tag 标签: 卫星通信

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    2023-12-28 10:41
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    12月27日,北京——OPPO今日公布AI、性能、通信、隐私安全四大领域的最新技术进展,包括智能手机的首个听筒/免提双模卫星通话,首个端侧应用70 亿参数大模型,首次亮相的潮汐架构等诸多前沿技术。此次宣布的全新技术组合将全面落地下一代旗舰产品 Find X7系列,为2024年旗舰手机树立全新的技术标杆,并为消费者带来刷新标准的创新旗舰体验。 发布听筒/免提双模卫星通话,引领卫星对讲机进化至卫星手机 OPPO发布卫星天线方向图调控技术,将为下一代旗舰实现听筒/免提双模卫星通话的创新体验。这一技术可以动态调控卫星天线的辐射方向图,使天线波束动态对准卫星,保证用户在听筒和免提两种通话姿态下均可以和卫星保持连接以及通话状态。 OPPO 硬件工程终端天线专家路宝表示:“我们很高兴通过持续的研究和积累,利用一系列的创新技术和专利,第一次在下一代旗舰产品中实现了卫星天线技术上的最新突破。通过卫星通信技术以及全面升级的天线、智慧通信和近场通信技术,我们期待用户在全场景都获得始终可靠的通信体验。” 传统卫星通信手机采用单天线设计,并且无法满足头手状态下发射功率的需求,只能支持免提一种模式的使用,在大风等恶劣的天气环境中会导致无法清晰沟通等问题。OPPO全新的听筒/免提双模卫星通话,第一次让手机卫星通话体验从“卫星对讲机模式”进化到符合用户使用直觉的“卫星电话模式”,帮助用户在极端环境中获得更高效的沟通效率。 行业首个端侧应用70亿参数大模型,大模型手机进入快车道 面向快速发展的大模型技术,OPPO继在ODC正式推出自主训练的大模型——AndesGPT之后,此次也宣布将在 Find X7 系列上实现行业首个端侧应用的70亿参数的模型,通过高精度 4bit 量化等模型压缩,推理引擎的加速,以及与芯片平台深度合作的硬件加速方式,第一次为手机端侧带来完全体的70亿参数大模型,彻底变革手机端侧 AI 的使用方式。 OPPO软件创新中心总经理张峻表示:“OPPO 自主训练的、个性专属大模型——AndesGPT 包含了从十亿到千亿级参数的多种版本,知识储备丰富、拥有无限记忆、也善用工具;端云协同的技术架构,可以支撑多元化的应用场景。在多种技术的配合下,我们也将会在Find X7系列首次实现端侧应用70亿参数的大语言模型,以及生成式的视觉模型,在保障用户隐私安全的情况下,带来响应更快、处理能力更强、生成质量更高的本地AI体验。” 得益于完整的端侧应用的 AndesGPT 70亿参数大语言模型,Find X7 系列将带来自然语言理解、文本内容摘要、通话语音摘要等下一代的AI体验。相比于同平台其他模型,OPPO AndesGPT 70亿参数大语言模型可以在200字首字生成带来20倍的更快响应,面向2000字首字生成也可以实现2.5倍的更快速度。 同时,OPPO 的AndesGPT 可以实现最高14,000的摘要字数上限,达到了同平台其他模型的3.5倍。在生成质量方面,相比于10亿参数模型,AndesGPT 70亿参数大语言模型以更高“智商”的理解能力,为通话摘要能力上带来更完整、更准确的记录。 OPPO还公布基于自主训练的AndesGPT生成式视觉模型,并将为 Find X7 系列带来图像语义理解、主体识别分割,以及图像延展与生成能力,并带来主体消除与实景重绘的全新功能体验。AndesGPT 生成式视觉模式为手机带来适用范围更广的图像体验。 相比同平台其他云端模型只能支持人体的识别,AndesGPT 不仅支持超过120类主体的识别与分割,还可以实现发丝级的分割以及高达6个的多主体分离,以及超大面积图像的填充与自然生成,极大地拓展了生成式视觉大模型的使用范围与实用性。