamy SDR-LW 4940 jako kontrolera hosta. (3)OctoClock-LW-G Source Clock Zapewnia odniesienia 10 MHz i PPS do synchronizacji wszystkich jednostek USRP-LW N321, zapewniając precyzyjne planowanie czasu i ustawienie wyzwalacza. (4) Generator sygnału Zewnętrzny sygnał LO jest generowany i podzielony na osiem ścieżek za pośrednictwem dzielnika mocy, wprowadzając go do wejść LO wszystkich jednostek USRP-LW N321, aby utrzymać synchronizację faz. (5) Przełącznik sieciowy Łączy serwer i osiem urządzeń USRP-LW N321 za pośrednictwem światłowodu 10G, podczas gdy serwer łączy się za pośrednictwem połączenia światłowodowego 100G do przesyłu danych o wysokiej przepustowości. 3. Topologia systemu i połączenia (1) Połączenia wyzwalające zegara i PPS OctoClock-LW-G dostarcza osiem wyjść zegarowych o częstotliwości 10 MHz i osiem sygnałów synchronizacyjnych PPS. (2) Rozmieszczenie LO Generator sygnału o wysokiej stabilności zasila 8-drogowy rozdzielnik mocy, dostarczając sygnały LO do wszystkich jednostek USRP-LW N321 za pośrednictwem kabli o równej długości w celu zapewnienia synchronizacji częstotliwości, fazy i czasu. (3) Połączenie danych Dane SDR front-end są przesyłane do serwera za pośrednictwem interfejsów 10G SFP+. (4) Połączenia RF Każdy USRP-LW N321 obsługuje dwa kanały RX i dwa TX, podłączone za pomocą kabli RF do szeregu anten rozmieszczonych w określonej konfiguracji. 4Główne specyfikacje Zakres częstotliwości: 3 MHz 6 GHz (asynchroniczne), 450 MHz 6 GHz (synchroniczne) Szerokość pasma sygnału: Do 200 MHz (3 dB), maksymalna prędkość pobierania próbek 250 Msps (konfiguracja jako podwielokrotności całkowitych zegara głównego: 200/245,76/250 MHz) Kanały: Standardowa konfiguracja 16-kanałowa (rozszerzalna) Przechowywanie: 64 TB SSD (wspiera 2 godziny nagrywania przy 16 ch × 122,88 Msps) Synchronizacja fazy:

Przegląd Wykorzystanie platform i sprzętu systemów otwartego źródła do badania małych stacji bazowych jest ważnym kierunkiem badań w dziedzinie łączności bezprzewodowej radiowej i LTE.Tradycyjne komercyjne urządzenia stacji bazowych są drogie, ma długie cykle rozwoju, wysoką złożoność operacyjną i uciążliwe zmiany funkcjonalności.Rozwiązanie problemu złożonych zmian funkcjonalności i długich cykli rozwoju w badaniu stacji bazowych komunikacji bezprzewodowej LTE, the proposed solution adopts the open-source OAI 5G and srsRAN software systems and a software-defined radio (SDR) hardware platform to build real-time operating base stations for research on interactions with terminalsTakie podejście pozwala uniknąć problemów związanych z dużymi i kosztownymi stacjami bazowymi z długimi cyklami rozwoju, zwiększając efektywność badań nad stacjami bazowymi i interakcjami terminali. Rozwiązanie W oparciu o serię sprzętu radiowego definiowanego oprogramowaniem USRP-LW/SDR-LW, w połączeniu z platformami oprogramowania, takimi jak srsRAN i OpenAirInterface (OAI) 5G,można zbudować stację bazową i terminal symulacyjny 4G/5GWykorzystując różne modele oprogramowania radiowego zdefiniowanego oprogramowaniem i różne parametry konfiguracji stacji bazowej, można osiągnąć różne funkcjonalności.Ten system może w pełni symulować pakiet protokołu od końca do końca, dokładne modelowanie stacji bazowej, terminalu i sieci rdzeniowej, przy jednoczesnym przestrzeganiu odpowiednich specyfikacji protokołu 3GPP.Wspiera integrację z sprzętem komercyjnym (takimi jak terminale komercyjne i sieci rdzeniowe) i umożliwia rozwój wtórny oparty na stosie protokołów. Na rysunku 1 przedstawiono architekturę systemu LTE, składającą się z trzech części: sieci podstawowej (EPC), stacji bazowej (eNB) i użytkownika (UE).Każda część realizuje swoje odpowiednie funkcje zgodnie ze stosem protokołu 3GPP LTE. Po stronie UE, architektura obejmuje funkcje takie jak PHY, MAC, RLC, PDCP i RRC. UE komunikuje się z eNB w celu wymiany danych w górnym i dolnym połączeniu za pośrednictwem interfejsu powietrznego.W środku jest architektura eNBPo prawej stronie znajduje się EPC, który składa się głównie z elementów sieci, takich jak MME, S-GW,i P-GW. Rysunek 2 pokazuje architekturę systemu NR. Interfejs radiowy 5G dziedziczy stos protokołu 4G, z dodatkową warstwą SDAP wprowadzoną w płaszczyźnie użytkownika w celu oznaczenia jakości usługi (QoS).Architektura systemu 5G jest również podzielona na trzy części:: użytkownik (UE), stacja bazowa 5G (gNodeB) i sieć podstawowa (5GC).

