Koartlyn kamen twa folslein ferskillende wrâlden byinoar yn ús laboratoarium: de wrâld fan goedkeape radio-transceivers en de wrâld fan djoere breedbânradiosinjaalopnamesystemen.
Earst hawwe ús goede freonen ús benadere om software te meitsjen foar it opnimmen fan in sinjaal mei in 500 MHz-band. Wy koenen fansels net wegerje. It wie ommers nedich om dit te dwaan op in boerd fan it bedriuw "Instrumental Systems", dat ik al lang ken. Oan it begjin fan myn yngenieurkarriêre moast ik wurkje mei har hardware en software.
En doe kaam myn leave freon fan en frege om in posysjesysteem te meitsjen foar drones sûnder GPS. It is nedich, seit er, om de foarstelling binnen te lansearjen. En op 'e strjitte dizze dagen wolle jo net echt ferskate miljoen dollar yn' e loft lansearje op in ûnbetroubere GPS. Sat-navigaasje-ynterferinsje en spoofing .
Foar posisjonearring sûnder satelliten mei in krektens fan better as tsien sintimeter yn in sône fan oant in kilometer, Ik haw net fûn oars as UWB technology. DecaWave is al in lange tiid op 'e merke, produsearret de DW1000-chip en modules basearre op it. De chip is in UWB-transceiver fan 'e IEEE 802.15.4-2011 standert. Trouwens, it ding is unyk, mei in dûbele of sels trijefâldige boaiem. Ik hoopje dat wy de kommende jierren syn djipten kinne plompe en der oer skriuwe. Jo sille it perfoarst net earder kinne dwaan.
Mar hjoed hawwe wy it net oer posysjonearring; dêr sille wy oer prate yn 'e folgjende searje.
Hjoed opnimme wy it DW1000-sinjaal op. En de bânbreedte fan dit sinjaal is net mear noch minder, mar 1000 of 500 MHz, dat wurdt bepaald troch it kanaalnûmer. "Folslein by ûngelok" wie der in kompjûter mei in circuit board op 'e folgjende tafel út "Instrumental Systems" mei FMC mezzanine fan analoge apparaten.
It moat hjir opmurken wurde "foar de oanklager" dat de AD9208 ADC hjoed in sanksjonearre technology is. Jo kinne it net legaal keapje yn Ruslân, hoewol jo soms wirklik wolle. Mar dizze bepaalde module waard kocht in heul lange tiid lyn, doe't d'r noch gjin sanksjes wiene. Hy is suver, as de siel fan in poppe. Ik hoopje dat dizze bekentenis sil wurde yntsjinne mei de saak en sil byskreaun wurde oan de fertochte.
Wy sille no net yngean op 'e details fan it ûntwikkeljen fan software foar it opnimmen fan in stream fan samples yn komputerûnthâld. Spitigernôch kinne wy de boarnekoade fan 'e applikaasje foar Linux noch net publisearje. Mar wy hoopje hjir de folgjende kear tastimming foar te krijen. It is allinnich de muoite wurdich opskriuwen dat dit wie net maklik, sels rekken hâldend mei de levere software ûntwikkelings fan de Instrumental Systems. De ADC sels en it systeem foar it klokken en útfieren fan samples mei JESD204B-technology binne frij lestich te begripen, en hardware-patches wiene ek nedich yn 'e module fan AD. It REFCLK-sinjaal is perfoarst needsaaklik foar it ynfiersysteem, mar op 'e module giet it nei de ferkearde skonken fan' e FMC-ferbining en giet dus net nei de rjochterpoaten fan 'e FPGA. Ik moast in patch tapasse, dat kin sjoen wurde yn 'e foto hjirûnder - twa reade triedden. Der wiene fansels twifels dat it wol slagje soe. De kloksnelheid is heech op 375 MHz en de patch is ferskriklik. Mar it systeem slagge.
De hiele keuken sjocht der sa út.