此外,AndesGPT 生成式视觉模型的端侧应用,也带来相比同平台其他模型 60% 的更短生成时间,以及更高的生成精度,为用户带来更随手可用的生成式视觉体验。 独创潮汐架构,突破芯片能效瓶颈 面向旗舰终端用户对芯片能效更加严苛的需求,OPPO首次公布独家的潮汐架构技术。作为芯片软硬融合技术栈,潮汐架构构建了一套从场景识别、到算力需求、缓存匹配,到算力调度的芯片级的性能解决方案,解决移动平台面临的存算分离以及芯片调度的问题,实现旗舰芯片最大化的能效表现。 OPPO 软件技术规划与架构设计总监洪汉生表示:“潮汐架构是OPPO自研的芯片软硬融合技术的集合,是一群懂芯片的人打造的芯片优化技术。过去从一级缓存到系统缓存一直是芯片设计公司的技术区域,通过潮汐架构OPPO突破了技术的边界,掌握了三级缓存到系统缓存的使用,以无人区和深水区芯片级能力,为旗舰产品带来了计算效率的大幅跨越。” 通过与芯片厂商的深度联合研发,OPPO将潮汐架构深入到传统手机厂商无法精细化使用的片上缓存系统,与芯片厂商共同设计了缓存分区,CPU/GPU的动态配比,以及干净数据的快速通道方案。通过潮汐架构,OPPO首次实现系统级缓存的动态匹配,实时地根据计算型任务与渲染性任务为CPU和GPU动态分配系统级缓存资源。通过这一独有的技术,潮汐架构可以实现8%的平均能效收益。 此外,潮汐架构还支持全新的芯片内场景级算力、功耗分析模型,能够实现基于单场景的动态算力与功耗评估和分析,以及实时动态地将每一个计算任务拆解到芯片上各个计算单元的算力分布,找出做到最佳能效组合,为多样性的用户应用都实现更具竞争力的能效表现。通过精准地动态调度GPU的算力,潮汐架构还可以出色地控制显示时延,为安卓旗舰实现前所未有的持续流畅体验。在模拟用户一天320次启动应用的测试中,搭载潮汐架构的Find X7 标准差只有11ms,实现了比同平台和其他平台都持久稳定的流畅表现。 洪汉声还透露OPPO已开始深度参与下一代天玑芯片的设计,探索潮汐架构的更多可能。 超级信号工程,全场景解决网络难题 沟通会期间OPPO还公布一整套自研的通信技术方案——超级信号工程,通过天线技术、智慧通信,以及近场通信三大技术版块,全方位提升Find X7系列从户外到城区,从城区到室内的全场景通信体验。 OPPO通过天线小型化技术和低频四天线的空间分布优化,为下一代旗舰产品带来最高性能的四天线架构。通过结合低ECC和高隔离度技术,OPPO可以进一步提升超级低频四天线的吞吐量并降低网络延迟。面向握持对信号强度的影响,OPPO对低频天线进行了特殊设计,构建了OPPO自研手持状态下的信号模型,改善手持状态下的手机信号状况,实现了最高7dB,平均3dB的信号强度提升。 OPPO独有的智慧通信技术利用安第斯智能云提供的智能计算服务,行业领先的智慧融合链路技术,并结合跨层数据加速能力,实现Wi-Fi和蜂窝多网络组合的加速策略。此外,基于通信QoS链路技术,OPPO通过三大运营商5G精品专网的建立,实现对会议数据进行加速,改善会议时延。 智慧通信技术还为FindX7系列带来AI网络预测技术。通过整合AI技术、通信技术和感知技术,Find X7 系列可以够针对不同的空间形态进行信号预测,智能推荐最合适的用网策略,在如地铁短视频卡顿、进家离家切换最优网络概率等场景都提供更出色的表现。通过智慧通信技术,Find X7系列还将支持卓越的跨端融合通信。通过潘塔纳尔信任链技术,Find X7可以实现手机和平板之间快速无感连接,并基于自研的虚拟数据传输通道,让平板具备手机网络通信能力,用户可以接打电话、收发短信也可以数据上网。 超级信号工程还将为Find X7带来全新的近场通信体验。