Przegląd Technologia wielkoskalowego wielokrotnego wejścia wielokrotnego wyjścia (MIMO) jest kluczową technologią w komunikacji sieciowej 5G.Wykorzystuje duże maszyny antenowe w celu osiągnięcia efektywnej transmisji sygnału i odbioruZwiększając liczbę anten,Duża technologia MIMO może znacząco zwiększyć pojemność kanału i efektywność widmową systemu bez konieczności wykorzystania dodatkowych zasobów widma lub mocy przesyłowejAby zrealizować wizję 5G i spełnić krytyczne wymagania dotyczące wydajności widmowej, niezbędne jest stworzenie prototypu i zatwierdzenie dużych zastosowań MIMO i innych powiązanych technologii.Ponieważ same symulacje komputerowe nie mogą rozwiązać wielu złożonych nierozwiązanych problemów, konieczne jest opracowanie prototypowych systemów, które mogą działać w czasie rzeczywistym w rzeczywistych warunkach kanału i przesyłać/odbierać prawdziwe sygnały RF.który łączy w sobie oprogramowanie symulacyjne na komputerze z platformą radiową definiowaną oprogramowaniem (SDR), może sprostać tym wyzwaniom, ułatwiając przejście od symulacji teoretycznej do praktycznego zastosowania, a tym samym przyspieszając rozwój systemów komunikacji nowej generacji. Rozwiązanie Rozwiązanie to jest realizowane przy użyciu LuowaveUSRP-LW N321platforma, która składa się głównie z programowalnego urządzenia RF USRP-LW N321, serwerów, przełączników i źródła zegaraOctoClock-LW-G. Diagram konfiguracji Zalecany model W sprawieUSRP-LW N321jest sieciowym radiem definiowanym oprogramowaniem, który może zapewnić niezawodność i odporność na usterki do wdrożenia w dużych i rozproszonych systemach bezprzewodowych.Jest to wysokiej wydajności SDR, który wykorzystuje unikalną konstrukcję RF, aby zaoferować 2 kanały RX i 2 TX w połowie szerokości RUElastyczna architektura synchronizacji obsługuje odniesienie zegarowe 10 MHz, odniesienie czasu PPS dla zewnętrznych wejścia TX LO i RX LO, umożliwiając fazowo spójną platformę testową MIMO. OctoClock-LW-Gjest systemem alokacji urządzeń dla wysokiej precyzji źródeł zegara. Jest bardzo przydatny dla użytkowników, którzy chcą ustanowić system wielokanałowy i zsynchronizować do wspólnego czasu odniesienia.Możemy użyć OctoClock-G do wykonywania spójnych operacji na USRP N210 i synchronizować z systememUmożliwia to wiele zastosowań fazowej siatki, takich jak formowanie wiązki, znalezienie kierunku o nadwyższej rozdzielczości, kombinacja różnorodności lub projektowanie nadajników MIMO.

