Sem ný tækni á sviði þráðlausra samskipta vekur hugbúnaðarútvarp (SDR) sífellt meiri athygli bæði innan sem utan. Á sviði samskipta er það nýtt útvarpssamskiptakerfi eftir hliðstæða tækni við stafræna tækni, föst samskipti við farsímasamskipti. Með þróun samskiptatækni hefur búnaður sem er samhæfður ýmsum stöðluðum gerðum sýnt eftirspurn sína í auknum mæli. Í samanburði við hefðbundin útvarpskerfi hafa útvarpskerfi hugbúnaðar ýmsa kosti eins og almenna uppbyggingu, hugbúnaðarbundnar aðgerðir og samvirkni. .
Ⅰ. Uppruni og þróun hugbúnaðarútvarps
Ástæðan fyrir tilkomu hugbúnaðarútvarps tengist Persaflóastríðinu. Á þeim tíma notuðu fjölþjóðasveitir undir forystu Bandaríkjanna margvíslegan samskiptabúnað af mismunandi stöðlum sem olli erfiðleikum í samskiptum sín á milli. Eftir það, í maí 1992, lagði Jeo Mitola fyrst fram hugmyndina um „hugbúnaðarútvarp“ á American Communication Systems Conference. Grunnhugmyndin er að búa til öll taktísk útvarp byggð á sama vélbúnaðarvettvangi, setja upp mismunandi hugbúnað til að mynda mismunandi gerðir útvarpstækja og fullkomna aðgerðir af mismunandi eðli. Svo það hefur hugbúnaðarforritun. Þetta hugtak vakti fljótt athygli landa um allan heim, vegna þess að hernaðarsamskipti gera nú meiri kröfur um áreiðanleika, samvirkni, sveigjanleika, vörn gegn truflunum, lifunarhæfni, trúnaði og öryggi fjarskiptakerfa. Bandaríski herinn og Hazcltine hafa þróað hugbúnaðarútvarpsstöð sem kallast "speakeasy" (auðvelt að tala), sem gerir sér grein fyrir fjölbanda og fjölnota útvarpsvettvangi sem almennt er notaður af bandaríska hernum. Meira en 4 mismunandi mótunarbylgjuform. Þetta útvarp má kalla "handtölva" með loftneti sem getur sent rödd og gögn. Samskiptaþjónusta felur í sér rödd, gögn og myndmyndir.
Um þessar mundir hefur hugbúnaðarútvarpi fengið meiri og meiri athygli á borgaralegu sviði. Meginástæðan er sú að tæknilegir staðlar núverandi samskiptakerfis eru fjölbreyttir og erfitt er að samhæfa hinum ýmsu tæknistöðlum og samsvarandi kerfum og erfitt að gera sér grein fyrir því með sameinuðu tæki. Og þriðja kynslóð farsímasamskiptakerfisins hefur enn staðlaða baráttu, ef hugbúnaðarútvarp er notað til að laga sig að mismunandi stöðlum, er það framkvæmanleg leið. Á hinn bóginn er þróun samskiptatækni mjög hröð, gamla kerfið er stöðugt endurbætt og nýja kerfið er að koma hratt fram. Fólk þarf kerfisuppfærsluaðferð sem er hagkvæmari en að útrýma gamla búnaðinum algjörlega og forritanleiki hugbúnaðarútvarpsins er betri. lagað að þessari þörf.