利用近场通信的穿墙模式,Find X7通过主动噪声识别,动态选择最优的发送和接收时隙,提升抗干扰能力,并结合射频增强技术,实现上行和下行速率的提升。通过高吞吐模式,Find X7 系列可以利用全新的160Mhz带宽进行手机搬家的传输,在不到15分钟的时间就可以完成180GB内容的搬运。利用双天线防丢包技术,Find X7 系列也可以带来更低的Wi-Fi网络时延。利用Wi-Fi & 蓝牙全加速 3.0技术,Find X7系列能够解决传统方案中Wi-Fi和蓝牙的数据传输影响。相比其他产品,这一技术帮助Find X7 系列降低接近150ms的游戏延迟以及18次的直播卡顿。 从软件到硬件全面守护安全隐私 在推动从AI、性能、通信技术创新的同时,OPPO始终高度重视用户的隐私安全,并致力于通过全链路的应用、数据管控,和软硬件结合的创新功能,为用户构建起全方位的隐私保障体系。 为进一步提升用户的隐私安全保护,OPPO带来了基于手机行业安全最高等级的国密二级安全芯片的安全解决方案,将为终端提供最高芯片级隐私保护。相比传统的软件安全方案,芯片级的加密方式可以将敏感权限的管理、授权开关,与操作系统分离,锁进安全芯片的硬件层,由芯片级安全子系统进行管理。 基于芯片级的隐私安全方案,OPPO已在折叠旗舰Find N3中实现创新的VIP模式,配合 OPPO 独有的三段式物理开关,可以快速直观地关闭麦克风、摄像头、定位等敏感权限,为用户隐私信息进行硬件级别加密。
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    2023-12-13 09:42
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    1.面向未来下一代通信技术的射频测试挑战 移动通信网络的发展如下图所示,1G时代用模拟信号传输,实现了语音传输业务;2G时代,数字传输取代了模拟传输,人们能够使用手机短信和手机上网;3G时代,移动通信进入了高速IP数据网络时代,移动高速上网成为现实,大家开启了音频,视频,多媒体的时代;4G时代开始了移动互联网的全面发展时代,网络能够传输更高质量的视频图像;而随着AR、VR、物联网等技术的诞生与普及,5G应运而生,5G不再是一个单一的无线接人技术,而是多种新型无线接入技术和现有4G技术的集成,其应用场景十分广泛。 总的来说,1G到4G主要解决了“人-人”间的网络连接,实现了“沟通泛在”;5G网络则打造了“人-机-物”工业互联体系,正在推动“信息泛在”成为现实;而作为5G的延续,6G网络将进一步使万物的连接延伸至智慧层面,达到“人-自然-智慧”的连接与融合,实现“智能泛在”。 6G的目标是带领人类进入泛在智能化信息社会,并融合通信、计算、感知、智能等建立起空天地海泛在移动通信网,实现全球泛在覆盖的高速宽带通信。相比5G网络,6G最大的特点在于其全球泛在覆盖所带来的多样化:数据来源的多样化、应用的多样化、通信手段的多样化、计算的多样化等,这使得6G网络将具备以下特点: ● 更大信息容量 ● 更高传输速率 ● 更低传输时延 ● 更大连接数量 ● 更高频谱效率 ● 更高能量效率 而针对目前6G的系列特点,如需要实现更大的信息容量和高传输速率,在测试过程中会要求高速的数据传输,高速的数据采集;针对于更大的连接数量,在测试时需要考虑各个接入点之间的信号同步,仿真信道时需要进行大规模输入输出(MIMO)的仿真;针对高频谱效率以及能量效率,6G提出了新兴的技术——RIS智能超表面技术,在信道环境做文章,提高能力以及频谱效率,但是如何测试RIS对信号的增强,反射角度等问题,也是一个严峻的测试挑战。当然6G带来的测试挑战远远不止这些,在6G的发展带来的一系列测试挑战中,本文将重点针对卫星通信领域,雷达测试以及大规模MIMO测试来进行方案介绍。 2.