5G Millimeter Wave USRP Solution Overview W związku z rosnącym zapotrzebowaniem na przesył danych o bardzo wysokiej prędkości, niskim opóźnieniu i dużej pojemności na rynku łączności komórkowej,branża łączności musi opracować inne pasma częstotliwości technologii bezprzewodowej 5G w celu złagodzenia obecnej presji na wykorzystanie widma bezprzewodowego w sieciach.   Tak zwana fala milimetrowa 5G, zgodnie z protokołem 3GPP 38.101, 5G NR wykorzystuje głównie dwa pasma częstotliwości: pasmę częstotliwości FR1 i pasmę częstotliwości FR2.Zakres częstotliwości pasma FR1 wynosi 450MHz - 6GHz, znany również jako pasma częstotliwości Sub-6GHz; zakres częstotliwości pasma częstotliwości FR2 wynosi 24,25GHz - 52,6GHz, zwykle określany jako fala milimetrowa.     Zalety 5G mmWave Duża prędkość i duża pojemność: mmWave może zapewniać niezwykle wysoką prędkość transmisji danych, z maksymalną prędkością osiągającą 30 Gbps, wspierając jednoczesne podłączenie dużej liczby urządzeń,i nadaje się do scenariuszy takich jak transmisja na żywo wysokiej jakościdefinicji wideo i wirtualnej rzeczywistości. Niski czas opóźnienia: Technologia mmWave może osiągnąć szybszą reakcję poprzez zmniejszenie opóźnienia komunikacji.takie jak autonomiczne prowadzenie pojazdów i zdalne sterowanie. Wysoka kierowność: Fale mm mają dobrą kierunkowość i wąskie wiązki, co sprzyja precyzyjnemu pozycjonowaniu i transmisji, a także może poprawić bezpieczeństwo sygnału i zmniejszyć zakłócenia. Charakterystyka na każdą pogodę: Przekazywanie się fal mm jest znacznie mniej wpływane przez klimat i charakteryzuje się charakterystyką każdej pogody. Obecnie nadajniki USRP mogą wysyłać i odbierać sygnały RF poniżej 6 GHz, obejmujące pasmę częstotliwości Sub6G.Moduły rozszerzające falę mmw celu USRP, który może przekształcać sygnały częstotliwości pośrednich w pasmę częstotliwości mmWave, pomagając tym samym użytkownikom szybko ustanowić systemy komunikacji mobilnej 5G mmWave.   Rozwiązanie System komunikacji fal milimetrowych 5G jest zbudowany na bazie serii oprogramowanych platform radiowych USRP-LW/SDR-LW,Moduły rozszerzające fale milimetrowe i platforma oprogramowania OpenAirInterface (OAI) 5GMa on funkcję symulacji środowiska sieciowego 5G NSA/SA i może wspierać eksplorację powiązanych technologii dla komunikacji 5G fal milimetrowych.Dzięki wykorzystaniu różnych typów oprogramowania radiowego zdefiniowanego przez oprogramowanie i różnych parametrów konfiguracji stacji bazowej, można osiągnąć różne funkcje. System ten może w pełni symulować stos protokołów od końca do końca, w pełni symulować stacje bazowe, terminale i sieci rdzeniowe oraz spełniać odpowiednie specyfikacje protokołu 3GPP.Wspiera interfejs z sprzętem komercyjnym i wspiera rozwój wtórny oparty na stosie protokołów.   Diagram konfiguracji Strona stacji bazowej: Składa się z jednego niezależnego urządzenia radiowego o wysokiej mocy SDR-LW 2974, jeden moduł rozszerzający fal milimetrowych, jeden moduł konwersji w górę i jeden moduł konwersji w dół oraz dwie anteny rogu fal milimetrowych.     Strona końcowa: Składa się z definiowanego oprogramowaniem urządzenia radiowego USRP-LW B210, moduł przekształcania do góry, moduł przekształcania do dołu, komputer górny i dwie anteny rogu fal milimetrowych.         