Softwarově definované rádio - SDR
Systém se sestává ze samotného softwarově definovaného rádia NI USRP 2954 a řídicí jednotky v podobě výkonného osobního počítače s periferiemi. SDR je připojeno prostřednictvím sběrnice PCle x4 Gen 1, která umožňuje vysokorychlostní přenos dat mezi SDR a ovládacím PC. Samotné PC je vybaveno rychlým PCle diskem, který umožňuje záznam dat dle zadaných parametrů. Samotné ovládání systému je řízeno pomocí softwaru vyvinutého v grafickém vývojovém prostředí LabVIEW. LabVIEW je grafické vývojové prostředí, optimalizované pro vývoj aplikací v oblasti měření a řízení, které také umožňuje vytvářet i všeobecně použitelné aplikace. LabVIEW poskytuje inženýrům možnosti, jak jednoduše vyvinout systémy splňující i ty nejnáročnější úlohy. LabVIEW nabízí špičkovou integraci s měřícími zařízeními různých výrobců. Svojí otevřeností umožňuje různé přístupy návrhářů, jelikož je možné přímo integrovat kód vyvinutý v jiných prostředích, jako je třeba jazyk C.
Modul LabVIEW Communications je navržený přímo pro práci se softwarově definovanými rádii a obsahuje podpůrné funkce pro návrh aplikací pro procesor PC, programovatelné hradlové pole FPGA a správu připojených zařízení.
Přístrojové vybavení má následující parametry:
- Počet kanálů pro současné vysílání: 4
- Počet kanálů pro současné přijímání: 4
- Frekvenční rozsah v pásmu minimálně 10 MHz až 6 GHz
- Okamžitá šířka pásma zpracovávaných signálů 84 MHz na kanál ve frekvenčním pásmu alespoň 50 MHz až 800 MHz
- Okamžitá šířka pásma zpracovávaných signálů 160 MHz na kanál ve frekvenčním pásmu alespoň 800 MHz až 5 GHz
- Frekvenční krok: ≤ 1 kHz
- Zesílení na straně vysílače v rozsahu 0 dB až +31,5 dB pro každý kanál zvlášť
- Zesílení na straně přijímače v rozsahu 0 dB až +31,5 dB pro každý kanál zvlášť
- Krok nastavení zesílení na straně vysílače: ≤0,5 dB
- Krok nastavení zesílení na straně přijímače: ≤0,5 dB
- I/Q vzorkovací rychlost: ≥200 MS/s na kanál pro zpracování na FPGA platformě
- Kontinuální záznam dat na disk při I/Q vzorkovací rychlosti ≥ 50 MS/s na kanál pro ≥ 2 kanály s šířkou pásma minimálně 40MHz a délkou záznamu signálu ≥ 30 minut
- Analogově digitální převodník pro přijímač s rozlišením 14 bitů
- Digitálně analogový převodník pro vysílání s rozlišením 14 bitů
- Přístroj musí být schopen zpracování přijatých signálů v reálném čase s využitím platformy FPGA v celém frekvenčním pásmu
- Synchronizace místního oscilátoru přes vestavěný přijímač GPS, přesnost synchronizace při použití synchronizace lokálního oscilátoru s GPS ≤ 5 ppb
- SDR je připojeno k výkonné ovládací jednotce pomocí sběrnice PCIe Gen1x4. Přenosová rychlost sběrnice umožňuje záznam signálu s I/Q vzorkovací rychlostí ≥ 50MS/s na kanál, pro ≥ 2 kanály, s šířkou pásma alespoň 40MHz
Přijímač náhodných signálů (2 ks)
- Minimální počet kanálů pro současné vysílání: 2
- Minimální počet kanálů pro současné přijímání: 2
- Frekvenční rozsah: ≥ 400 MHz až 4,4 GHz
- Okamžitá šířka pásma vysílaných signálů 120 MHz na kanál v celém frekvenčním pásmu
- Okamžitá šířka pásma přijímaných signálů 120 MHz na kanál v celém frekvenčním pásmu
- Frekvenční krok: ≤ 10 kHz
- Zesílení na straně vysílače alespoň v rozsahu: ≥ 0 dB až +32 dB pro každý kanál zvlášť
- Zesílení na straně přijímače alespoň v rozsahu: ≥ 0 dB až +37 dB pro každý kanál zvlášť
- Krok nastavení zesílení na straně vysílače: 0,5 dB
- Krok nastavení zesílení na straně přijímače: 0,5 dB
- I/Q vzorkovací rychlost: ≥200 MS/s na kanál pro zpracování na FPGA platformě