卫星通信测试方案 (1)射频高速采集测试方案 目前来说,6G卫星通信有望用于大容量数据传输,如卫星互联网、遥感数据、卫星图像传输等。这些应用需要高速数据传输来支持大数据的传输和分析。同时6G卫星通信将需要支持大量用户和设备的连接,包括物联网设备、传感器、智能城市设备等。这些技术的实现需要高速数据传输以实现实时通信和数据交换,未来在测试中也不可避免的会需要高速的测试解决方案。 在6G时代,除了一些无线电信号,比如说eMBB+,URLLC+,mMTC+之外,还有很多ku,ka波段的卫星信号,或者是雷达信号需要进行高速的数字化采样。但是他们通常都在射频频段,而数字化一般是对基带信号进行采样: ● 对于输入的信号,需要先下变频到基带(或者是与数字化仪相匹配的频段) ● 通过数字化仪数字化后,可以获得射频信号的数字信号。德思特方案提供的高速数字化仪采样率高达5 GS/s,可支持1.5 GHz带宽。(了解更多产品信息,欢迎扫描文末二维码联系德思特) ● 当信号数字化后,数据通过PCIe总线传输,可支持3.4 GByte/s的传输速率,同时提供SCAPP软件选项,使用Nvidia的专业卡,搭配Linux系统,在不经过CPU的情况下,从采集卡中取出数据至显存或直接利用CUDA核心进行运算处理,达到海量传输的效果。 ● 数据上传到PC端,使用德思特SBench6软件进行分析,可对采样数据进行FFT运输,信号包络的观察,直方图等等分析。 (2)信号调制仿真测试方案 对于6G时代的数字调制技术,目前还在研究阶段,具体的技术和标准尚未完全确定。然而,可以预期的是,6G将需要更高效、更复杂的调制方案来满足其对于更高数据速率、更低延迟和更高可靠性的需求。这可能包括更高阶的调制方案,以及新的、更有效的编码技术。 针对调制的测试,德思特任意波形和函数发生器提供前所未有的灵活性,为工程师提供不同类型的信号和数字调制以测试传输或接收的不同阶段信号链,如调制器、解调器、混频器、滤波器、放大器、低噪声放大器(LNA)等: ● 生成比特流和触发输出信号(用于下一阶段同步)以测试编码器系统的行为。 ● 生成在一个或两个通道上提供的正交基带信号,以测试具有不同参数(例如传输滤波器类型、噪声水平)的信号的传输/接收。 ● 生成IF/RF信号以测试混频器、IF滤波器、发射器放大器和接收器级。 (3)RIS研究测试方案 在6G时代,RIS技术被认为是一种具有潜力得关键技术,它可以改变无线信道的环境,降低信道估计所需的导频开销,解决空间非平稳信道问题,提高波束训练效果以及提高通信系统的性能,提升频谱效率和能量效率。目前RIS技术仍然面临许多挑战,但是已经有许多工程师在进行RIS的研发,那在这个过程中,必不可少需要对RIS的性能进行测试 德思特RIS测试方案,由德思特便携式高频信号源,方向性极好的喇叭天线,以及接收灵敏度高优秀的德思特手持式频谱仪组成。支持两种环境下的测试: a、外场测试: 将德思特高频信号源连接到天线,接收天线连接德思特手持式频谱仪。高频信号通过发射天线转换成电磁波,并在接收天线转换为信号后,通过频谱仪测量到信号的功率。利用对比测试即可判断RIS对信道的效果。 b、暗室测试: 当进行RIS的可调控反射角度测试时,可以在微波暗室使用德思特毫米波RIS测试方案,用信号源发生毫米波信号,操控RIS对电磁波的反射角,两个天线置于弓形架中,把天线对准接收角度,再把天线移到不同的角度观察信号功率强度的变化,以此进行测试。 c、测试案例——外场测试: 客户选用了德思特外场测试方案来对他们的RIS模块性能进行测试。外场测试采用对比测试的方式进行,其中唯一的变量是有无毫米波液晶RIS,其它条件均一致。部署液晶RIS后,终端有 20 dB(100倍) 的信号增强。 3.雷达测试系统方案 雷达技术在6G中将可能成为重要的组成部分,用于智能感知和定位。雷达能够通过探测目标、测量距离、速度和方向来提供环境感知数据。