随着5G通(tòng)信、相控阵(zhèn)雷(léi)达(dá)等技術(shù)的(de)快(kuài)速發(fà)展(zhǎn)，傳統单通(tòng)道(dào)采集系(xì)統已⽆法(fǎ)滿⾜⾼頻、⼤带(dài)宽(kuān)、多(duō)节(jié)點(diǎn)協同(tóng)的(de) 測試應(yìng)⽤需求，
宽(kuān)带(dài)多(duō)通(tòng)道(dào)同(tóng)步采集系(xì)統是⾯向(xiàng)⾼速、多(duō)源信号(hào)協同(tóng)采集需求的(de)專業解(jiě)決⽅案(àn)，
其核⼼價值 在(zài)于(yú)解(jiě)決宽(kuān)带(dài)多(duō)信号(hào)源在(zài)时(shí)間(jiān)維度(dù)上(shàng)的(de)精準对(duì)⻬問(wèn)題(tí)。
利⽤USRP設備與(yǔ)软(ruǎn)件(jiàn)平台搭建起(qǐ)来(lái)的(de)宽(kuān)带(dài)多(duō)通(tòng)道(dào)同(tóng)步采集系(xì)統，通(tòng)过(guò)⾼集成(chéng)度(dù)射頻前(qián)端與(yǔ)納秒級同(tóng)步技術(shù) 的(de)融合，
突破性(xìng)地(dì)解(jiě)決了(le)多(duō)通(tòng)道(dào)信号(hào)采集中的(de)时(shí)鐘(zhōng)抖動(dòng)、相位(wèi)失配等關(guān)鍵問(wèn)題(tí)，典型應(yìng)⽤场(chǎng)景包(bāo)括MIMO通(tòng)信 系(xì)統验(yàn)證、雷(léi)达(dá)相控阵(zhèn)以(yǐ)及(jí)分(fēn)布(bù)式頻譜監測等。
使⽤該系(xì)統可(kě)加速⽤⼾在(zài)教學(xué)科研、原型機(jī)開(kāi)發(fà)和(hé)算法(fǎ)验(yàn)證⽅⾯實(shí)現(xiàn)从理(lǐ)論仿真(zhēn)到(dào)實(shí)際應(yìng)⽤的(de)过(guò)渡，为(wèi)複雜 電(diàn)磁环(huán)境下(xià)的(de)⾼精度(dù)信号(hào)分(fēn)析提(tí)供基礎設備⽀撐。
宽(kuān)带(dài)多(duō)通(tòng)道(dào)同(tóng)步采集系(xì)統基于(yú)信号(hào)同(tóng)步技術(shù)
主(zhǔ)要(yào)包(bāo)含3台USRP采集設備、1台时(shí)鐘(zhōng)分(fēn)配設備、1台數據(jù)交換 設備、1台信号(hào)處(chù)理(lǐ)設備、3套(tào)阵(zhèn)列天(tiān)線(xiàn)，系(xì)統框图(tú)如(rú)下(xià)图(tú)所(suǒ)⽰。
系(xì)統使⽤的(de)OctoClock-G CDA-2990是⼀个(gè)⾼精度(dù)的(de)时(shí)鐘(zhōng)分(fēn)配設備，
能(néng)夠使⽤內(nèi)部(bù)的(de)GPSDO或(huò)外(wài)部(bù)的(de)时(shí)鐘(zhōng) 源産⽣8路(lù)同(tóng)頻同(tóng)相的(de)10MHz參考信号(hào)和(hé)PPS信号(hào)。
时(shí)鐘(zhōng)分(fēn)配設備图(tú)⽰
我(wǒ)们(men)可(kě)以(yǐ)利⽤CDA-2990同(tóng)时(shí)对(duì)8台UCRP4320進(jìn)⾏时(shí)鐘(zhōng)同(tóng)步，可(kě)以(yǐ)使系(xì)統擴展(zhǎn)⾄32通(tòng)道(dào)，
進(jìn)⽽實(shí)現(xiàn)很多(duō)的(de)相 控阵(zhèn)應(yìng)⽤，例如(rú)波(bō)束(shù)形成(chéng)，超分(fēn)辨測向(xiàng)，或(huò)⼤規模MIMO系(xì)統。
數據(jù)交換設備⽤来(lái)連(lián)接信号(hào)處(chù)理(lǐ)設備與(yǔ)UCRP4320，實(shí)現(xiàn)⾼速數據(jù)彙聚傳輸。根(gēn)據(jù)傳輸的(de)數據(jù)量(liàng)⼤⼩可(kě)選配 千(qiān)兆⽹交換機(jī)或(huò)者(zhě)万(wàn)兆⽹交換機(jī)，⽐如(rú)華为(wèi)S5735S-S24S4X-A，可(kě)同(tóng)时(shí)⽀持(chí)24⼝千(qiān)兆以(yǐ)太⽹交換和(hé)4⼝万(wàn)兆 光(guāng)⼝。