Ⅱ. hugbúnaðarútvarpsarkitektúrinn
Útvarpstíðnihlutinn, upp/niður umbreyting, síun og grunnbandsvinnsla hefðbundins hliðræns útvarpskerfis samþykkja allir hliðræna stillingu og samskiptakerfi ákveðins tíðnisviðs og ákveðins mótunarhams samsvarar sérstakri harðri uppbyggingu; á meðan lágtíðnihluti stafræna útvarpskerfisins samþykkir stafrænar hringrásir (Til dæmis notar staðbundinn sveiflumælir stafræna tíðnigervil, frumkóðun og afkóðun, og mótun og mótun er lokið með sérstökum flís), en útvarpstíðni hans og millitíðni hlutar eru enn óaðskiljanlegir frá hliðstæðum hringrásum. Í samanburði við hefðbundið útvarpskerfi er A/D/A umbreytingu hugbúnaðarútvarpskerfisins færð á millitíðnina og eins nálægt útvarpstíðniendanum og hægt er er sýnishorn af öllu kerfistíðnisviðinu, það er stafræna vinnsla fer fram frá millitíðni (eða jafnvel útvarpstíðni), sem er áberandi eiginleiki hugbúnaðarútvarps. Stafrænt útvarp notar sérstakar stafrænar hringrásir til að ná einni samskiptaaðgerð án forritunar. Hugbúnaðarútvarpið kemur í stað sérstakra stafrænu hringrásarinnar með forritanlegu DSP tækinu, sem gerir uppbyggingu vélbúnaðar kerfisins og virkni tiltölulega óháð. Á þennan hátt, byggt á tiltölulega algengum vélbúnaðarvettvangi, er hægt að framkvæma mismunandi samskiptaaðgerðir með hugbúnaði og hægt er að forrita og stjórna rekstrartíðni, kerfisbandbreidd, mótunarstillingu, frumkóða osfrv. og sveigjanleiki kerfisins eykst til muna. .
Vélbúnaðarvettvangur hugbúnaðarútvarpsins tekur upp mátahönnun, sem verður að vera samskiptavettvangur með hreinskilni, sveigjanleika og eindrægni, og er gerður í formi strætó með einingastaðli. Byggt á þessum tiltölulega algenga vélbúnaðarvettvangi, innleiðum við mismunandi samskiptaaðgerðir með því að hlaða mismunandi hugbúnaði (hægt er að skipta um kortið þegar þess er þörf). Vélbúnaðarvettvangur hugbúnaðarútvarps er miklu meira krefjandi en PC, það þarf breiðband útvarpstíðni framhlið, breiðband A/D/A breytir, háhraða DSP tæki og svo framvegis. Til þess að framkvæma háhraða A/D/A umbreytingu og stafræna merkjavinnslu verða hugbúnaðarútvarpskerfi að vinna samhliða mörgum örgjörvum. Að auki, til að skiptast á stafrænum merkjavinnslugögnum á miklum hraða, verður kerfisrútan að hafa mjög háan T/O flutningshraða. Meðal núverandi kerfisrúta sem uppfylla kröfurnar er VME rútan með þroskaðri tækni, bestu fjölhæfni og víðtækasta stuðninginn. VME býður upp á samhliða vinnslu á mörgum örgjörva, styður sjálfstæða 32-bita gagnarútu og vistfangsrútu og hraðinn nær 40Mb/s (eða jafnvel 320Mb/s), sem uppfyllir í grundvallaratriðum kröfur hugbúnaðarútvarps og er ákjósanlegur strætóaðferð fyrir hugbúnaðarútvarp. Þrjú, lykiltækni hugbúnaðarútvarpsins
1. Multi-band niður-viðskipti og breiðband RF
Fyrir loftnet hugbúnaðarútvarpskerfisins ætti það að vera með fjölbandsloftneti og forritanlegri útvarpsbylgjubreytingaraðgerð. Á grundvelli þess að fullnægja loftnetsaukningunni, líkamlegri stærð og verði ætti það að hafa vinnubandbreidd 2MHz-3MHz. Í útvarpsverkfræði er ekki nauðsynlegt að ná yfir allt tíðnisviðið heldur þarf aðeins að ná yfir nokkra glugga á mismunandi tíðnisviðum. Þess vegna er hægt að nota samsett fjölbandsloftnet. Speakeasy bandaríska hersins er lausn sem notar mörg sett af RF loftnetum. Fyrir breiðband RF, stillingar, orkustýringu og lághljóða formagnara (LNA) stillingar er einnig lykiltækni og hægt er að nota tölvustýrða hönnun (CAD) til að hámarka hönnun kerfisins.
2. Breiðband A/D hluti.
Lykillinn að því að ákvarða frammistöðu breiðbands hliðræns til stafræns umbreytingar er sýnataka og fjöldi bita. Sýnatökuhlutfallið er ákvarðað af bandbreidd merkis, en fjöldi magngreiningarbita krefst ákveðins kraftmikils sviðs og DSP nákvæmni. Vegna þess að núverandi einn-flís ADC getur ekki uppfyllt þessar tvær kröfur, er hægt að nota marga ADC samhliða.
