लगभग स्वीकृत उपकरणहरूमा अल्ट्रा-वाइडब्यान्ड 802.15.4 UWB संकेतहरू रेकर्ड गर्दै

हालसालै, दुई पूर्णतया फरक संसारहरू हाम्रो प्रयोगशालामा सँगै आए: सस्तो रेडियो ट्रान्सीभरहरूको संसार र महँगो ब्रोडब्यान्ड रेडियो सिग्नल रेकर्डिङ प्रणालीहरूको संसार।

पहिले, हाम्रा असल साथीहरूले 500 मेगाहर्ट्ज ब्यान्डको साथ सिग्नल रेकर्ड गर्न सफ्टवेयर बनाउन हामीलाई सम्पर्क गरे। पक्कै पनि हामीले अस्वीकार गर्न सकेनौं। आखिर, यो "इन्स्ट्रुमेन्टल सिस्टम" कम्पनीको बोर्डमा गर्न आवश्यक थियो, जुन मैले लामो समयको लागि चिनेको छु। मेरो इन्जिनियरिङ करियरको शुरुवातमा, मैले तिनीहरूको हार्डवेयर र सफ्टवेयरको साथ काम गर्नुपर्‍यो।

अनि मेरो प्यारो साथी आयो mikkab बाट ड्रोन शो र GPS बिना ड्रोनहरूको लागि स्थिति प्रणाली बनाउन आग्रह गरियो। यो आवश्यक छ, उनी भन्छन्, शो घर भित्र सुरु गर्न। र यी दिनहरू सडकमा, तपाईं वास्तवमै अविश्वसनीय GPS मा आकाशमा धेरै मिलियन डलर सुरू गर्न चाहनुहुन्न। Sat नेभिगेसन हस्तक्षेप र स्पूफिंग फस्टाउँदैछन्.

एक किलोमिटर सम्मको क्षेत्रमा दस सेन्टिमिटर भन्दा राम्रो सटीकता संग उपग्रह बिना स्थिति को लागी, मैले UWB टेक्नोलोजी बाहेक केहि फेला पारेको छैन। DecaWave लामो समयदेखि बजारमा रहेको छ, DW1000 चिप र त्यसमा आधारित मोड्युलहरू उत्पादन गर्दैछ। चिप IEEE 802.15.4-2011 मानकको UWB ट्रान्सीभर हो। वैसे, चीज अद्वितीय छ, एक डबल वा ट्रिपल तल संग। मलाई आशा छ कि हामी आगामी केहि वर्षहरूमा यसको गहिराइलाई प्लम्ब गर्न सक्छौं र यसको बारेमा लेख्न सक्छौं। तपाईं निश्चित रूपमा यो पहिले गर्न सक्षम हुनुहुने छैन।

तर आज हामी स्थितिको बारेमा कुरा गर्दैनौं; हामी अर्को श्रृंखलामा यसको बारेमा कुरा गर्नेछौं।

आज हामी DW1000 सिग्नल रेकर्ड गर्दैछौं। र यस सिग्नलको ब्यान्डविथ न त बढी हो न कम, तर १००० वा ५०० मेगाहर्ट्ज, जुन च्यानल नम्बरद्वारा निर्धारण गरिन्छ। "पूर्ण रूपमा दुर्घटना" अर्को टेबलमा सर्किट बोर्ड भएको कम्प्युटर थियो FMC126P FMC mezzanine को साथ "इन्स्ट्रुमेन्टल सिस्टम" बाट AD9208-3000EBZ एनालग यन्त्रहरूबाट।

