Soluzioni

Con il progresso delle comunicazioni wireless, il rilevamento radar e le tecnologie di ricognizione elettronica,la domanda di acquisizione del segnale sincrono multicanale è diventata sempre più criticaLUOWAVE ha sviluppato un sistema di acquisizione sincrona di segnali a 16 canali di alta precisione basato su ottoUSRP-LW N321Questo sistema consente l'acquisizione parallela e l'allineamento preciso tempo-frequenza, supportando applicazioni chiave come la determinazione della direzione dello spettro spaziale e i sistemi MIMO. 1. Descrizione del sistema Il sistema di acquisizione del segnale sincrono a 16 canali è basato su LUOWAVEUSRP-LW N321piattaforma, composta da unità USRP-LW N321, un controller host, un switch di rete, una sorgente di orologeria OctoClock-LW-G e un generatore di segnali. Il sistema impiega otto dispositivi USRP-LW N321 (totalmente 16 canali), tutti collegati tramite fibra ottica 10G allo switch e sincronizzati da una sorgente di orologio OctoClock-LW-G.Un generatore di segnale fornisce il segnale dell'oscillatore locale (LO), che è distribuito tramite un power splitter per garantire una coerenza di fase superiore a 1° su tutti i canali.fornire dati di segnale sincronizzati ad alta precisione per applicazioni di ricerca avanzate quali la determinazione della direzione dello spettro spaziale ad alta precisione e la progettazione di sistemi di ricevitori MIMO. 2. Componenti di sistema (1) SDR programmabili (USRP-LW N321) IlUSRP-LW N321funge da front-end RF, coprendo un intervallo di frequenze da 3 MHz a 6 GHz con larghezza di banda istantanea fino a 200 MHz per canale.supporto per architetture distribuite, e la sua flessibilità programmabile lo rendono ideale per sistemi di acquisizione sincrona multicanale. (2) Controller host Si raccomanda un server ad alte prestazioni dotato di una scheda acceleratore 100G per l'elaborazione del segnale in banda base in tempo reale e il trasferimento di dati ad alta velocità,garantire un solido supporto per la prototipazione di sistemi complessi e la convalida teoricaIn questo sistema, usiamo SDR-LW 4940 per il controller host. (3)OctoClock-LW-G Clock Source Fornisce riferimenti a 10 MHz e PPS per sincronizzare tutte le unità USRP-LW N321, garantendo tempi precisi e allineamento del grilletto. (4) Generatore di segnale Un segnale LO esterno viene generato e suddiviso in otto percorsi tramite un divisore di potenza, alimentando gli ingressi LO di tutte le unità USRP-LW N321 per mantenere la sincronizzazione di fase. (5) Switch di rete Collega il server e otto dispositivi USRP-LW N321 tramite fibra ottica 10G, mentre il server interfaccia attraverso un collegamento a fibra 100G per la trasmissione di dati ad alto throughput. 3. Topologia del sistema e connessioni (1) Connessioni di attivazione dell'orologio e del PPS L'OctoClock-LW-G fornisce otto uscite di orologio da 10 MHz e otto segnali di sincronizzazione PPS. (2) Distribuzione LO Un generatore di segnale ad alta stabilità alimenta un splitter di potenza a 8 vie, fornendo segnali LO a tutte le unità USRP-LW N321 tramite cavi di uguale lunghezza per garantire la sincronizzazione di frequenza, fase e tempo. (3) Connessione dati I dati del front-end SDR vengono trasmessi al server tramite interfacce 10G SFP+. (4) Connessioni RF Ogni USRP-LW N321 supporta due canali RX e due TX, collegati tramite cavi RF a una matrice di antenne disposte in una configurazione specifica. 4Specificità principali Intervallo di frequenza: 3 MHz ∼ 6 GHz (asincrono), 450 MHz ∼ 6 GHz (sincrono) Larghezza di banda del segnale: fino a 200 MHz (3 dB), velocità di campionamento massima di 250 Msps (configurabile come sottomultiplici interi dell'orologio principale: 200/245.76/250 MHz) Canali: configurazione standard a 16 canali (espandibile) Immagazzinamento: SSD da 64 TB (supporta registrazione di 2 ore a 16 ch × 122,88 Msps) Sincronizzazione di fase: < 1° coerenza di fase per applicazioni MIMO e spettro spaziale Visualizzazione: Spettogrammi in tempo reale (max hold, media, persistenza), grafici delle cascate Formato dei dati: file IQ binari grezzi compatibili con MATLAB/strumenti di terze parti Riproduzione: Registrazione di lunga durata con riproduzione selettiva del segmento GPSDO: GPS integrato opzionale per una geolocalizzazione e un timestamping precisi 5Interfaccia software di acquisizione del segnale

