Solusi

Dengan kemajuan komunikasi nirkabel, deteksi radar, dan teknologi pengintaian elektronik,Permintaan untuk akuisisi sinyal sinkron multi-saluran menjadi semakin kritis. LUOWAVE telah mengembangkan sistem akuisisi sinyal sinkron 16-saluran presisi tinggi berdasarkan delapanUSRP-LW N321Sistem ini memungkinkan akuisisi paralel dan penyelarasan frekuensi waktu yang tepat, mendukung aplikasi kunci seperti penentuan arah spektrum spasial dan sistem MIMO. 1. Deskripsi Sistem Sistem pengambilan sinyal sinkron 16 saluran dibangun di LUOWAVEUSRP-LW N321platform, yang terdiri dari unit USRP-LW N321, pengendali host, saklar jaringan, sumber jam OctoClock-LW-G, dan generator sinyal. Sistem ini menggunakan delapan perangkat USRP-LW N321 (total 16 saluran), semuanya terhubung melalui serat optik 10G ke switch dan disinkronkan oleh sumber jam OctoClock-LW-G.Sebuah generator sinyal menyediakan sinyal osilator lokal (LO), yang didistribusikan melalui power splitter untuk memastikan koherensi fase lebih baik dari 1 ° di semua saluran.memberikan data sinyal sinkronisasi presisi tinggi untuk aplikasi penelitian lanjutan seperti penentuan arah spektrum spasial presisi tinggi dan desain sistem transceiver MIMO. 2. Komponen sistem (1) SDR yang dapat diprogram (USRP-LW N321) PeraturanUSRP-LW N321berfungsi sebagai front-end RF, yang mencakup rentang frekuensi dari 3 MHz hingga 6 GHz dengan lebar band instan hingga 200 MHz per saluran. Antarmuka sinkronisasi presisi tinggi,Dukungan arsitektur terdistribusi, dan fleksibilitas yang dapat diprogram membuatnya ideal untuk sistem akuisisi sinkron multi-saluran. (2) Host Controller Server berkinerja tinggi yang dilengkapi dengan kartu akselerator 100G dianjurkan untuk pemrosesan sinyal baseband real-time dan transfer data berkecepatan tinggi,memastikan dukungan yang kuat untuk prototipe sistem yang kompleks dan validasi teoritisDalam sistem ini, kita menggunakan SDR-LW 4940 sebagai host controller. (3)Sumber Jam OctoClock-LW-G Memberikan referensi 10 MHz dan PPS untuk menyelaraskan semua unit USRP-LW N321, memastikan waktu yang tepat dan penyelarasan pemicu. (4) Generator sinyal Sinyal LO eksternal dihasilkan dan dibagi menjadi delapan jalur melalui pemisah daya, memberi makan ke masukan LO dari semua unit USRP-LW N321 untuk mempertahankan sinkronisasi fase. (5) Switch Jaringan Menghubungkan server dan delapan perangkat USRP-LW N321 melalui serat optik 10G, sementara server berinteraksi melalui tautan serat 100G untuk transmisi data throughput tinggi. 3. Topologi Sistem & Koneksi (1) Clock & PPS Trigger Connections OctoClock-LW-G memasok delapan output jam 10 MHz dan delapan sinyal sinkronisasi PPS. (2) Distribusi LO Generator sinyal stabilitas tinggi memberi makan pemisah daya 8-cara, mengirimkan sinyal LO ke semua unit USRP-LW N321 melalui kabel dengan panjang yang sama untuk memastikan frekuensi, fase, dan sinkronisasi waktu. (3) Koneksi data Data front-end SDR ditransmisikan ke server melalui antarmuka 10G SFP+. (4) Sambungan RF Setiap USRP-LW N321 mendukung dua saluran RX dan dua saluran TX, yang terhubung melalui kabel RF ke array antena yang diatur dalam konfigurasi tertentu. 4Spesifikasi utama Jangkauan Frekuensi: 3 MHz 6 GHz (asinkron), 450 MHz 6 GHz (sinkron) Bandwidth sinyal: Hingga 200 MHz (3 dB), kecepatan pengambilan sampel maksimum 250 Msps (dikonfigurasi sebagai submultiplikat bilangan bulat jam master: 200/245.76/250 MHz) Saluran: Pengaturan 16 saluran standar (diperluas) Penyimpanan: 64 TB SSD (mendukung rekaman 2 jam pada 16 ch × 122.88 Msps) Fase Sync:

Gambaran umum Menggunakan platform sistem open source dan perangkat keras untuk mempelajari stasiun basis skala kecil adalah arah penelitian yang penting di bidang komunikasi nirkabel radio dan LTE.Peralatan stasiun dasar komersial tradisional mahal, memiliki siklus pengembangan yang panjang, kompleksitas operasional yang tinggi, dan perubahan fungsi yang rumit.Untuk mengatasi masalah perubahan fungsi yang kompleks dan siklus pengembangan yang panjang dalam studi stasiun dasar komunikasi nirkabel LTE, the proposed solution adopts the open-source OAI 5G and srsRAN software systems and a software-defined radio (SDR) hardware platform to build real-time operating base stations for research on interactions with terminalsPendekatan ini menghindari masalah stasiun dasar yang besar dan mahal dengan siklus pengembangan yang panjang, meningkatkan efisiensi penelitian pada stasiun dasar dan interaksi terminal. Solusi Berdasarkan seri USRP-LW/SDR-LW dari perangkat keras radio software-defined, dikombinasikan dengan platform perangkat lunak seperti srsRAN dan OpenAirInterface (OAI) 5G,sebuah stasiun dasar dan terminal simulasi 4G/5G dapat dibangunDengan menggunakan berbagai model perangkat keras radio yang didefinisikan oleh perangkat lunak dan berbagai parameter konfigurasi stasiun pangkalan, fungsi yang berbeda dapat dicapai.Sistem ini dapat sepenuhnya mensimulasikan end-to-end protokol tumpukan, secara akurat memodelkan stasiun dasar, terminal, dan jaringan inti, sambil mematuhi spesifikasi protokol 3GPP yang sesuai.Ini mendukung integrasi dengan peralatan komersial (seperti terminal komersial dan jaringan inti) dan memungkinkan pengembangan sekunder berdasarkan protokol tumpukan. Gambar 1 menunjukkan arsitektur sistem LTE, yang terdiri dari tiga bagian: jaringan inti (EPC), stasiun basis (eNB), dan pengguna (UE).Setiap bagian menerapkan fungsi yang sesuai sesuai dengan tumpukan protokol 3GPP LTEDi sisi UE, arsitektur mencakup fungsi seperti PHY, MAC, RLC, PDCP, dan RRC. UE berkomunikasi dengan eNB untuk pertukaran data uplink dan downlink melalui antarmuka udara.Di tengah adalah arsitektur eNB, yang mencakup antarmuka udara dengan UE dan antarmuka S1-U dan S1-MME dengan jaringan inti. di sisi kanan adalah EPC, yang terutama terdiri dari elemen jaringan seperti MME, S-GW,dan P-GW. Gambar 2 menunjukkan arsitektur sistem NR. Antarmuka radio 5G mewarisi tumpukan protokol 4G, dengan lapisan SDAP tambahan yang diperkenalkan di bidang pengguna untuk menandai Quality of Service (QoS).Arsitektur sistem 5G juga dibagi menjadi tiga bagian: pengguna (UE), stasiun basis 5G (gNodeB), dan jaringan inti (5GC).

