Anyar-anyar ieu, dua dunya anu béda-béda ngumpul di laboratorium urang: dunya transceiver radio murah sareng dunya sistem rékaman sinyal radio broadband anu mahal.
Kahiji, babaturan alus urang ngadeukeutan kami pikeun nyieun software pikeun ngarekam sinyal jeung pita 500 MHz. Urang, tangtosna, teu tiasa nolak. Barina ogé, ieu diperlukeun pikeun ngalakukeun ieu dina dewan ti parusahaan "Instrumental Systems", nu geus lila kuring dipikawanoh. Dina awal karir rékayasa kuring, kuring kedah damel sareng hardware sareng parangkat lunakna.
Lajeng sobat dear kuring datang ti sarta dipenta pikeun nyieun sistem positioning pikeun drones tanpa GPS. Perlu, saurna, pikeun ngaluncurkeun acara di jero ruangan. Sareng di jalan ayeuna, anjeun henteu hoyong ngaluncurkeun sababaraha juta dolar ka langit dina GPS anu teu dipercaya. Sat gangguan navigasi jeung spoofing .
Pikeun positioning tanpa satelit kalawan akurasi leuwih hade tinimbang sapuluh sentimeter dina zona nepi ka kilométer, Kuring geus teu kapanggih nanaon lian ti téhnologi UWB. DecaWave parantos lami di pasar, ngahasilkeun chip DW1000 sareng modul dumasar kana éta. Chip nyaéta transceiver UWB tina standar IEEE 802.15.4-2011. Ku jalan kitu, hal anu unik, kalawan handap ganda atawa malah rangkep tilu. Abdi ngarepkeun urang tiasa ngagali jerona dina sababaraha taun ka hareup sareng nyerat ngeunaan éta. Anjeun pasti moal tiasa ngalakukeun éta sateuacanna.
Tapi ayeuna urang henteu ngobrol ngeunaan posisi; urang bakal ngobrol ngeunaan éta dina séri salajengna.
Dinten ieu kami ngarékam sinyal DW1000. Sareng rubakpita sinyal ieu henteu langkung atanapi kirang, tapi 1000 atanapi 500 MHz, anu ditangtukeun ku nomer saluran. "Lengkep ku kacilakaan" aya hiji komputer kalawan circuit board dina méja hareup ti "Sistem Instrumental" kalawan FMC mezzanine ti Alat Analog.
Ieu kudu dicatet di dieu "pikeun jaksa" nu AD9208 ADC mangrupakeun téhnologi sangsi kiwari. Anjeun teu tiasa mésér sacara sah di Rusia, sanaos sakapeung anjeun hoyong pisan. Tapi modul husus ieu dibeuli geus lila pisan, nalika teu aya sanksi acan. Anjeunna murni, sapertos jiwa orok. Kuring miharep pangakuan ieu bakal diajukeun sareng kasus sareng bakal dikreditkeun ka terdakwa.
Urang ayeuna moal balik kana detil ngembangkeun software pikeun ngarekam aliran sampel kana memori komputer. Hanjakalna, kami henteu acan tiasa nyebarkeun kode sumber aplikasi pikeun Linux. Tapi kami miharep meunang idin pikeun ieu waktos salajengna. Ieu ngan sia noting yén ieu teu gampang, sanajan nyokot kana akun kamajuan software disadiakeun tina Sistem Instrumental. ADC sorangan jeung sistem pikeun clocking na outputting sampel ngagunakeun téhnologi JESD204B rada hese ngartos, sarta patch hardware ogé diperlukeun dina modul ti AD. Sinyal REFCLK leres pisan dipikabutuh pikeun sistem input, tapi dina modul éta angkat ka suku anu salah tina konektor FMC sareng, sasuai, henteu angkat ka suku katuhu FPGA. Kuring kedah nerapkeun patch, anu tiasa ditingali dina poto di handap ieu - dua kabel beureum. Aya, tangtosna, mamang yén éta bakal jalan. Laju jamna luhur dina 375 MHz sareng patch na dahsyat. Tapi sistem coped.