Visualizzazione L'utilizzo di piattaforme e hardware open source per studiare le stazioni base su piccola scala è un'importante direzione di ricerca nel campo delle comunicazioni radio e wireless LTE.L'attrezzatura tradizionale delle stazioni base commerciali è costosa, ha lunghi cicli di sviluppo, elevata complessità operativa e ingombranti cambiamenti di funzionalità.Per affrontare il problema dei cambiamenti di funzionalità complessi e dei lunghi cicli di sviluppo nello studio delle stazioni base di comunicazione wireless 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 terminalsQuesto approccio evita i problemi delle stazioni base ingombranti e costose con lunghi cicli di sviluppo, migliorando l'efficienza della ricerca sulle stazioni base e sulle interazioni dei terminali. Soluzione Basato sulla serie USRP-LW/SDR-LW di hardware radio software-defined, combinato con piattaforme software quali srsRAN e OpenAirInterface (OAI) 5G,può essere costruita una stazione base e un terminale di simulazione 4G/5GUtilizzando diversi modelli di hardware radio definito da software e vari parametri di configurazione della stazione base, si possono ottenere diverse funzionalità.Questo sistema può simulare completamente la pila di protocolli end-to-end, modella con precisione la stazione base, il terminale e la rete centrale, rispettando le specifiche del protocollo 3GPP corrispondenti.Supporta l'integrazione con le apparecchiature commerciali (come i terminali commerciali e le reti di base) e consente lo sviluppo secondario basato sul protocollo stack. La figura 1 mostra l'architettura del sistema LTE, composta da tre parti: la rete centrale (EPC), la stazione base (eNB) e l'utente (UE).Ciascuna parte implementa le sue funzioni corrispondenti in base allo stack di protocolli 3GPP LTE. Sul lato UE, l'architettura include funzioni come PHY, MAC, RLC, PDCP e RRC. L'UE comunica con l'eNB per lo scambio di dati di uplink e downlink tramite l'interfaccia aerea.Al centro è l'architettura eNB, che comprende l'interfaccia aerea con l'UE e le interfacce S1-U e S1-MME con la rete centrale.e P-GW. La Figura 2 mostra l'architettura del sistema NR. L'interfaccia radio 5G eredita la pila di protocolli 4G, con un ulteriore livello SDAP introdotto nel piano utente per contrassegnare la Qualità del Servizio (QoS).L'architettura del sistema 5G è anche divisa in tre parti: l'utente (UE), la stazione base 5G (gNodeB) e la rete centrale (5GC).

Visualizzazione La tecnologia MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) su larga scala è una tecnologia chiave nelle comunicazioni di rete 5G.Utilizza antenne su larga scala per ottenere una trasmissione e una ricezione efficienti del segnaleAumentando il numero di antenne,la tecnologia MIMO su larga scala può migliorare significativamente la capacità del canale e l'efficienza spettrale del sistema senza richiedere ulteriori risorse di spettro o potenza di trasmissione;Per realizzare la visione 5G e soddisfare i requisiti critici di prestazione per l'efficienza spettrale, è essenziale creare prototipi e convalidare MIMO su larga scala e altre tecnologie correlate.Dato che le simulazioni basate su computer da sole non possono risolvere molti dei complessi problemi irrisolti, è necessario sviluppare sistemi prototipo in grado di operare in tempo reale in condizioni di canale effettivo e di trasmettere/ricevere segnali RF reali.che combina un software di simulazione su un computer con una piattaforma radio software-defined (SDR), può affrontare queste sfide, facilitando il passaggio dalla simulazione teorica all'applicazione pratica e accelerando così lo sviluppo di sistemi di comunicazione di nuova generazione. Soluzione Questa soluzione è implementata utilizzando LuowaveUSRP-LW N321piattaforma, che consiste principalmente del front-end RF programmabile USRP-LW N321, server, switch e sorgente di orologioOctoClock-LW-G. Diagramma di configurazione Modello raccomandato IlUSRP-LW N321è una radio di rete definita da software in grado di fornire affidabilità e capacità di tolleranza ai guasti per l'implementazione in sistemi wireless distribuiti e su larga scala.Si tratta di un SDR ad alte prestazioni che utilizza un design RF unico per offrire 2 canali RX e 2 TX in una dimensione RU a metà larghezzaL'architettura di sincronizzazione flessibile supporta un riferimento di clock di 10 MHz, un riferimento di tempo PPS per gli ingressi esterni TX LO e RX LO, consentendo una piattaforma di test MIMO coerente in fase. OctoClock-LW-Gè un sistema di allocazione dei dispositivi per sorgenti di orologeria ad alta precisione.Possiamo usare OctoClock-G per eseguire operazioni coerenti su USRP N210 e sincronizzare con il sistemaCiò consente molte applicazioni di array in fase, come il beamforming, la ricerca di direzione a super-risoluzione, la combinazione di diversità o la progettazione di ricevitori MIMO.