3. Háhraða samhliða DSP hluti.
Í stafrænni vinnslu kerfisins er erfiðast upp-umbreyting, síun og undirsýnataka. Háhraða samhliða DSP inniheldur stafræna grunnbandsvinnslu, mótun og afmótun, bitastraumsvinnslu og afkóðunaðgerðir. Fyrir FM og dreifð litrófskerfi ætti þessi hluti einnig að hafa afdreifingar- og dreifingaraðgerðir. Til að ná þessum hluta aðgerðarinnar er nauðsynlegt að nota háhraða samhliða DSP til að mynda samhliða tölvukerfi með mörgum örgjörvum, þar á meðal fleiri fjölaðgangssímtöl, breiðari forritsrútu og gagnarútu, einni kennslu mörg gögn, margar kennslumörg gögn . Uppbygging og notkun ofurkennsluuppbyggingar osfrv., Þessi hluti er hægt að framkvæma með sérstökum stafrænum samþættum hringrásarflís ASIC (til dæmis DDC flís HS P50016 frá Harris Corporation í Bandaríkjunum).
4. Að yfirgefa almenna leiðarskipulag opiðs og sveigjanleika.
Í hefðbundinni kerfisuppbyggingu er leiðslan almennt notuð, sem einkennist af því að hver virk eining er tengd með hringrás. Ef bæta á við, eyða eða breyta virkni ákveðins hluta verður að stilla samsvarandi virknieiningu. Þess vegna, þetta skipulag Ekki opið. Til þess að átta sig á samtengingu ýmissa hagnýtra eininga í kerfinu er myndaður opinn og teygjanlegur vélbúnaðarvettvangur og á sama tíma hefur hann háan gagnaflutningshraða. Hugbúnaðarútvarpskerfið verður að taka upp nýtt samtengingarskipulag, sem einkennist af tiltölulega einfaldri útfærslu og getur beint beitt ýmsum strætóstöðlum (svo sem VME, strætó, PCI strætó o.s.frv.). , rútu-undirstaða samtengja uppbyggingu.
5. Hugbúnaðarsamskiptareglur og staðlar.
Frá því um miðjan til seint á tíunda áratugnum hafa erlend lönd verið að rannsaka hvernig eigi að innleiða hugbúnað „plug and play“ (Plug & Play) og hafa lagt til á grundvelli þess. JAVA/CORBA hugbúnaðarsamskiptareglur og staðlar. Hugmyndin sem byggir á "hugbúnaðarrútu" er að koma á stöðluðum, opnum og auðveldum arkitektúr. Svokallaður „hugbúnaðarstrætó“ er svipaður „vélbúnaðarstrætó“ sem oft er sagt. Notkunareiningin er gerð að strætó samkvæmt staðlinum og hægt er að framkvæma sameinaða aðgerðina með því að setja rútuna inn og styðja þannig við dreifð tölvuumhverfi. Þessi hönnunarhugmynd er í samræmi við endurnýtanleika hugbúnaðar í hugbúnaðarkerfum.
6. Orkunotkun, magn og kostnaður við kerfið.
Þetta er lykillinn að markaðssetningu hugbúnaðarútvarps og lausn þess veltur að miklu leyti á þróun vélbúnaðartækni. Í fjórða lagi, þróun og horfur á hugbúnaðarútvarpi
Frá tíunda áratugnum, með hraðri þróun ýmissa þráðlausra samskiptakerfa, muninn á útvarpssamskiptastöðlum og framfarir í stafrænni merkjavinnslutækni, hefur hugbúnaðarútvarpstækni vakið meiri og meiri athygli og búist er við að hún verði framtíðar alþjóðleg samskipti. net. nýtt kerfi.