在6G的智能网络中,这些数据可用于实现更高级的位置识别、环境感知和障碍物检测,帮助设备更智能地理解周围环境。雷达技术在6G中也有望与波束成形技术相结合,实现更精准的信号传输和接收。通过雷达的信号处理技术,可以实现更智能化的波束成形和定向传输,提高数据传输的效率和可靠性。 针对雷达方面的测试,德思特提出了雷达信号发生以及雷达信号的数字采集测试两个方案: (1)雷达信号的发生: 在雷达系统开发过程中,脉冲发生器产生不同持续时间的脉冲信号,可以用来供应射频调制链,以测试雷达接收器行为。 a、基本脉冲信号发生 德思特PG-1000系列脉冲发生器可以通过设备图形UI界面和触摸屏幕显示,轻松地创建具有不同脉冲宽度、频率和幅度的脉冲。采用这种解决方案,可以节省开发脉冲系统的时间,研究人员可以将更多的时间精力集中在雷达设计和测试目标上。 b、脉冲/延迟发生器的多目标仿真 在主雷达系统中,往往通过细化系统测量信号的飞行时间,以计算雷达与目标的距离。距离计算公式为:距离(km)=(延迟时间(秒)/2)*3×10^5 km/s。其中,3×10^5 km/s是对光速的近似取值。由公式不难看出,发射信号和接收信号之间的延迟大小取决于距离长短。 在多个目标的情况下,通常会接收到多个信号,并且要求检测系统能够区分它们。德思特PG1000系列脉冲发生器是测试雷达探测链的完美选择,这并不需要完整的雷达系统和一些真实的目标就可以完成多目标仿真测试。 德思特脉冲发生器的多脉冲模式提供具有不同持续时间和延迟的双脉冲、三脉冲和四脉冲,模拟多目标的发送以及回波,可重复高达125 MHz,用于测试雷达探测系统的实时频率操作。10 ps的分辨率和低于25 ps的抖动RMS提供了对射频链预期延迟进行计数,以低于cm级别的分辨率用来模拟目标检测所需的精度。 (2)雷达信号的采集测试 在6G时代,使用具有 短占空比、多种调制类型和关键定时 的脉冲波形的雷达信号需要提供 高带宽、比例采样率、长存储器和快速数据传输 的测量系统。德思特高速模块化数字化仪非常适合采集和处理雷达信号。它们提供高带宽、长采集内存和特殊采集模式,以最大限度地提高内存使用率,提供高速测量和高精度分析。 a、基本的脉冲调制 采用德思特基于PCI的四通道8位数字化仪,带宽为1.5 GHz,最大值为5 GS/s的采样率,此带宽和采样率与直接采集VHF和较低的UHF雷达以及许多高频雷达的中频兼容,在下图中,数字化仪使用2.5兆样本(MS)以每秒5千兆样本(GS/s)的最大采样率采集了500 µs的数据。虽然下图中仅使用完整内存采集了5个脉冲,但实际测试中可以采集超过8000个类似脉冲。 采集的信号在德思特SBench6中显示,同时进行采集的波形分析,比如说使用频率测量功能测量信号的载波频率,在上图左侧的信息窗格中显示结果为1.000 GHz。以及许多数值分析工具,包括快速傅立叶变换(FFT)和有限脉冲响应(FIR)滤波,提取脉冲调制波形的包络等。 b、调制脉冲采样 调制脉冲采样过程和上述基本脉冲的采样是一样的,例如下图中显示了线性扫频雷达啁啾的示例。调制脉冲显示在左侧网格中,在脉冲期间,载波频率从标称998 MHz线性变化到1002 MHz。这在右侧网格所示的FFT提供的频域视图中很明显。 同时还可以采用相位调制来实现脉冲压缩(下图中最右边图像)。相位调制技术将脉冲分成多个段,每个段都以特定的相移进行传输。这些段的长度相等。相移的选择由代码确定。公共码是二进制的,其中码值根据码序列在+1和-1之间切换,对应于0°和180°的相移。最常用的码序列是巴克码,它与其他序列的自相关性较低,并产生具有低旁瓣的频谱。 而调制后的信号可以选择在主机中(德思特高速数字化仪)进行二次开发解调。可以使用第三方软件,例如MATLAB或LabVIEW,甚至可以使用C、C++或Python进行自定义编程。