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Mit dem Fortschritt der drahtlosen Kommunikation, Radarerkennung und elektronischen Aufklärungstechnologien,Die Nachfrage nach mehrkanaler synchroner Signalgewinnung wird immer kritischer.LUOWAVE hat ein hochpräzises 16-Kanal-Synchronsignalgewinnungssystem entwickelt, das aufUSRP-LW N321Dieses System ermöglicht die parallele Erfassung und die präzise Zeit-Frequenz-Ausrichtung und unterstützt wichtige Anwendungen wie die Raumspektralrichtungsermittlung und MIMO-Systeme. 1. Systembeschreibung Das 16-Kanal-Synchronsignalempfangssystem basiert auf LUOWAVEUSRP-LW N321Plattform, bestehend aus USRP-LW N321-Geräten, einem Host-Controller, einem Netzwerkschalter, einer OctoClock-LW-G-Uhrquelle und einem Signalgenerator. Das System verwendet acht USRP-LW N321 Geräte (insgesamt 16 Kanäle), die alle über 10G Glasfaser mit dem Switch verbunden sind und durch eine OctoClock-LW-G-Uhrquelle synchronisiert werden.Ein Signalgenerator liefert das lokale Oszillatorsignal (LO), der über einen Stromsplitter verteilt wird, um eine Phasenkohärenz von mehr als 1° über alle Kanäle hinweg zu gewährleisten.Bereitstellung hochpräziser synchronisierter Signaldaten für fortgeschrittene Forschungsanwendungen wie die hochgenaue Richtungsfindung des räumlichen Spektrums und die Konstruktion von MIMO-Transceiversystemen. 2. Systemkomponenten (1) Programmierbare SDR (USRP-LW N321) DieUSRP-LW N321als HF-Frontend dient und einen Frequenzbereich von 3 MHz bis 6 GHz mit bis zu 200 MHz sofortiger Bandbreite pro Kanal abdeckt.Unterstützung von verteilter Architektur, und die programmierbare Flexibilität machen es ideal für mehrkanälige synchrone Aufnahmesysteme. (2) Host-Controller Für die Echtzeit-Basisband-Signalverarbeitung und die Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung wird ein leistungsstarker Server mit einer 100G-Beschleunigerkarte empfohlen.Gewährleistung einer soliden Unterstützung für die Prototypenbildung und theoretische Validierung komplexer SystemeIn diesem System verwenden wir SDR-LW 4940 als Host Controller. (3)OctoClock-LW-G Uhrquelle Bietet 10 MHz- und PPS-Referenzen zur Synchronisierung aller USRP-LW N321-Einheiten, um eine präzise Zeiterstellung und Ausrichtung des Auslösers zu gewährleisten. (4) Signalgenerator Ein externes LO-Signal wird erzeugt und über einen Leistungsaufteil in acht Bahnen aufgeteilt, die in die LO-Eingänge aller USRP-LW N321-Einheiten eingespeist werden, um die Phasensynchronisation aufrechtzuerhalten. (5) Netzübergang Verbindet den Server und acht USRP-LW N321-Geräte über 10G Glasfaser, während der Server über eine 100G Glasfaserverbindung für eine Datenübertragung mit hohem Durchsatz verbindet. 3. Systemtopologie und Verbindungen (1) Uhr- und PPS-Triggerverbindungen Der OctoClock-LW-G liefert acht 10-MHz-Uhr-Ausgänge und acht PPS-Synchronisationssignale. (2) LO Verteilung Ein hochstabiler Signalgenerator versorgt einen 8-Wege-Stromsplitter und liefert LO-Signale an alle USRP-LW N321-Einheiten über gleich lange Kabel, um die Frequenz-, Phase- und Zeitsynchronisation zu gewährleisten. (3) Datenverbindung SDR-Frontend-Daten werden über 10G-SFP+-Schnittstellen an den Server übertragen. (4) HF-Verbindungen Jeder USRP-LW N321 unterstützt zwei RX- und zwei TX-Kanäle, die über HF-Kabel an ein Antennenarray angeschlossen sind, das in einer bestimmten Konfiguration angeordnet ist. 