Sakabeh dapur siga kieu.
Di dieu anjeun tiasa ningali komputer sareng sistem I / O anu saé, papan FMC126P, sareng mezzanine AD9208-3000EBZ. Tina generator: generator 3000 MHz pikeun clocking ADC, generator 770 MHz pikeun REFCLK. Kabel sareng konektor SMA nyambungkeun generator sareng nyayogikeun sinyal input.
Laju data atah tina kaluaran ADC, lamun teu balik kana detil, nyaeta 12 GB / s tina dua saluran. Numutkeun pangukuran sareng numutkeun deklarasi produsén papan FMC126P, laju input maksimum nyaéta 5 GB / s. Kituna, urang dipaké ngan hiji channel dina ADC sarta ngaliwatan DDC (Digital Down Parabot Parobah) diwangun kana AD9208 kalawan decimation ku opat. Ku kituna, aliran data éta 3 GB / s (frékuénsi sampling 750 MHz, 16-bit sinyal kompléks).
Mariksa yén sistem gaduh waktos pikeun ngarékam conto saderhana pisan: anjeun ngan ukur kedah ngawas bit caket tina status FPGA FIFO. Upami teu aya acara Overflow FIFO sapeuting, bit moal disetel. Sareng kami bagja nyatakeun yén teu aya kaleungitan bacaan. Urang pariksa heula, tangtosna, yén bit status latching jalan. Urang ogé kasampak dina bentuk sinyal ti file pikeun mastikeun yén kualitas sinyal ADC direbut pakait jeung dokuméntasi.
Tapi sinyal naon anu pantes pikeun sistem input sapertos kitu? Tangtu UWB ti tabel salajengna!
Untungna, kami milih frekuensi saluran 4 GHz pikeun sistem posisi drone. Ieu pakait jeung saluran 4 jeung 2 dina terminologi DW1000 (Gambar 13 tina datasheet). Urang nyieun anteneu diwangun kana dewan pikeun frékuénsi ieu, atawa, ceuk hadé, pikeun rentang ieu. Teu gampang pikeun koordinat dina pita lebar sapertos kitu. Tapi hal éta tétéla érotis! Aya nu nyebatkeun eta Sigana mah simbol ... kalawan Ceuli.
Sinyal 4 GHz sareng rubakpita 500 MHz kalebet dina pita Nyquist katilu sareng gaduh interval jaga anu cukup pikeun nyegah aliasing. Ku alatan éta, urang ngan saukur nyambungkeun sinyal DW1000 kana input AD9208 ADC langsung.
Kami nampi dua file: hiji kalayan frékuénsi PRF 64 MHz, anu sanésna - 16 MHz. Laju transmisi disetel ka minimum pikeun DW1000 - 110 kbit/s.
ieu file, ieu . Ati-ati, filena ageung!
Dina file kahiji urang ningali pakét langgeng ngeunaan 750 sampel atawa 1000 nanodetik.
Dina file kadua, pakét opat kali langkung pondok.
Sareng ieu sapinuhna konsisten sareng standar IEEE 802.15.4-2011 dina hal lapisan fisik UWB:
Modulasi di jero pakét sami sareng modulasi fase, anu ogé saluyu sareng anu ditangtukeun dina standar BPSK. Anjeun tiasa manggihan standar sorangan dina Internét, néangan "IEEE 802.15.4-2011".
Lamun rada dilegakeun jandela waktu observasi, anjeun ogé tiasa ningali unevenness tina pakét, nu pakait jeung pedaran modulasi hibrid IEEE 802.15.4-2011 UWB - posisi-fase (BPM-BPSK).
Sacara umum, kuring mendakan chip DW1000 sareng modulasi UWB PHY ieu janten bom, naon waé hartosna, hiji hal, dina tingkat JTIDS militér. Ieu hobi anyar kuring. Ngalajengkeun!
Di hiji sisi, urang bakal ngagali DW1000, di sisi séjén, urang bakal nungkulan standar IEEE 802.15.4.
sumber: www.habr.com