Gambaran umum Teknologi Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) skala besar adalah teknologi kunci dalam komunikasi jaringan 5G.Ini menggunakan array antena berskala besar untuk mencapai transmisi sinyal yang efisien dan penerimaanDengan meningkatkan jumlah antena,teknologi MIMO skala besar dapat secara signifikan meningkatkan kapasitas saluran dan efisiensi spektrum dari sistem tanpa memerlukan sumber daya spektrum tambahan atau daya transmisiUntuk mewujudkan visi 5G dan memenuhi persyaratan kinerja kritis untuk efisiensi spektrum, sangat penting untuk membuat prototipe dan memvalidasi MIMO skala besar dan teknologi terkait lainnya.Karena simulasi berbasis komputer saja tidak dapat mengatasi banyak masalah kompleks yang belum terpecahkan, perlu untuk mengembangkan sistem prototipe yang dapat beroperasi secara real time di bawah kondisi saluran yang sebenarnya dan mengirimkan / menerima sinyal RF nyata.yang menggabungkan perangkat lunak simulasi pada komputer dengan platform radio yang didefinisikan perangkat lunak (SDR), dapat mengatasi tantangan ini, memfasilitasi transisi dari simulasi teoritis ke aplikasi praktis dan dengan demikian mempercepat pengembangan sistem komunikasi generasi berikutnya. Solusi Solusi ini diterapkan dengan menggunakan LuowaveUSRP-LW N321platform, yang terutama terdiri dari program RF front-end USRP-LW N321, server, switch, dan sumber jamOctoClock-LW-G. Diagram Pengaturan Model yang direkomendasikan PeraturanUSRP-LW N321adalah radio jaringan yang didefinisikan perangkat lunak yang dapat memberikan keandalan dan kemampuan toleransi kesalahan untuk penyebaran dalam sistem nirkabel berskala besar dan terdistribusi.Ini adalah SDR berkinerja tinggi yang menggunakan desain RF yang unik untuk menawarkan 2 saluran RX dan 2 TX dalam ukuran RU setengah lebarArsitektur sinkronisasi yang fleksibel mendukung referensi jam 10 MHz, referensi waktu PPS untuk input TX LO dan RX LO eksternal, memungkinkan platform pengujian MIMO koheren fase. OctoClock-LW-Gadalah sistem alokasi perangkat untuk sumber jam presisi tinggi. sangat berguna bagi pengguna yang ingin membangun sistem multi-saluran dan menyinkronkan ke waktu referensi umum.kita dapat menggunakan OctoClock-G untuk melakukan operasi koheren pada USRP N210 dan sinkronisasi dengan sistemHal ini memungkinkan banyak aplikasi array berfase, seperti beamforming, super-resolusi direction finding, kombinasi keragaman, atau desain transceiver MIMO.

5G Millimeter Wave USRP Solusi Ringkasan Karena permintaan untuk transmisi data ultra-tinggi, latensi rendah dan kapasitas besar di pasar komunikasi seluler semakin kuat,industri komunikasi perlu mengembangkan pita frekuensi lain dari teknologi nirkabel 5G untuk mengurangi tekanan saat ini pada penggunaan spektrum nirkabel di jaringan.   Gelombang milimeter 5G, menurut protokol 3GPP 38.101, 5G NR terutama menggunakan dua pita frekuensi: pita frekuensi FR1 dan pita frekuensi FR2.Jangkauan frekuensi FR1 adalah 450MHz - 6GHz, juga dikenal sebagai pita frekuensi Sub-6GHz; rentang frekuensi pita frekuensi FR2 adalah 24,25GHz - 52,6GHz, biasanya disebut sebagai gelombang milimeter.     