Produkty pokrewne Wymagania dotyczące przetwarzania 5G-NR są znacznie wyższe niż w przypadku 4G, co wymaga urządzeń SDR o wysokiej wydajności lub nawet bardziej zaawansowanych komputerów osobistych jako komputer host dla USRP.Poprzez towarzyszący moduł rozszerzania fal milimetrowych i konwerter, można wspierać ciągłą konwersję częstotliwości z 24 GHz do 44 GHz, zaspokajając potrzeby badawcze komunikacji fal milimetrowych 5G. (1) Seria SDR-LWSeria SDR-LW to wysokiej wydajności samodzielne urządzenie SDR wprowadzone przez Luoguang Electronics.Pracując w synergii z procesorem Intel X86 i FPGA, elastyczność sprzętu radiowego definiowanego oprogramowaniem jest zwiększona.a przednia część realizuje transmisję sygnału dla stacji bazowych i urządzeń końcowych za pośrednictwem anten rogu. Zintegrowane ramy projektowania umożliwiają szybkie budowanie prototypów wydajnych mobilnych systemów łączności bezprzewodowej.SDR-LW 2974a takżeSDR-LW 3980 Modele: (2) Seria USRP-LWUSRP-LW N321 jest wydajnym urządzeniem radiowym zdefiniowanym oprogramowaniem o natychmiastowej przepustowości do 200 MHz RF front-end, obsługującym konfigurację MIMO i wyposażonym w szybkie urządzenia ADC i DAC.Może obsługiwać złożone zadania związane z przetwarzaniem sygnałów i spełniać różne wymagania w zakresie komunikacji bezprzewodowej.Na komputerze podłączonym do USRP-LW N321 są ustawione miękkie stacje bazowe i miękkie terminale do wdrażania funkcji stosów protokołu bezprzewodowego NR.USRP-LW N321 kończy konwersję cyfrowo-analogową i kończy funkcje przesyłania i odbierania na końcu RF. Procesor bazowy USRP-LW N321 wykorzystuje Xilinx Zynq-7100 SoC, zintegrowany z dużą programowalną FPGA i dual-core ARM CPU,zapewnienie silnego wsparcia dla przetwarzania w czasie rzeczywistym i o niskim opóźnieniuUżywając portów SFP+ i QSFP+, USRP-LW N321 może przesyłać strumienie danych I/Q o wysokiej przepustowości do hosta PC lub koprocesora FPGA, spełniając wymagania szybkiego przetwarzania danych.Wspiera zdalne wykonywanie zadań, takie jak aktualizacja oprogramowania, ponowne uruchomienie i resetowanie fabryczne, ułatwiając tym samym kontrolę i zarządzanie siecią radiową.

Przegląd Wchodząc w erę 6G, pasma częstotliwości komunikacji bezprzewodowej rozwijają się w kierunku wyższych zakresów, takich jak fale milimetrowe i teraherce,stopniowe pokrywanie się z tradycyjnymi częstotliwościami wykrywania radarowegoIntegracja czujników i łączności na tym samym widmie nie tylko zwiększa wykorzystanie zasobów widmowych, ale także łagodzi niedobór tradycyjnych zasobów widma bezprzewodowego.W prostych słowach, zintegrowana technologia wykrywania i komunikacji obejmuje dodanie funkcji podobnych do radaru (wykrywanie) do istniejących sieci komórkowych komunikacji mobilnej (komunikacji),umożliwiające wykrywanie i śledzenie otaczających obiektów, takich jak drony, samochody lub statki. W wąskim znaczeniu zintegrowane wykrywanie i komunikacja odnosi się do systemów komunikacyjnych zdolnych do pomiaru odległości, prędkości, kąta, obrazowania, wykrywania celu, śledzenia celu,i rozpoznawanie celów, który początkowo nazywano "integracją komunikacji radarów". W szerszym znaczeniu zintegrowane wykrywanie i komunikacja odnosi się do systemów komunikacyjnych, które mogą odbierać atrybuty i stan wszystkich usług, sieci, użytkowników, terminali,i obiektów środowiskowych, potencjalnie przewyższające zdolności tradycyjnego radaru w zakresie wykrywania. Rozwiązanie Ogólna architektura platformy sprzętowej zintegrowanego systemu czuwania i komunikacji jest przedstawiona na rysunku 1.oprogramowanie radiowe zdefiniowane oprogramowaniem serii SDR-LW/USRP-LW służy jako zintegrowany nadajnik czujników i łącznościPodczas przesyłania sygnałów dla użytkowników komunikacji, otrzymuje również sygnały echo, które umożliwiają wykrycie wielu celów. Zalecany model W sprawieSeria SDR-LWjest wydajnym samodzielnym urządzeniem SDR (Software-Defined Radio) wprowadzonym na rynek przez Luoguang Electronics, składającym się z wbudowanego procesora, FPGA i interfejsu RF.Dzięki współpracy procesora Intel X86 i FPGA, zwiększa się elastyczność oprogramowania radiowego definiowanego oprogramowaniem.w pomieszczeniach zamkniętych lub na zewnątrz.