Скорость сети и вычислительные возможности компьютеров постоянно и быстро растут. Это делает некоторые приложения из мира радио осуществимыми и экономически целесообразными.
Говоря философским языком, количество переходит в качество, и на стыке отраслей появляются невиданные доселе технологии.
Сегодня мы не просто расскажем вам об одном из них, каждый из вас сможет попробовать его самостоятельно.
Недавно нам посчастливилось запустить многоканальный GPS-симулятор и протестировать его на устройстве наших уважаемых коллег.
Подробнее об этом читайте в статье « Многоканальный симулятор GPS-сигнала на RFSoC ".
Коротко - мы взяли существующий GPS-симулятор с открытым исходным кодом от проф.
Такудзи Эбинума , сделал его многоканальным и вывел на ВЧ с помощью RFSoC. И это сработало! Нам нужен многоканальный симулятор для отладки алгоритмов бесшумного приема спутниковых навигационных сигналов.
Один из таких алгоритмов описан нами в этой статье.
статья .
Для отладки алгоритмов нам нужны не только спутниковые сигналы, но и помехи, идущие с разных направлений и имеющие разный уровень.
Образцы помех необходимо добавить к образцам спутникового сигнала с заданной разницей уровней.
Конфигурация симулятора определяется файлом JSON. Давайте рассмотрим простейшую конфигурацию симулятора.
{ "Gps": { "Enable": true, "Snr_dbhz": 50 }, "JammingSources": [ ], "Receiver_llh": [ 59, 30, 350 ], "SamplesFreq_hz": 5000000, "Duration_s": 10, "Antennas_m": [ [ 0, 1, 0 ] ] }
- «Gps» — тип сигнала, теперь это только GPS, сигнал включен («Включить»: true) и его отношение сигнал/шум (SNR) установлено на 50 дБ-Гц;
- «JammingSources» — описание источников помех, мы рассмотрим позже;
- «Receiver_llh» — географические координаты получателя;
- «SamplesFreq_hz» — частота дискретизации выходного сигнала в Герцах;
- "Duration_s" - продолжительность выборки в секундах;
- «Антенны_м» — описание геометрии антенной решетки в виде координат антенны в метрах.
Для простоты рассмотрения в файле выше указана одна антенна.
Нас несколько угнетала необходимость иметь мощный компьютер.
Симулятор для одной помехи и одного канала нагружает примерно одно ядро хорошего процессора для работы в реальном времени.
Нам приходится моделировать алгоритмы для восьмиэлементных антенных решеток с большим количеством шума, что приводит к значительному времени ожидания результатов моделирования.
Затем усилиями @catscury симулятор перенесен в облако - cloud.amungo-navigation.com .
Интерфейс сайта прост и интуитивно понятен.
Здесь вам необходимо зарегистрировать и сгенерировать файл(ы) сигналов, указав файл конфигурации симулятора.
Файл конфигурации доступен в онлайн-редакторе.
Вы можете сохранить его, чтобы загрузить в систему в следующем сеансе.
Если в файле конфигурации есть ошибка или превышены ограничения симулятора, предоставляются подсказки.
Когда конфигурация заполнена правильно, нужно нажать кнопку «Сгенерировать Gps».
После долгого (наберитесь терпения) старта начинается скачивание файлов.
Получив файл с сигналом с расширением bin, вы можете его проверить программный приемник от проф.
Деннис Акос .
Вы также можете загрузить файл в любую подходящую SDR-плату для трансляции.
Теперь давайте посмотрим, как настроить параметры, которые делают этот облачный симулятор уникальным.
Антенная решетка определяется следующим образом: "Antennas_m": [
[
0,
0,
0
],
[
1,
0,
0
],
[
0,
1,
0
]
]
Здесь координаты антенны указаны в метрах относительно координат приемника, указанных в поле Receiver_llh. Напомним, это географические координаты в формате .
Если помехи не указаны на каком-либо значительном уровне, выходные файлы симулятора можно использовать для генерации на высокой частоте с целью тестирования спутниковых систем ориентации, как описано.
Здесь .
Вы также можете использовать эти файлы для тестирования систем точного позиционирования RTK. Для файла, сгенерированного без помех, программный приёмник выдаёт следующую картинку: 
Для помех указаны ее координаты и мощность.
Координаты указываются в географических («PositionType»: «llh») или в декартовой форме («PositionType»: «neu») в метрах относительно Receiver_llh. Мощность указывается в линейной шкале напряжения, как амплитуда.
Это значит, что для увеличения помех на 20 дБ нужно увеличить значение в 10 раз.
Грубо говоря, это напряжение или напряженность поля, обратно пропорциональная расстоянию от источника излучения.
Имитатор учитывает затухание сигнала в соответствии с расстоянием до приёмника.
С этой точки зрения установка мощности помех по амплитуде весьма удобна.
Если мы увеличили расстояние до источника помех в N раз, то нам необходимо увеличить амплитуду в N раз, если мы хотим, чтобы мощность помех на входе приемника осталась прежней.
"JammingSources": [
{
"AmplitudeGain": 5,
"PositionType": "llh",
"Position": [
60,
30.5,
450
]
},
{
"AmplitudeGain": 5,
"PositionType": "neu",
"Position": [
1000,
-3000,
50
]
}
],
В представленном выше фрагменте конфигурации заданы две помехи одинаковой мощности на 14 дБ выше шума.
Кстати, при таком значении помех мы используем программный приемник по-прежнему обнаруживает спутниковый сигнал, хотя и с уменьшением SNR. Координаты первого препятствия указаны в географическом виде, второго - в декартовой системе Северо-Восток-Вверх в метрах.
Ниже представлены внутренние параметры приемника, работающего в условиях помех.
Чтобы справиться с большим шумом, потребуются алгоритмы, подобные тем, которые мы обсуждаем в этой статье.
статья .
Следует отметить, что сигнал сохраняется в виде комплексного целого числа шириной 16 бит на компонент. Вышеописанный программный приемник «из коробки» настроен на такой сигнал с частотой дискретизации 5 МГц.
Вам нужно лишь указать имя файла с входным сигналом.
На данный момент симулятор имеет некоторые ограничения.
Например, невозможно установить большое количество каналов и помех и большую продолжительность выборки.
Это сделано для того, чтобы мы не провалились на ветер из-за «облачных» аккаунтов.
Просим всех, кто начинает использовать облачный симулятор, сообщать нам о проблемах, проблемах и своих пожеланиях.
Мы кое-что знаем о радио, но мы новички в облачном бизнесе, нам еще нужно поучиться у экспертов.
Любые советы приветствуются.
Теги: #информационная безопасность #Производство и разработка электроники #Сделай сам или Сделай сам #ГНСС #Геоинформационные услуги #GPS #Глобальные системы позиционирования #gnss j #gnss sp #gps-sp #gps-приемник #anti-j
-
История Am/Fm-Радио
19 Oct, 24 -
Приглашаем Вас На Блокчейн-Хакатон Waves
19 Oct, 24 -
Эво, Часть 2 - О Скрещивании
19 Oct, 24 -
Подключение Micrometer К Веб-Приложению Java
19 Oct, 24