5G Soluzione di onde millimetriche USRP Dato che la domanda di trasmissione di dati ad altissima velocità, bassa latenza e grande capacità nel mercato delle comunicazioni mobili è sempre più forte,l'industria delle comunicazioni ha bisogno di sviluppare altre bande di frequenza della tecnologia wireless 5G per alleviare l'attuale pressione sull'utilizzo dello spettro wireless nelle reti.   La cosiddetta onda millimetrica 5G, secondo il protocollo 3GPP 38.101, 5G NR utilizza principalmente due bande di frequenza: banda di frequenza FR1 e banda di frequenza FR2.L'intervallo di frequenza della banda di frequenza FR1 è di 450 MHz - 6 GHz, nota anche come banda di frequenza Sub-6GHz; l'intervallo di frequenza della banda di frequenza FR2 è di 24,25GHz - 52,6GHz, generalmente indicato come onda millimetrica.     Vantaggi del 5G mmWave Alta velocità e grande capacità: mmWave può fornire velocità di trasmissione dei dati estremamente elevate, con una velocità massima di 30 Gbps, supportando la connessione simultanea di un gran numero di dispositivi,e adatta per scenari quali il live streaming divideo e realtà virtuale. La latenza è bassa: La tecnologia mmWave può ottenere una risposta più veloce riducendo la latenza della comunicazione.come la guida autonoma e il telecomando. Alta direzionalità: Le onde mm hanno una buona direzionalità e fasci stretti, che favoriscono un posizionamento e una trasmissione precisi, e possono migliorare la sicurezza del segnale e ridurre le interferenze. Caratteristiche per tutte le condizioni meteorologiche: La propagazione delle onde mm è molto meno influenzata dal clima e ha caratteristiche di tutto il tempo. Attualmente, i ricevitori USRP possono inviare e ricevere segnali RF sotto i 6 GHz, coprendo la banda di frequenza Sub6G.Moduli di espansione di mmWaveper l'USRP, che può convertire i segnali di frequenza intermedia in banda di frequenza mmWave, aiutando così gli utenti a stabilire rapidamente sistemi di comunicazione mobile 5G mmWave.   Soluzione Il sistema di comunicazione a onde millimetriche 5G è costruito sulla base della serie di piattaforme radio definite dal software USRP-LW/SDR-LW,moduli di espansione a onde millimetriche e la sua piattaforma software OpenAirInterface (OAI) 5GEssa ha la funzione di simulare l'ambiente di rete NSA/SA 5G e può supportare l'esplorazione di tecnologie correlate per la comunicazione a onde millimetriche 5G.Attraverso l'uso di diversi tipi di hardware radio definito da software e diversi parametri di configurazione della stazione base, possono essere realizzate diverse funzioni. Questo sistema è in grado di simulare completamente la pila di protocolli end-to-end, di simulare completamente le stazioni base, i terminali e le reti di base e di soddisfare le specifiche di protocollo 3GPP corrispondenti.Supporta l'interfaccia con le apparecchiature commerciali e supporta lo sviluppo secondario basato sul protocollo stack.   Diagramma di configurazione lato della stazione base: È composto da un dispositivo radio indipendente ad alte prestazioni SDR-LW 2974, un modulo di espansione a onde millimetriche, un modulo di conversione verso l'alto e un modulo di conversione verso il basso, e due antenne a corno a onde millimetriche.     lato del terminale: È composto da un dispositivo radio definito dal software USRP-LW B210, un modulo di conversione verso l'alto di un modulo di estensione a onde millimetriche, un modulo di conversione verso il basso, un computer superiore e due antenne a tromba a onde millimetriche.         