यहाँ "अभियोजकको लागि" ध्यान दिनु पर्छ कि AD9208 ADC आज स्वीकृत प्रविधि हो। तपाइँ यसलाई कानूनी रूपमा रूसमा किन्न सक्नुहुन्न, यद्यपि कहिलेकाहीँ तपाइँ वास्तवमै चाहानुहुन्छ। तर यो विशेष मोड्युल धेरै लामो समय पहिले खरिद गरिएको थियो, जब त्यहाँ कुनै प्रतिबन्धहरू थिएनन्। उहाँ बच्चाको आत्मा जस्तै पवित्र हुनुहुन्छ। मलाई आशा छ कि यो कबुली मुद्दामा दायर गरिनेछ र प्रतिवादीलाई जमा गरिनेछ।

हामी अब कम्प्युटर मेमोरीमा नमूनाहरूको स्ट्रिम रेकर्ड गर्नको लागि सफ्टवेयर विकास गर्ने विवरणहरूमा जानेछैनौं। दुर्भाग्यवश, हामीले अझै लिनक्सको लागि अनुप्रयोगको स्रोत कोड प्रकाशित गर्न सक्दैनौं। तर हामी अर्को पटक यसका लागि अनुमति पाउने आशा गर्छौं। यो केवल ध्यान दिन लायक छ कि यो सजिलो थिएन, इन्स्ट्रुमेन्टल प्रणाली को प्रदान गरिएको सफ्टवेयर विकासहरु लाई ध्यानमा राख्दै। ADC आफै र JESD204B टेक्नोलोजी प्रयोग गरेर घडी र आउटपुट नमूनाहरूको लागि प्रणाली बुझ्न धेरै गाह्रो छ, र AD बाट मोड्युलमा हार्डवेयर प्याचहरू पनि आवश्यक थियो। REFCLK सिग्नल इनपुट प्रणालीको लागि बिल्कुल आवश्यक छ, तर मोड्युलमा यो FMC कनेक्टरको गलत खुट्टामा जान्छ र, तदनुसार, FPGA को दाहिने खुट्टाहरूमा जाँदैन। मैले एउटा प्याच लागू गर्नुपर्‍यो, जुन तलको फोटोमा देख्न सकिन्छ - दुई रातो तारहरू। पक्कै पनि यसले काम गर्छ कि भन्ने शंका थियो । घडीको गति 375 मेगाहर्ट्जमा उच्च छ र प्याच भयानक छ। तर प्रणालीले सामना गर्यो।

सम्पूर्ण भान्सा यस्तो देखिन्छ।

यहाँ तपाईले राम्रो I/O प्रणाली, FMC126P बोर्ड, र AD9208-3000EBZ mezzanine भएको कम्प्युटर देख्न सक्नुहुन्छ। जेनेरेटरहरू मध्ये: ADC घडी गर्नको लागि 3000 MHz जेनेरेटर, REFCLK को लागि 770 MHz जेनेरेटर। SMA कनेक्टरहरू भएका केबलहरूले जेनेरेटरहरू जडान गर्छन् र इनपुट सिग्नल प्रदान गर्छन्।

ADC आउटपुटबाट कच्चा डाटा गति, यदि तपाईं विस्तारमा जानुभएन भने, दुई च्यानलहरूबाट 12 GB/s छ। मापन अनुसार र FMC126P बोर्डको निर्माताको घोषणा अनुसार, अधिकतम इनपुट गति 5 GB/s छ। तसर्थ, हामीले ADC मा एउटा मात्र च्यानल प्रयोग गर्‍यौं र यसलाई AD9208 मा निर्मित DDC (डिजिटल डाउन कन्भर्टर) मार्फत चारले डेसिमेसन गरी पास गर्‍यौं। यसरी, डाटा प्रवाह 3 GB/s (नमूना आवृत्ति 750 MHz, 16-बिट जटिल संकेत) थियो।

