原创浅谈现代GNSS模拟中的软件定义架构

 2023-2-13 09:20  790 7 7 分类: 通信文集: 车辆无线通信

随着技术的迭代更新，GPS/GNSS模拟技术也在不断发展进步。在过去，想要进行GNSS仿真基本上只有一种选择：使用固定式或分配式的硬件进行模拟。而如今，带来颠覆性创新的新型软件定义架构正在迅速取代传统的定制架构，这种独特、创新的方法也为GNSS模拟的未来带来了更多可能性。那么这两者之间有什么区别呢？

使用固定式或分配式的硬件进行模拟：

使用固定式或分配式的硬件进行模拟的方法一般仅适用于小批量生产的定制硬件，虽然很常见，但效率低下且不可持续。虽然这一方法已经经过了时间考验，但与此同时也出现了更好的方法可供选择。除了受到应用限制之外，固定式硬件方法的局限性很大，目前仍存在一些问题：

需要长期进行升级，且成本昂贵，同时安装过程繁琐并需要配备额外硬件；
硬件需要按不同的项目需求进行定制；
信号数量受FPGA通道限制；
硬件是定制的，并且只进行小批量生产；
硬件更新常需要五年或更长时间。

使用开放的软件定义架构进行模拟：

借助软件定义的GNSS模拟可以通过快速高效的开发获得最大的可扩展性和灵活性。若后续需要升级最新功能只需要简单的操作，比如进行软件下载和许可软件安装。在GNSS模拟中选择软件定义架构具备更明显的优势，为用户带来最佳价值：

是动态的和面向未来的
以低成本获得高性能
只需购买所需功能，可按需升级更强大的功能
使用量产的高端SDR和GPU，在规模经济中获益
无需专用硬件即可集成干扰信号
可以轻松定制新的以及实验性信号
升级COTS硬件性能来提高系统性能
无需专用硬件即可集成干扰信号

软件定义架构优势对比：

更低的TCO（Total Cost of Ownership）—— 更低的初始系统成本（硬件/软件）和更低的支持成本，这意味着可以将预算用于其他项目、购买多个系统或添加更多软件解决方案。

非专有软件 —— 专用硬件并不具备灵活性，无法从同一平台创建非GNSS信号。纯软件解决方案使用户能够携带自己的设备，从而减少后续需要的硬件和设备扩展。

软件无线电（SDR）—— 软件无线电能够根据测试要求重新进行配置，可以轻松添加或删除信号，也能够轻松进行系统升级。快速的测试设置在提高效率的同时，也能够创建高级应用场景，比如干扰和欺骗等，既不需要额外的硬件配置，也不需要其它的外部设备。

强大的软件 —— 所有测试都在一个稳定、响应迅速、易于使用的单一软件中进行，因此可以花更少的时间进行设置，将更多的时间花在模拟上。

自动化与集成 —— 命令和信息存储在软件中，可以更快地与其他系统进行集成，体验自动化带来的生产力指数级增长。

在选择传统方法与软件定义方法前，可以思考以下几点：

是否担心干扰和欺骗？
是否需要在测试的同时查看接收机？
是否需要自动化测试？

在这些情况下，将模拟器升级为软件定义架构是更好的选择。在当今日益复杂的射频环境中，GNSS设备性能测试是至关重要的。基于软件的仿真平台支持在任何地点使用，可以模拟所有星座、所有频率的所有可见卫星，具有1000Hz的迭代率和超高的动态，随时随地创建并更新场景。高级干扰和欺骗功能允许用户同时模拟多种威胁，自动确定每个信号之间的信号动态。