- Analogově digitální převodník pro přijímač s rozlišením ≥ 14 bitů
- Digitálně analogový převodník pro vysílání s rozlišením ≥ 16 bitů
- Přístroj umožňuje zpracování přijatých signálů v reálném čase s využitím platformy FPGA v celém frekvenčním pásmu
- Programovatelné hradlové pole FPGA lze programovat grafickým vývojovým prostředím shodným s prostředím pro procesor ovládací jednotky a stejným jako koherentní přijímač
- PCIe-MXI Express Interface kit for USRP RIO
-
Příslušenství:
- 2ks ohebných, fázově stabilních kabelů s konektory 3,5 mm (male) a 3,5 mm (male) a délkou ≥ 350 mm
- 2ks fixní atenuátor s útlumem 30 dB
Koherentní přijímač 4kanálový (2 ks)
- Minimální počet kanálů pro současné přijímání: 4
- Frekvenční rozsah: ≥ 10 MHz až 6 GHz
- Okamžitá šířka pásma zpracovávaných signálů 80 MHz na kanál v celém frekvenčním rozsahu
- Frekvenční krok: ≤ 1 kHz
- Zesílení přijímače v rozsahu: ≥ 0 dB až +95 dB pro každý kanál zvlášť
- Krok nastavení zesílení přijímače: ≤1 dB
- I/Q vzorkovací rychlost: ≥100 MS/s na kanál pro zpracování na FPGA platformě
- Analogově digitální převodník pro přijímač s rozlišením ≥ 14 bitů
- Přístroj musí umožňuje zpracování přijatých signálů v reálném čase s využitím platformy FPGA v celém frekvenčním pásmu
- Šumové číslo <8 dB na celém frekvenčním rozsahu
- Hodnota amplitudového zvlnění lepší než 3 dB
- Přesnost frekvence oscilátoru lepší než 2,5 ppm
- Sdílení lokálního oscilátoru mezi všemi kanály přijímače
- Krátkodobá i dlouhodobá stabilita zpoždění přijímaných signálů na všech kanálech ≤ 500 ps
- Fázový šum ≥ -82 dBc/Hz na celém frekvenčním rozsahu
- Programovatelné hradlové pole FPGA lze programovat grafickým vývojovým prostředím stejným jako prostředí pro procesor ovládací jednotky (FPGA)
- PCIe-MXI Express Interface kit for USRP RIO
Příslušenství k SDR
- 8ks antén (vertikální všesměrová) pro příjem signálů v pásmech mobilních sítí 900MHz a 1800MHz
-
Kabeláž:
- 4ks ohebných, fázově stabilních kabelů s konektory 3,5 mm (male) a 3,5 mm (male) a délkou ≥ 350 mm
- 4ks atenuátor s fixním útlumem 30 dB
8 kanálový digitizér
- 8 kanálový digitizér postavený na platformě PXle
- Rozlišení: 10bitů
- Šířka pásma 500 MHz při vstupní impedanci 50 Ω
- Všechny kanály jsou simultánně vzorkované
- Vzorkovací kmitočet 2,5 GS/s při použití 1 nebo 2 kanálů
- Vzorkovací kmitočet 1,25 GS/s při použití 3 a více kanálů
-
Připojení triggerovacích signálů:
- Analogový trigger připojitelný na všech 8-mi kanálech osciloskopu
- Vstup pro digitální triggerovací signál použitelný pro zastavení a spuštění měření
-
Softwarové vybavení digitizéru:
- Akademická licence pro výzkumné účely pro 30 souběžně pracujících uživatelů
- Ovladače digitizéru pro vývojová prostředí běžně používaná zadavatelem (Matlab, LabVIEW a Visual Studio C/C++)
- Aplikaci pro konfiguraci parametrů digitizéru a následné měření a zpracování naměřených dat
-
Grafické vývojové prostředí obsahuje:
- Ovládání přístroje a zpracování dat v reálném čase, načítání dat ze souboru a offline zpracování
- Tvorbu uživatelských rozhraní umožňujících vizualizaci zpracovaných dat
- Zpracování signálu prostřednictvím knihoven funkcí zahrnující (výpočet statistických veličin, zpracování signálu – převzorkování, prahování, filtrace signálů)
- Ukládání změřených i zpracovaných dat do formátů binární datový soubor ve vlastním uživatelském formátu, CSV a XML
- Automatizovanou tvorbu protokolů z měření obsahujících tabulky, text a grafy umožňující editaci v běžných tabulkových nebo textových editorech