Bag-ohay lang, duha ka hingpit nga lainlain nga kalibutan ang naghiusa sa among laboratoryo: ang kalibutan sa dili mahal nga mga transceiver sa radyo ug ang kalibutan sa mahal nga broadband radio signal recording system.
Una, ang among maayong mga higala miduol kanamo aron maghimo og software alang sa pagrekord sa usa ka signal nga adunay 500 MHz band. Kami, siyempre, dili makabalibad. Pagkahuman, kinahanglan nga buhaton kini sa usa ka board gikan sa kompanya nga "Instrumental Systems", nga nahibal-an nako sa dugay nga panahon. Sa kaadlawon sa akong karera sa engineering, kinahanglan kong magtrabaho sa ilang hardware ug software.
Ug unya miabut ang akong minahal nga higala gikan sa ug gihangyo nga maghimo ug positioning system para sa mga drone nga walay GPS. Kinahanglan, ingon niya, nga ilunsad ang pasundayag sa sulod sa balay. Ug karon, sa kadalanan, dili gyud nimo gusto nga maglansad daghang milyon nga dolyar sa langit sa usa ka dili kasaligan nga GPS. Sab navigation interference ug spoofing .
Alang sa pagpoposisyon nga walay mga satelayt nga adunay katukma nga mas maayo kay sa napulo ka sentimetro sa usa ka sona nga hangtod sa usa ka kilometro, wala akoy nakit-an nga bisan unsa gawas sa teknolohiya sa UWB. Ang DecaWave naa sa merkado sa dugay nga panahon, nga naghimo sa DW1000 chip ug mga module nga gibase niini. Ang chip usa ka UWB transceiver sa IEEE 802.15.4-2011 standard. Pinaagi sa dalan, ang butang talagsaon, nga adunay doble o triple nga ubos. Nanghinaut ko nga matukib nato ang giladmon niini sa mosunod nga pipila ka tuig ug magsulat mahitungod niini. Sigurado nga dili nimo kini mahimo sa sayo pa.
Apan karon wala kami maghisgot bahin sa pagpoposisyon;
Karon atong girekord ang DW1000 nga signal. Ug ang bandwidth sa kini nga signal dili labi pa o dili kaayo, apan 1000 o 500 MHz, nga gitino sa numero sa channel. "Sa hingpit nga aksidente" adunay usa ka kompyuter nga adunay circuit board sa sunod nga lamesa gikan sa "Instrumental Systems" nga adunay FMC mezzanine gikan sa Analog Devices.
Kini kinahanglan nga matikdan dinhi "alang sa prosecutor" nga ang AD9208 ADC usa ka sanctioned nga teknolohiya karon. Dili nimo kini ligal nga mapalit sa Russia, bisan kung usahay gusto nimo. Apan kini nga partikular nga module gipalit sa dugay na nga panahon, kung wala pa’y mga silot. Siya putli, sama sa kalag sa usa ka bata. Nanghinaut ko nga kini nga pagsugid mapasaka sa kaso ug ma-kredito sa akusado.
Dili nato hisgotan ang mga detalye sa paghimo og software para sa pagrekord sa mga pagbasa ngadto sa memorya sa kompyuter karon. Subo lang, dili pa nato mapublikar ang source code para sa aplikasyon. LinuxApan nanghinaut kami nga makakuha og permiso alang niini sa sunod nga higayon. Angayan nga matikdan nga dili kini sayon, bisan pa sa mga software development nga gihatag sa Instrumented Systems. Ang ADC mismo ug ang clocking ug sample output system niini gamit ang teknolohiya sa JESD204B medyo komplikado sabton, ug ang AD module nanginahanglan usab og mga hardware patches. Ang signal sa REFCLK hinungdanon alang sa input system, apan sa module, kini konektado sa sayop nga mga pin sa FMC connector ug, busa, wala makaabot sa husto nga mga pin sa FPGA. Kinahanglan nga i-apply ang usa ka patch, nga makita nimo sa litrato sa ubos—duha ka pula nga mga wire. Siyempre, adunay mga pagduhaduha kung kini molihok. Ang frequency sa clock signal taas—375 MHz—ug ang patch grabe kaayo. Apan ang sistema nakasagubang niini.
Ang tibuok kusina ingon niini.