प्रणालीमा नमूनाहरू रेकर्ड गर्न समय छ भनी जाँच गर्न धेरै सरल छ: तपाईंले FPGA FIFO स्थितिको टाँसिने बिट्सहरू निगरानी गर्न आवश्यक छ। यदि रातारात कुनै FIFO ओभरफ्लो घटनाहरू भएन भने, बिट सेट गरिने छैन। र हामी खुसीसाथ भन्छौं कि पढाइको कुनै हानि थिएन। हामी पहिले जाँच गर्छौं, निस्सन्देह, कि latching स्थिति बिट काम गर्दैछ। ADC सिग्नलको गुणस्तर कागजातसँग मिल्दोजुल्दो छ भनी सुनिश्चित गर्न हामी फाइलबाट सिग्नलको आकार पनि हेर्छौं।

तर कस्तो प्रकारको संकेत यस्तो इनपुट प्रणालीको लागि योग्य हुनेछ? पक्कै पनि अर्को तालिकाबाट UWB!

सौभाग्यवश, हामीले ड्रोन स्थिति प्रणालीको लागि 4 GHz च्यानल फ्रिक्वेन्सी रोज्यौं। यो DW4 शब्दावलीमा च्यानल 2 र 1000 सँग मेल खान्छ (डेटासिटको चित्र 13)। हामीले यस फ्रिक्वेन्सीको लागि बोर्डमा निर्मित एन्टेना बनायौं, वा, यो दायराको लागि अझ राम्रो भनियो। यति फराकिलो ब्यान्डमा यसलाई समन्वय गर्न सजिलो थिएन। तर कुरा कामुक भयो! कसै-कसैले कानसहितको प्रतीक जस्तो देखिन्छ भन्नुहुन्छ।

4 MHz ब्यान्डविथको साथ 500 GHz सिग्नल तेस्रो Nyquist ब्यान्ड भित्र पर्छ र अलियासिङबाट बच्न पर्याप्त गार्ड अन्तरालहरू छन्। त्यसकारण, हामीले DW1000 सिग्नललाई AD9208 ADC इनपुटमा सिधै जडान गर्यौं।

हामीले दुई फाइलहरू प्राप्त गर्यौं: एउटा PRF फ्रिक्वेन्सी 64 मेगाहर्ट्जको साथ, अर्को - 16 मेगाहर्ट्ज। प्रसारण गति DW1000 - 110 kbit/s को लागि न्यूनतममा सेट गरिएको थियो।

यो पहिलो फाइल, यो दोस्रो। सावधान रहनुहोस्, फाइलहरू ठूलो छन्!

पहिलो फाइलमा हामीले लगभग 750 नमूनाहरू वा 1000 न्यानोसेकेन्ड टिक्ने प्याकेटहरू देख्छौं।

दोस्रो फाइलमा, प्याकेटहरू चार गुणा छोटो छन्।

र यो UWB भौतिक तहको सन्दर्भमा IEEE 802.15.4-2011 मानकसँग पूर्ण रूपमा अनुरूप छ:

प्याकेट भित्रको मोड्युलेसन फेज मोडुलेशन जस्तै छ, जुन BPSK मापदण्डमा तोकिएकोसँग पनि मेल खान्छ। तपाईं इन्टरनेटमा मानक आफैं फेला पार्न सक्नुहुन्छ, "IEEE 802.15.4-2011" खोज्नुहोस्।

यदि तपाईंले अवलोकन समय विन्डोलाई थोरै विस्तार गर्नुभयो भने, तपाईंले प्याकेटहरूको असमानता पनि देख्न सक्नुहुन्छ, जुन हाइब्रिड मोडुलेशन IEEE 802.15.4-2011 UWB - स्थिति-चरण (BPM-BPSK) को विवरणसँग मेल खान्छ।

सामान्यतया, मैले DW1000 चिप र यो UWB PHY को मोड्युलेसनलाई बम भएको ठान्छु, यसको अर्थ जे भए पनि, सैन्य JTIDS को स्तरमा। यो मेरो नयाँ शौक हो। फेरि जारी राखौंला!

एकातिर, हामी DW1000 खन्नेछौं, अर्कोतिर, हामी IEEE 802.15.4 मानकसँग सम्झौता गर्नेछौं।

स्रोत: www.habr.com