4Schlüsselspezifikationen Frequenzbereich: 3 MHz ∼ 6 GHz (asynchron), 450 MHz ∼ 6 GHz (synchron) Signalbandbreite: bis zu 200 MHz (3 dB), maximale Probenahmerate von 250 Msps (konfigurierbar als ganzzahlige Teilmultiplikate der Masteruhr: 200/245.76/250 MHz) Kanäle: Standard 16-Kanal-Einstellung (erweiterbar) Aufbewahrung: 64 TB SSD (unterstützt 2-stündige Aufzeichnung bei 16 ch × 122,88 Msps) Phase Synchronisation: < 1° Phasenkohärenz für MIMO-Anwendungen und Raumspektrumanwendungen Visualisierung: Echtzeit-Spektrogramme (maximale Aufrechterhaltung, Durchschnitt, Persistenz), Wasserfall-Grafiken Datenformat: Roh binäre IQ-Dateien kompatibel mit MATLAB/Tools von Drittanbietern Wiedergabe: Langzeitaufnahme mit selektiver Wiedergabe GPSDO: Optional eingebautes GPS für genaue Geolokalisierung und Zeitstempel 5. Signal-Acquisition-Software-Schnittstelle

Übersicht Die Nutzung von Open-Source-Systemplattformen und -Hardware zur Untersuchung von Basisstationen im kleinen Maßstab ist eine wichtige Forschungsrichtung auf dem Gebiet der Funk- und LTE-Wireless-Kommunikation.Traditionelle kommerzielle Basisstationsgeräte sind teuer, hat lange Entwicklungszyklen, hohe Betriebskomplexität und umständliche Funktionsänderungen.Um das Problem der komplexen Funktionsänderungen und der langen Entwicklungszyklen bei der Untersuchung von Basisstationen für drahtlose LTE-Kommunikation zu lösen, 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 terminalsDieser Ansatz vermeidet die Probleme von sperrigen und teuren Basisstationen mit langen Entwicklungszyklen und verbessert die Effizienz der Forschung an Basisstationen und Terminalinteraktionen. Die Lösung Basierend auf der USRP-LW/SDR-LW-Serie von softwaredefinierter Funkhardware, kombiniert mit Softwareplattformen wie srsRAN und OpenAirInterface (OAI) 5G,Eine 4G/5G-Simulationsbasisstation und ein Terminal können gebaut werden. Durch die Verwendung verschiedener Modelle von softwaredefinierter Funkhardware und verschiedener Basisstationskonfigurationsparameter können unterschiedliche Funktionalitäten erreicht werden.Dieses System kann den End-to-End-Protokoll-Stack vollständig simulieren, um die Basisstation, das Terminal und das Kernnetzwerk genau zu modellieren und gleichzeitig die entsprechenden 3GPP-Protokollspezifikationen einzuhalten.Es unterstützt die Integration mit kommerziellen Geräten (wie z. B. kommerziellen Terminals und Kernnetzen) und ermöglicht eine sekundäre Entwicklung auf der Grundlage des Protokollstacks. Abbildung 1 zeigt die LTE-Systemarchitektur, die aus drei Teilen besteht: dem Kernnetz (EPC), der Basisstation (eNB) und dem Benutzer (UE).Jeder Teil führt seine entsprechenden Funktionen gemäß dem 3GPP LTE-Protokollstapel durch.Auf der UE-Seite umfasst die Architektur Funktionen wie PHY, MAC, RLC, PDCP und RRC. Die UE kommuniziert mit dem eNB für den Uplink- und Downlink-Datenaustausch über die Luftoberfläche.In der Mitte ist die eNB-Architektur, die die Luft-Schnittstelle mit der UE und die Schnittstellen S1-U und S1-MME mit dem Kernnetz umfasst.und P-GW. Abbildung 2 zeigt die NR-Systemarchitektur. Die 5G-Funkoberfläche erbt den 4G-Protokollstapel mit einer zusätzlichen SDAP-Schicht, die in der Benutzerebene eingeführt wird, um die Qualität des Dienstes (QoS) zu markieren.Die 5G-Systemarchitektur ist ebenfalls in drei Teile unterteilt.: der Benutzer (UE), die 5G-Basisstation (gNodeB) und das Kernnetzwerk (5GC).