Hjir kinne jo in kompjûter sjen mei in goed I / O-systeem, in FMC126P-board, en in AD9208-3000EBZ-mezzanine. Under de generators: in 3000 MHz-generator foar it klokken fan 'e ADC, in 770 MHz-generator foar REFCLK. Kabels mei SMA Anschlüsse ferbine de generators en soargje foar de ynfier sinjaal.
De rûge gegevenssnelheid fan 'e ADC-útfier, as jo net yn detail geane, is 12 GB / s fan twa kanalen. Neffens mjittingen en neffens de ferklearring fan 'e fabrikant fan it FMC126P-boerd is de maksimale ynfiersnelheid 5 GB / s. Dêrom brûkten wy mar ien kanaal yn 'e ADC en joegen it troch de DDC (Digital Down Converter) boud yn' e AD9208 mei desimaasje troch fjouwer. Sa wie de gegevensstream 3 GB / s (samplingfrekwinsje 750 MHz, 16-bit kompleks sinjaal).
Kontrolearje dat it systeem tiid hat om samples op te nimmen is heul ienfâldich: jo moatte gewoan de kleverige bits fan 'e FPGA FIFO-status kontrolearje. As der wiene gjin FIFO Overflow eveneminten nachts, it bit sil net ynsteld. En wy sizze lokkich dat d'r gjin ferlies fan lêzingen wiene. Wy kontrolearje earst, fansels, dat de latching status bits wurkje. Wy sjogge ek nei de sinjaalfoarm fan it bestân om te soargjen dat de kwaliteit fan it fêstlein ADC-sinjaal oerienkomt mei de dokumintaasje.
Mar hokker soarte sinjaal soe sa'n ynfiersysteem wurdich wêze? Fansels UWB út de folgjende tafel!
Gelokkich hawwe wy in 4 GHz-kanaalfrekwinsje keazen foar it drone-posisjonearringssysteem. Dit komt oerien mei kanalen 4 en 2 yn DW1000 terminology (figuer 13 fan it datasheet). Wy makken in antenne boud yn it bestjoer foar dizze frekwinsje, of, better sein, foar dit berik. It wie net maklik om it oer sa'n brede band te koördinearjen. Mar it ding blykte eroatysk te wêzen! Guon sizze dat it liket op in symboal ... mei earen.
In 4 GHz-sinjaal mei in bânbreedte fan 500 MHz falt binnen de tredde Nyquist-band en hat genôch wachtintervallen om aliasing te foarkommen. Dêrom hawwe wy it DW1000-sinjaal gewoan direkt ferbûn mei de AD9208 ADC-ynfier.
Wy krigen twa bestannen: ien mei in PRF-frekwinsje fan 64 MHz, de oare - 16 MHz. De oerdracht snelheid waard ynsteld op it minimum foar DW1000 - 110 kbit / s.
dizze file, dizze . Wês foarsichtich, de bestannen binne enoarm!
Yn it earste bestân sjogge wy pakketten dy't sawat 750 samples of 1000 nanosekonden duorje.
Yn it twadde bestân binne de pakketten fjouwer kear koarter.
En dit is folslein yn oerienstimming mei de IEEE 802.15.4-2011 standert yn termen fan 'e UWB fysike laach:
De modulaasje binnen it pakket is fergelykber mei fazemodulaasje, dy't ek oerienkomt mei dy spesifisearre yn 'e BPSK-standert. Jo kinne fine de standert sels op it ynternet, sjoch foar "IEEE 802.15.4-2011".
As jo in bytsje útwreidzje de observaasje tiid finster, kinne jo ek sjen de unevenness fan de pakketten, dat oerienkomt mei de beskriuwing fan hybride modulaasje IEEE 802.15.4-2011 UWB - posysje-fase (BPM-BPSK).
Yn 't algemien fyn ik de DW1000-chip en de modulaasje fan dizze UWB PHY in bom, wat dat ek betsjut, in ding, op it nivo fan in militêre JTIDS. Dit is myn nije hobby. Wurdt ferfolge!
Oan 'e iene kant sille wy DW1000 grave, oan' e oare sille wy omgean mei de IEEE 802.15.4 standert.
Boarne: www.habr.com