Keuntungan dari 5G mmWave Kecepatan tinggi dan kapasitas besar: mmWave dapat memberikan kecepatan transmisi data yang sangat tinggi, dengan kecepatan puncak mencapai 30 Gbps, mendukung koneksi simultan dari sejumlah besar perangkat,dan cocok untuk skenario seperti streaming langsung dariDefinisi video dan realitas virtual. Latensi rendah: Teknologi mmWave dapat mencapai respons yang lebih cepat dengan mengurangi latensi komunikasi.seperti mengemudi otonom dan remote control. Direktifitas tinggi: mmWave memiliki arah yang baik dan sinar sempit, yang kondusif untuk penentuan posisi dan transmisi yang tepat, dan dapat meningkatkan keamanan sinyal dan mengurangi gangguan. Karakteristik untuk semua cuaca: Penyebaran gelombang mm jauh kurang dipengaruhi oleh iklim, dan memiliki karakteristik semua cuaca. Saat ini, transceiver USRP dapat mengirim dan menerima sinyal RF di bawah 6 GHz, yang mencakup pita frekuensi Sub6G.Modul ekspansi mmWaveuntuk USRP, yang dapat mengkonversi sinyal frekuensi menengah ke pita frekuensi mmWave, sehingga membantu pengguna dengan cepat membangun sistem komunikasi seluler 5G mmWave.   Solusi Sistem komunikasi gelombang milimeter 5G dibangun berdasarkan seri platform radio USRP-LW/SDR-LW yang didefinisikan oleh perangkat lunak,modul ekspansi gelombang milimeter dan platform perangkat lunak OpenAirInterface (OAI) 5GIni memiliki fungsi untuk mensimulasikan lingkungan jaringan 5G NSA/SA dan dapat mendukung eksplorasi teknologi terkait untuk komunikasi gelombang milimeter 5G.Melalui penggunaan berbagai jenis perangkat keras radio yang didefinisikan oleh perangkat lunak dan parameter konfigurasi stasiun dasar yang berbeda, fungsi yang berbeda dapat dicapai. Sistem ini dapat sepenuhnya mensimulasikan tumpukan protokol end-to-end, sepenuhnya mensimulasikan stasiun pangkalan, terminal dan jaringan inti, dan memenuhi spesifikasi protokol 3GPP yang sesuai.Ini mendukung antarmuka dengan peralatan komersial dan mendukung pengembangan sekunder berdasarkan protokol tumpukan.   Diagram Pengaturan Sisi stasiun pangkalan: Ini terdiri dari satu perangkat radio independen berkinerja tinggi SDR-LW 2974, satu modul ekspansi gelombang milimeter modul konversi atas dan satu modul konversi bawah, dan dua antena tanduk gelombang milimeter.     Sisi terminal: Hal ini terdiri dari perangkat lunak yang didefinisikan perangkat radio USRP-LW B210, modul konversi gelombang milimeter, modul konversi ke bawah, komputer bagian atas, dan dua antena tanduk gelombang milimeter.         Produk terkait Persyaratan pemrosesan 5G-NR jauh lebih tinggi daripada 4G, sehingga membutuhkan perangkat SDR berkinerja tinggi atau bahkan PC yang lebih maju sebagai komputer host untuk USRP.Melalui disertai gelombang milimeter modul ekspansi dan up-converter, konversi frekuensi terus menerus dari 24 GHz ke 44 GHz dapat didukung, memenuhi kebutuhan penelitian komunikasi gelombang milimeter 5G. (1) Seri SDR-LWSeri SDR-LW adalah perangkat mandiri SDR berkinerja tinggi yang diluncurkan oleh Luoguang Electronics.Dengan bekerja secara sinergis dengan prosesor Intel X86 dan FPGA, fleksibilitas peralatan radio yang didefinisikan perangkat lunak ditingkatkan.dan front-end menyadari transmisi sinyal untuk stasiun dasar dan perangkat terminal melalui antena tanduk. Kerangka kerja desain terintegrasi memungkinkan untuk membangun prototipe sistem komunikasi nirkabel seluler berkinerja tinggi dengan cepat.SDR-LW 2974danSDR-LW 3980 model: (2) Seri