Übersicht Die großflächige Multiple-Input-Multiple-Output-Technologie (MIMO) ist eine Schlüsseltechnologie für die Kommunikation im 5G-Netzwerk.Es verwendet groß angelegte Antennenanlagen, um eine effiziente Signalübertragung und -empfang zu erreichenDurch die Erhöhung der Anzahl der Antennendie groß angelegte MIMO-Technologie kann die Kanalkapazität und die Spektralleistung des Systems erheblich verbessern, ohne dass zusätzliche Spektrumressourcen oder Übertragungsleistung erforderlich sind;Um die 5G-Vision zu verwirklichen und die kritischen Leistungsanforderungen an die Spektraleffizienz zu erfüllen, ist es wichtig, groß angelegte MIMO und andere verwandte Technologien zu prototypieren und zu validieren.Da computergestützte Simulationen allein viele der komplexen ungelösten Probleme nicht lösen können,, ist es notwendig, Prototypen von Systemen zu entwickeln, die in Echtzeit unter realen Kanalbedingungen arbeiten und reale HF-Signale übertragen/empfangen können.mit einer Leistung von mehr als 50 W und einer Leistung von mehr als 50 W, können diese Herausforderungen bewältigen und den Übergang von der theoretischen Simulation zur praktischen Anwendung erleichtern und so die Entwicklung von Kommunikationssystemen der nächsten Generation beschleunigen. Die Lösung Diese Lösung wird mit Luowave implementiert.USRP-LW N321Plattform, die hauptsächlich aus dem programmierbaren RF-Frontend USRP-LW N321 besteht, Servern, Schaltern und der UhrquelleOctoClock-LW-G. Einrichtungsdiagramm Empfohlenes Modell DieUSRP-LW N321ist ein netzwerksoftwaredefiniertes Funkgerät, das für den Einsatz in großflächigen und verteilten drahtlosen Systemen zuverlässig und fehlertolerant sein kann.Es handelt sich um eine leistungsstarke SDR, die ein einzigartiges HF-Design verwendet, um 2 RX- und 2 TX-Kanäle in einer halbbreiten RU-Größe anzubietenDie flexible Synchronisierungsarchitektur unterstützt eine 10 MHz-Uhrreferenz, eine PPS-Zeitreferenz für externe TX LO- und RX LO-Eingänge und ermöglicht eine phase-kohärente MIMO-Testplattform. OctoClock-LW-Gist ein Gerätezuweisungssystem für hochpräzise Uhrquellen. Es ist sehr nützlich für Benutzer, die ein Mehrkanalsystem einrichten und auf eine gemeinsame Referenzzeit synchronisieren möchten.Wir können OctoClock-G verwenden, um kohärente Operationen auf USRP N210 durchzuführen und mit dem System synchronisierenDies ermöglicht viele Anwendungen von Phasen-Arrays, wie Beamforming, Super-Resolution-Richtungsfindung, Diversity-Kombination oder das Design von MIMO-Transceivern.