对(duì)于(yú)需要(yào)采集空(kōng)間(jiān)電(diàn)磁波(bō)信号(hào)的(de)场(chǎng)景，可(kě)選⽤棒狀天(tiān)線(xiàn)或(huò)阵(zhèn)列天(tiān)線(xiàn)。
接下(xià)来(lái)我(wǒ)们(men)以(yǐ)分(fēn)布(bù)式⾼精度(dù)測向(xiàng)定(dìng)位(wèi)應(yìng)⽤为(wèi)案(àn)例，介紹宽(kuān)带(dài)多(duō)通(tòng)道(dào)同(tóng)步采集系(xì)統的(de)搭建與(yǔ)測試验(yàn)證。
案(àn)例中分(fēn)布(bù)式地(dì)部(bù)署(shǔ)了(le)3个(gè)站點(diǎn)，每个(gè)站點(diǎn)間(jiān)隔約20⽶，站點(diǎn)通(tòng)过(guò)以(yǐ)太⽹進(jìn)⾏數據(jù)傳輸。
射頻連(lián)接
每台UCRP4320設備⽀持(chí)4个(gè)接收(shōu)通(tòng)道(dào)和(hé)4个(gè)發(fà)射通(tòng)道(dào)，案(àn)例中单設備使⽤4个(gè)接收(shōu)通(tòng)道(dào)，系(xì)統共(gòng)12个(gè)接收(shōu)通(tòng) 道(dào)，各射頻通(tòng)道(dào)通(tòng)过(guò)射頻線(xiàn)缆(lǎn)分(fēn)别連(lián)接到(dào)3个(gè)4阵(zhèn)元(yuán)線(xiàn)阵(zhèn)天(tiān)線(xiàn)。
时(shí)鐘(zhōng)分(fēn)配設備連(lián)接
OctoClock-G CDA-2990时(shí)鐘(zhōng)分(fēn)配設備可(kě)以(yǐ)提(tí)供8路(lù)10MHz时(shí)鐘(zhōng)信号(hào)和(hé)8路(lù)1PPS同(tóng)步觸發(fà)信号(hào)。
⽤同(tóng)軸線(xiàn)缆(lǎn)連(lián)接时(shí)鐘(zhōng)分(fēn)配設備的(de)1 0 M H z輸出⼝到(dào)U C R P 4 3 2 0 的(de)R E F I N端⼝，連(lián)接P P S O U T⼝到(dào)UCRP4320的(de)TRIG In端口(kǒu)。
⽹線(xiàn)連(lián)接
使⽤RJ45線(xiàn)缆(lǎn)将3台UCRP4320的(de)千(qiān)兆以(yǐ)太⽹⼝分(fēn)别連(lián)接到(dào)交換機(jī)，PC與(yǔ)交換機(jī)之間(jiān)也(yě)通(tòng)过(guò)RJ45電(diàn)缆(lǎn)連(lián)接。
經(jīng)过(guò)相位(wèi)差估計(jì)后，可(kě)以(yǐ)看(kàn)到(dào)，单設備內(nèi)4个(gè)通(tòng)道(dào)相位(wèi)誤差为(wèi)1°以(yǐ)內(nèi)，設備 間(jiān)12个(gè)通(tòng)道(dào)相位(wèi)誤差为(wèi)5°以(yǐ)內(nèi)
我(wǒ)们(men)以(yǐ)分(fēn)布(bù)式高(gāo)精度(dù)測向(xiàng)定(dìng)位(wèi)應(yìng)用(yòng)为(wèi)案(àn)例，展(zhǎn)示了(le)宽(kuān)带(dài)多(duō)通(tòng)道(dào)同(tóng)步采集系(xì)統的(de)設計(jì)與(yǔ)部(bù)署(shǔ)實(shí)現(xiàn)，並(bìng)且(qiě)測試了(le)各通(tòng)道(dào)的(de)同(tóng)步性(xìng)能(néng)，单設備內(nèi)4个(gè)通(tòng)道(dào)相位(wèi)誤差为(wèi)1°以(yǐ)內(nèi)，設備間(jiān)12个(gè)通(tòng)道(dào)相位(wèi)誤差为(wèi)5°以(yǐ)內(nèi)
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