Prodotti correlati I requisiti di elaborazione del 5G-NR sono molto più elevati di quelli del 4G, richiedendo quindi dispositivi SDR ad alte prestazioni o PC ancora più avanzati come computer host per USRP.Attraverso il modulo di espansione delle onde millimetriche e il convertitore, può essere supportata la conversione continua di frequenza da 24 GHz a 44 GHz, soddisfacendo le esigenze di ricerca della comunicazione a onde millimetriche 5G. (1) Serie SDR-LWLa serie SDR-LW è un dispositivo standalone SDR ad alte prestazioni lanciato da Luoguang Electronics.Lavorando in sinergia con il processore Intel X86 e FPGA, la flessibilità delle apparecchiature radio definite da software è migliorata.e la parte anteriore realizza la trasmissione del segnale per le stazioni base e i dispositivi terminali attraverso antenne a cornoIl quadro di progettazione integrato consente di costruire rapidamente prototipi di sistemi di comunicazione mobile senza fili ad alte prestazioni.SDR-LW 2974- eSDR-LW 3980 modelli: (2) Serie USRP-LWUSRP-LW N321 è un dispositivo radio software-defined ad alte prestazioni con una larghezza di banda istantanea fino a 200 MHz RF front-end, supportando la configurazione MIMO e dotato di ADC e DAC ad alta velocità.Può gestire compiti complessi di elaborazione del segnale e soddisfare le diverse esigenze di comunicazione wireless.Le stazioni base e i terminali soft sono installati sul PC collegato a USRP-LW N321 per implementare le funzioni di stack di protocollo wireless NR.USRP-LW N321 completa la conversione digitale in analogica e completa le funzioni di trasmissione e ricezione all'estremità RF. Il processore a banda base dell'USRP-LW N321 adotta il SoC Xilinx Zynq-7100, integrando un FPGA programmabile da un utente su larga scala e una CPU ARM dual-core,fornire un forte supporto per l'elaborazione in tempo reale e a bassa latenza. Utilizzando le porte SFP+ e QSFP+, USRP-LW N321 può trasmettere flussi di dati I/Q ad alto throughput al PC ospitante o al coprocessore FPGA, soddisfacendo i requisiti dell'elaborazione dei dati ad alta velocità.Supporta le attività di esecuzione remota, come l'aggiornamento del software, il riavvio e il ripristino di fabbrica, semplificando così il controllo e la gestione della rete radio.

Visualizzazione Mentre entriamo nell'era del 6G, le bande di frequenza della comunicazione wireless stanno avanzando verso intervalli più elevati come le onde millimetriche e i terahertz,si sovrappongono gradualmente alle tradizionali frequenze di rilevamento radarL'integrazione del sensing e della comunicazione sullo stesso spettro non solo migliora l'utilizzo delle risorse spettrali, ma allevia anche la scarsità delle risorse di spettro wireless tradizionali.In termini semplici, la tecnologia integrata di rilevamento e comunicazione prevede l'aggiunta di capacità simili al radar (rilevamento) alle nostre reti di comunicazione mobile cellulare esistenti (comunicazione),consentire il rilevamento e il tracciamento di oggetti circostanti come i droni, auto, o navi. In senso stretto, rilevamento e comunicazione integrati si riferiscono a sistemi di comunicazione in grado di misurare la distanza, la velocità, l'angolazione, l'imaging, il rilevamento del bersaglio, il monitoraggio del bersaglio,e riconoscimento degli obiettivi, inizialmente denominata "integrazione radar-comunicazione". In senso più ampio, il sensore e la comunicazione integrati si riferiscono a sistemi di comunicazione in grado di percepire gli attributi e gli stati di tutti i servizi, reti, utenti, terminali,e gli oggetti ambientali, potenzialmente superando le capacità del radar tradizionale nel rilevamento. Soluzione L'architettura complessiva della piattaforma hardware del sistema integrato di rilevamento e comunicazione è illustrata nella figura 1.l'hardware radio software-defined della serie SDR-LW/USRP-LW funge da trasmettitore di rilevamento e comunicazione integratoMentre trasmette segnali per servire gli utenti della comunicazione, riceve anche segnali di eco per consentire il rilevamento di più bersagli. Modello raccomandato IlSerie SDR-LWè un dispositivo autonomo ad alte prestazioni SDR (Software-Defined Radio) lanciato da Luoguang Electronics, costituito da un processore integrato, FPGA e front-end RF.Sfruttando il funzionamento collaborativo del processore Intel X86 e FPGA, la flessibilità delle apparecchiature radio software-defined è migliorata.sia all'interno che all'esterno.