5G Millimeterwelle USRP Lösung Überblick Da die Nachfrage nach ultrahoher Datenübertragung, geringer Latenzzeit und großer Kapazität auf dem Mobilfunkmarkt immer stärker zunimmt,Die Kommunikationsindustrie muss andere Frequenzbänder der drahtlosen 5G-Technologie entwickeln, um den aktuellen Druck auf die Nutzung der drahtlosen Frequenz in Netzwerken zu lindern.   Die sogenannte 5G Millimeterwelle verwendet nach dem 3GPP 38.101 Protokoll hauptsächlich zwei Frequenzbänder: Frequenzband FR1 und Frequenzband FR2.Der Frequenzbereich des Frequenzbandes FR1 beträgt 450 MHz - 6 GHz, auch als Frequenzband unter 6 GHz bekannt; der Frequenzbereich des Frequenzbandes FR2 beträgt 24,25 GHz - 52,6 GHz, gewöhnlich als Millimeterwelle bezeichnet.     Vorteile von 5G mmWave Hochgeschwindigkeit und große Kapazität: mmWave bietet eine extrem hohe Datenübertragungsgeschwindigkeit mit einer Spitzenrate von 30 Gbps und unterstützt die gleichzeitige Verbindung einer großen Anzahl von Geräten,und geeignet für Szenarien wie Live-Streaming vonDefinitionsvideo und virtuelle Realität. Niedrige Latenzzeit: Die mmWave-Technologie ermöglicht eine schnellere Reaktion, indem sie die Kommunikationsverzögerung reduziert.wie autonomes Fahren und Fernbedienung. Hohe Richtbarkeit: mmWave hat eine gute Richtfähigkeit und schmale Strahlenstrahlen, die eine präzise Positionierung und Übertragung ermöglichen und die Signalsicherheit verbessern und Störungen reduzieren können. Eigenschaften bei allen Wetterbedingungen: Die Verbreitung von mm-Wellen wird viel weniger vom Klima beeinflusst und hat Allwetter-Eigenschaften. Derzeit können USRP-Transceiver HF-Signale unterhalb von 6 GHz senden und empfangen, die das Frequenzband Sub6G abdecken.mmWellen-Erweiterungsmodulefür USRP, das mittelfrequente Signale in das mmWave-Frequenzband umwandeln kann und damit den Nutzern hilft, schnell 5G mmWave-Mobilkommunikationssysteme zu etablieren.   Die Lösung Das 5G-Millimeterwellen-Kommunikationssystem basiert auf der USRP-LW/SDR-LW-Serie von softwaredefinierten Funkplattformen.Millimeterwellen-Erweiterungsmodule und seine OpenAirInterface (OAI) 5G-SoftwareplattformEs hat die Funktion, die 5G NSA/SA-Netzwerkumgebung zu simulieren und kann die Erforschung verwandter Technologien für 5G-Millimeterwellenkommunikation unterstützen.Durch die Verwendung verschiedener Arten von softwaredefinierter Funkhardware und unterschiedlicher Basisstationskonfigurationsparameter, können verschiedene Funktionen erreicht werden. Dieses System kann den End-to-End-Protokollstapel vollständig simulieren, Basisstationen, Endgeräte und Kernnetze vollständig simulieren und die entsprechenden 3GPP-Protokollspezifikationen erfüllen.Es unterstützt die Schnittstelle mit kommerziellen Geräten und unterstützt die sekundäre Entwicklung auf der Grundlage des Protokollstacks.   Einrichtungsdiagramm Seite der Basisstation: Es besteht aus einem leistungsstarken, unabhängigen Funkgerät. SDR-LW 2974, ein Millimeter-Wellen-Erweiterungsmodul-Up-Conversion-Modul und ein Down-Conversion-Modul sowie zwei Millimeter-Wellen-Horn-Antennen.     An der Seite des Endgeräts: Es besteht aus einem softwaredefinierten Funkgerät USRP-LW B210, ein Millimeterwellenverlängerungsmodul, ein Umwandlungsmodul, ein Obercomputer und zwei Millimeterwellen-Hornantennen.         Verwandte Produkte Die Verarbeitungsanforderungen von 5G-NR sind viel höher als die von 4G und erfordern somit leistungsstarke SDR-Geräte oder sogar fortschrittlichere PCs als Hostcomputer für USRP.Durch das begleitende Millimeterwellen-Erweiterungsmodul und den Up-Converter, kann die kontinuierliche Frequenzumwandlung von 24 GHz auf 44 GHz unterstützt werden, um den Forschungsbedarf der 5G-Millimeterwellenkommunikation zu decken. (1) SDR-LW-SerieDie SDR-LW-Serie ist ein leistungsstarkes SDR-Standalone-Gerät, das von Luoguang Electronics eingeführt wurde.Durch die Zusammenarbeit mit dem