USRP-LWUSRP-LW N321 adalah perangkat radio software-defined berkinerja tinggi dengan bandwidth instan hingga 200 MHz RF front-end, mendukung konfigurasi MIMO, dan dilengkapi dengan ADC dan DAC berkecepatan tinggi.Ini dapat menangani tugas pengolahan sinyal yang kompleks dan memenuhi berbagai persyaratan komunikasi nirkabel.Stasiun dasar lunak dan terminal lunak diatur pada PC yang terhubung ke USRP-LW N321 untuk mengimplementasikan fungsi tumpukan protokol nirkabel NR.USRP-LW N321 menyelesaikan konversi digital ke analog dan menyelesaikan fungsi pemancar dan penerima di ujung RF. Prosesor baseband dari USRP-LW N321 mengadopsi Xilinx Zynq-7100 SoC, mengintegrasikan FPGA skala besar yang dapat diprogram pengguna dan CPU ARM dual-core,memberikan dukungan yang kuat untuk pemrosesan real-time dan latensi rendahDengan menggunakan port SFP + dan QSFP +, USRP-LW N321 dapat mentransmisikan aliran data I / Q throughput tinggi ke PC host atau koprosesor FPGA, memenuhi persyaratan pemrosesan data berkecepatan tinggi.Ini mendukung tugas eksekusi jarak jauh, seperti pembaruan perangkat lunak, restart, dan reset pabrik, sehingga menyederhanakan kontrol dan manajemen jaringan radio.

Gambaran umum Saat kita memasuki era 6G, pita frekuensi komunikasi nirkabel maju ke kisaran yang lebih tinggi seperti gelombang milimeter dan terahertz,secara bertahap tumpang tindih dengan frekuensi sensing radar tradisionalMengintegrasikan sensing dan komunikasi pada spektrum yang sama tidak hanya meningkatkan pemanfaatan sumber daya spektrum tetapi juga mengurangi kelangkaan sumber daya spektrum nirkabel tradisional.Dalam istilah sederhana, teknologi sensing dan komunikasi terintegrasi melibatkan penambahan kemampuan seperti radar (sensing) ke jaringan komunikasi seluler yang ada (komunikasi),memungkinkan deteksi dan pelacakan objek di sekitarnya seperti drone, mobil, atau kapal. Dalam arti sempit, sensing dan komunikasi terintegrasi mengacu pada sistem komunikasi yang mampu jarak, pengukuran kecepatan, pengukuran sudut, pencitraan, deteksi target, pelacakan target,dan pengenalan target, yang awalnya disebut "integrasi komunikasi radar". Dalam arti yang lebih luas, sensing dan komunikasi terintegrasi mengacu pada sistem komunikasi yang dapat merasakan atribut dan keadaan semua layanan, jaringan, pengguna, terminal,dan objek lingkungan, berpotensi melampaui kemampuan radar tradisional dalam sensing. Solusi Arsitektur keseluruhan platform perangkat keras sistem sensing dan komunikasi terintegrasi ditunjukkan pada Gambar 1.perangkat keras radio yang didefinisikan perangkat lunak seri SDR-LW/USRP-LW berfungsi sebagai transceiver sensing dan komunikasi terintegrasiSaat mentransmisikan sinyal untuk melayani pengguna komunikasi, ia juga menerima sinyal gema untuk memungkinkan deteksi beberapa target. Model yang direkomendasikan PeraturanSeri SDR-LWadalah perangkat mandiri SDR (Software-Defined Radio) berkinerja tinggi yang diluncurkan oleh Luoguang Electronics, yang terdiri dari prosesor internal, FPGA, dan RF front-end.Dengan memanfaatkan operasi kolaboratif dari prosesor Intel X86 dan FPGA, fleksibilitas peralatan radio software-defined ditingkatkan. kerangka kerja desain all-in-one memungkinkan penyebaran sistem sensing dan komunikasi terintegrasi dengan cepat,baik di dalam maupun di luar ruangan.