Dinhi imong makita ang usa ka kompyuter nga adunay maayong sistema sa I/O, usa ka FMC126P board, ug usa ka AD9208-3000EBZ mezzanine. Sa mga generator: usa ka 3000 MHz generator alang sa pag-oras sa ADC, usa ka 770 MHz generator alang sa REFCLK. Ang mga kable nga adunay SMA connectors nagkonektar sa mga generator ug naghatag sa input signal.
Ang katulin sa hilaw nga datos gikan sa output sa ADC, kung dili ka mag-detalye, mao ang 12 GB / s gikan sa duha ka mga kanal. Sumala sa mga sukod ug sumala sa deklarasyon sa tiggama sa FMC126P board, ang labing taas nga tulin sa pag-input mao ang 5 GB / s. Busa, usa ra ka channel ang among gigamit sa ADC ug gipasa kini sa DDC (Digital Down Converter) nga gitukod sa AD9208 nga adunay decimation sa upat. Busa, ang dagan sa datos mao ang 3 GB/s (sampling frequency 750 MHz, 16-bit complex signal).
Ang pagsusi nga ang sistema adunay oras sa pagrekord sa mga sampol yano ra: kinahanglan nimo nga bantayan ang mga sticky bits sa kahimtang sa FPGA FIFO. Kung walay FIFO Overflow nga mga panghitabo sa tibuok gabii, ang bit dili itakda. Ug malipayon kami nga nagpahayag nga wala’y pagkawala sa mga pagbasa. Una namong susihon, siyempre, nga ang latching status bits nagtrabaho. Gitan-aw usab namon ang porma sa signal gikan sa file aron masiguro nga ang kalidad sa nakuha nga signal sa ADC katumbas sa dokumentasyon.
Apan unsa nga matang sa signal ang mahimong takus sa ingon nga sistema sa pag-input? Siyempre UWB gikan sa sunod nga lamesa!
Maayo na lang, mipili kami og 4 GHz channel frequency alang sa drone positioning system. Kini katumbas sa mga channel 4 ug 2 sa DW1000 terminolohiya (Figure 13 sa datasheet). Naghimo kami og antenna nga gitukod sa board alang niini nga frequency, o, mas maayo nga giingon, alang niini nga range. Dili sayon ang pag-coordinate niini sa ingon ka lapad nga banda. Apan ang butang nahimong erotiko! Ang uban nag-ingon nga kini usa ka simbolo ... nga adunay mga dalunggan.
Ang 4 GHz nga signal nga adunay 500 MHz bandwidth naa sa ikatulong banda sa Nyquist ug adunay igo nga mga agwat sa pagbantay aron malikayan ang pag-alyas. Busa, gikonektar lang namo ang DW1000 signal sa AD9208 ADC input direkta.
Nakadawat kami og duha ka mga file: ang usa nga adunay PRF frequency nga 64 MHz, ang lain - 16 MHz. Ang katulin sa pagbalhin gitakda sa kinaubsan alang sa DW1000 - 110 kbit/s.
kini file, kini . Pag-amping, ang mga file dako kaayo!
Sa una nga file makita namon ang mga pakete nga molungtad mga 750 nga sample o 1000 nanosecond.
Sa ikaduha nga file, ang mga pakete upat ka beses nga mas mubo.
Ug kini hingpit nga nahiuyon sa IEEE 802.15.4-2011 nga sumbanan sa mga termino sa pisikal nga layer sa UWB:
Ang modulasyon sa sulod sa pakete susama sa phase modulation, nga katumbas usab sa gitakda sa BPSK standard. Makita nimo ang standard mismo sa Internet, pangitaa ang "IEEE 802.15.4-2011".
Kung gamay ra nimo nga gipalapdan ang window sa oras sa obserbasyon, mahimo usab nimo makita ang dili patas sa mga pakete, nga katumbas sa paghulagway sa hybrid modulation IEEE 802.15.4-2011 UWB - position-phase (BPM-BPSK).
Sa kinatibuk-an, akong nakit-an ang DW1000 chip ug ang modulasyon niining UWB PHY nga usa ka bomba, bisan unsa ang gipasabot niana, usa ka butang, sa lebel sa usa ka militar nga JTIDS. Kini ang akong bag-ong kalingawan. Ipadayon!
Sa usa ka bahin, kita magkalot sa DW1000, sa pikas nga bahin, atong atubangon ang IEEE 802.15.4 nga sumbanan.
Source: www.habr.com