Intel X86-Prozessor und dem FPGA, wird die Flexibilität softwaredefinierter Funkgeräte verbessert. Der Host des Geräts der SDR-LW-Serie kann 5G-Basisstation/Terminalsoftware ausführen,und der Frontend realisiert Signalübertragung für Basisstationen und Endgeräte durch Hornantennen. Der integrierte Entwurfsrahmen ermöglicht es, schnell Prototypen leistungsstarker mobiler drahtloser Kommunikationssysteme zu bauen.SDR-LW 2974undSDR-LW 3980 Modelle: (2) USRP-LW-SerieUSRP-LW N321 ist eine leistungsstarke softwaredefinierte Funkvorrichtung mit einer sofortigen Bandbreite von bis zu 200 MHz HF-Frontend, unterstützt die MIMO-Konfiguration und ist mit einem Hochgeschwindigkeits-ADC und einem DAC ausgestattet.Es kann komplexe Signalverarbeitungsaufgaben bewältigen und verschiedene Anforderungen an die drahtlose Kommunikation erfüllen.Soft-Basisstationen und Soft-Terminals werden auf dem PC, der mit USRP-LW N321 verbunden ist, eingerichtet, um Funktionen des drahtlosen NR-Protokollstacks zu implementieren.USRP-LW N321 vervollständigt die Digital-Analog-Konvertierung und vervollständigt die Sende- und Empfangsfunktionen am HF-Ende. Der Basisbandprozessor des USRP-LW N321 verwendet den Xilinx Zynq-7100 SoC, der ein großflächiges benutzerprogrammierbares FPGA und eine Dual-Core-ARM-CPU integriert.eine starke Unterstützung für die Echtzeit- und niedrige LatenzverarbeitungDurch die Verwendung von SFP+ und QSFP+-Ports kann USRP-LW N321 hochdurchlaufende I/Q-Datenströme an den Host-PC oder FPGA-Coprozessor übertragen und so die Anforderungen an die Hochgeschwindigkeitsdatenverarbeitung erfüllen.Es unterstützt Remote-Ausführungsaufgaben, wie Softwareaktualisierung, Neustart und Werk-Reset, wodurch die Steuerung und Verwaltung des Funknetzes vereinfacht wird.

Übersicht Während wir in die 6G-Ära eintreten, entwickeln sich die Frequenzbänder für drahtlose Kommunikation in Richtung höherer Bereiche wie Millimeterwellen und Terahertz,allmählich überlappende mit herkömmlichen RadardetektionsfrequenzenDurch die Integration von Sensorik und Kommunikation auf demselben Spektrum wird nicht nur die Nutzung von Spektralressourcen verbessert, sondern auch die Knappheit traditioneller drahtloser Spektrumressourcen gelindert.Einfach ausgedrückt:, die integrierte Sensorik und Kommunikationstechnologie beinhaltet das Hinzufügen radarähnlicher Fähigkeiten (Sensorik) zu unseren bestehenden Mobilfunknetzen (Kommunikation),die Erkennung und Verfolgung von umliegenden Objekten wie Drohnen ermöglicht, Autos oder Schiffe. Im engeren Sinne bezieht sich integrierte Sensorik und Kommunikation auf Kommunikationssysteme, die in der Lage sind, Abstand, Geschwindigkeitsmessung, Winkelmessung, Bildgebung, Zieldetektion, Zielverfolgung,und Zielerkennung, die ursprünglich als "Radar-Kommunikationsintegration" bezeichnet wurde. Im weiteren Sinne bezieht sich integrierte Sensorik und Kommunikation auf Kommunikationssysteme, die die Eigenschaften und Zustände aller Dienste, Netzwerke, Benutzer, Endgeräte,und Umweltobjekte, die die Fähigkeiten des herkömmlichen Radars bei der Erfassung übertreffen könnten. Die Lösung Die Gesamtarchitektur der Hardwareplattform des integrierten Sensor- und Kommunikationssystems ist in Abbildung 1 dargestellt.die softwaredefinierte Funkhardware der SDR-LW/USRP-LW-Serie dient als integrierter Sensor- und KommunikationstransceiverWährend es Signale sendet, um den Kommunikationsnutzern zu dienen, empfängt es auch Echo-Signale, um die Erfassung mehrerer Ziele zu ermöglichen. Empfohlenes Modell DieSDR-LW-Serieist ein von Luoguang Electronics eingeführtes leistungsstarkes SDR- (Software-Defined Radio) -Standalone-Gerät, bestehend aus einem eingebauten Prozessor, einem FPGA und einem HF-Front-End.Durch die Nutzung des gemeinsamen Betriebs des Intel X86-Prozessors und FPGA, wird die Flexibilität der softwaredefinierten Funkgeräte verbessert.ob in Innenräumen oder im Freien.