Samkvæmt fullkominni uppbyggingu eru öll merkjavinnsluverkefni hugbúnaðarútvarpsstöðvarinnar frá RF til grunnbands unnin á fullu stafrænu formi, þannig að það er fullkomlega forritanlegt og uppbygging hennar er einnig endurstillanleg og endurgerð. Hins vegar, vegna þess að það er enginn A/D breytir sem hægt er að nota á útvarpstíðnisviðið, er annað efni sem verið er að rannsaka núna stafræna RF framhlið hugbúnaðarútvarpsstöðvarinnar, sem er lykillinn að stafrænni allri tíðninni. hljómsveit.
Núverandi stafræn merkjavinnsla tæki (DSP) hafa verið mikið notuð til merkjavinnslu í hlutum eins og IF, grunnbandi eða flugstöð, sem hefur fært tæknilega frammistöðu útvarpsbúnaðar á nýtt og nútímalegt stig, en RF framhlið þess er enn mjóband. . Fyrir hugbúnaðarútvarpsstöðina verður A/D breytirinn í RF framendanum að geta séð um allt samskiptatíðnisviðið, venjulega frá 2MHz til 3GHz. Að auki eru dæmigerð einkenni farsímasamskiptamerkja að hverfa og hlífa, og það getur verið sterk blokkun og truflun. Fyrir vikið er kraftmikið svið farsímasamskiptamerkja sem birtast í RF-endanum sem er viðtöku eins hátt og 100dB eða meira. Ef miðað er við mismunandi staðla fyrir farsímasamskiptamerkja verður kraftmikið svið þess stærra. Fyrir kerfi með 10MHz bandbreidd er sýnatökutíðnin hærri en 25MHz, sem krefst 2500MIPS af tölvuvinnslugetu, sem er langt frá því að uppfylla kröfur merkjaumhverfisins sem RF framhliðin þarf að vinna úr. Jafnvel með A/D breytum sem geta uppfyllt kröfur um bandbreidd og kraftmikið svið, getur aflþörf þeirra samt hindrað notkun farsímaútstöðva. Hugbúnaðarútvarpsstöðin sem þróuð er á þessu stigi getur ekki tekið upp hina fullkomnu uppbyggingu stafrænnar tíðnisviðs á fullu, heldur tileinkar sér hagnýta uppbyggingu stafrænnar hluta tíðnisviðs Rf framenda.
Til að draga saman, hugbúnaðarútvarp inniheldur tvær merkingar: önnur er útvarpstíðni (RF) framhlið og hin er stafræn merkjavinnsla; Kjarnahlutir þess eru breiðbands A/D/A breytir og háhraða DSP flísar. Stærsti kosturinn við hugbúnaðarútvarp er að það getur lokið ýmsum merkjavinnsluverkefnum á vélbúnaðarvettvanginum með því að skilgreina ýmsar vinnubreytur og endurskipuleggja rásarskipulagið í samræmi við þráðlausa bandið og rásaraðgangsaðferðina. Þess vegna er hægt að hanna sérstakan stafrænan framenda fyrir hvern vinnustað á sameiginlegum vélbúnaðarvettvangi eða nota sameiginlega vinnustaðla. Fyrrverandi hönnunin nær ekki aðeins mestu frelsi, heldur lágmarkar einnig fjölda hliða sem notuð eru, en síðarnefnda hönnunin krefst þróunar sérstakra reiknirita fyrir stafrænar framhliðaraðgerðir, en hægt er að útfæra hana með ASIC, sem gerir okkur kleift að nýta okkur af hugmyndinni um hugbúnaðarútvarp.
Almennt séð, þó að hugbúnaðarútvarp hafi upphaflega verið þróuð fyrir hernaðarlega stuttbylgjusamskipti yfir sjóndeildarhringinn, vegna þess að þau bjóða upp á mikla tryggð sem ekki er að finna í hliðstæðum viðtækjum, bjóða þau einnig upp á framúrskarandi sveigjanleika. Með smá breytingum getur það lagað sig að og uppfyllt kröfur mismunandi notenda og kostnaðurinn er mjög lítill. Ásamt hraðri þróun stafrænnar merkjavinnslutækni hefur það verið í auknum mæli notað á sviði borgaralegra samskipta, sérstaklega í farsímasamskiptum. Umsóknin í kerfinu er umfangsmeiri.