德思特提供了驱动程序和示例程序,以便将这些程序与其数字化仪连接起来。上图最右边图像显示了对采集的相位调制脉冲使用专有解调程序的结果。 c、多重记录模式 为了应对雷达信号采集需要长采集内存的挑战,德思特高速数字化仪还提供多种采集模式,旨在有效地使用采集内存并减少采集之间的死区时间,从而节省存储空间。该模式对于研究雷达操作中的脉冲到脉冲的变化非常有用。 多重记录或分段模式如下图所示,允许以极短的重新准备时间(在5 GS/s采样率下约为6.5 ns)记录多个触发事件。用户可以在段内对触发前和触发后间隔进行编程。采集的段数仅受所用内存的限制,在使用先进先出(FIFO)采集模式时不受限制。与多个触发相关的重要数据存储在采集存储器中的连续段中。不记录与事件之间的死区时间相关的数据。每个触发事件都带有时间戳,因此可以知道每个触发的精确位置。 4.大规模MIMO测试方案 (1)多路信号同步采集: 在6G时代,MIMO(多输入多输出)技术将发挥至关重要的作用,实现分布式超大规模MIMO要将数据和信道状态信息在参与传输的站点之间进行实时的交互,要求站点之间具有高速连接,且各个通道间需要具有很高的同步精度。针对信号同步的数字化采集需求,德思特提出了多路信号同步数字采集的方案: 首先对多路信号输入采集板卡或者说对MIMO系统信号的数字采集来说,往往需要非常多的通道,此时一张板卡的通道数可能不足以覆盖所有的输入信号。因此德思特同步采集方案中提出了使用德思特特有的Star-Hub模块,连接8块数字化仪。例如,将8个M4i系列数字化仪与Star Hub连接在一起,可以创建一个最多有32个完全同步通道的系统。Star Hub在所有板之间分配触发和时钟信息。因此,所有连接的板都使用相同的时钟和相同的触发器运行,任何通道之间都没有相位延迟。所有触发源可以通过逻辑或组合,允许所有卡的所有通道同时成为触发源。多通道的能力允许数字化仪同时应用于多个通信通道,或创建用于天线和传播研究的测量通道阵列。 (2)大规模无线衰落仿真 无线衰落仿真可以帮助通信工程师在设计和优化通信系统时考虑到多径衰落及相关的解决方案。同时在实施新的通信方案之前,可能需要验证其可行性。通过无线衰落仿真,可以预测新方案在实际无线信道中的性能,从而评估其可行性。 针对无线衰落仿真方案,德思特提出以下解决方案,在信号输入端,通常有各种各样的信号,以及不同的信号可能需要不同的组合来进行无线衰落模拟,所以在信号输入与衰减矩阵中,可以根据客户应用,加上或者去掉此开关矩阵。信号通过衰减矩阵时,可以通过编程,任意衰减每一通道的信号强度,以此模拟信号幅度的衰落。 测试案例 客户需要测试他们多端口WIFI信号接收模块的性能,使用衰减器模拟环境中信号的衰减,当路由器信号被衰减器衰减后,信号通过天线或者线缆到接收测试模块,客户通过编程衰减曲线,模拟真实衰减,同时测试当前信道情况的WIFI信号的数据传输速率。 5.总结 在面向6G/星地融合的高速测试解决方案的探索中,德思特深入研究了射频测试的挑战、卫星通信测试方案、雷达系统测试方案以及大规模MIMO测试方案。这些方案不仅提供了对6G技术的深入理解,也提供了一种全新的测试方法,使大家能够更好地应对未来的挑战。 总的来说,6G将带领我们进入一个全新的时代,这个时代将充满无限的可能性和机遇。然而,要实现这些目标,需要有强大的测试工具和方法。德思特的高速测试解决方案为工程师提供了这样的工具和方法,使工程师能够更好地理解和应对6G的挑战!
  • 2023-11-17 10:11
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    来源:德思特测量测试 德思特案例 | Skydel GNSS仿真引擎助力多所高校实现GNSS仿真测试教育 目前高校研究机构很难拥有用于定位、导航和定时(PNT)的测试和模拟工具,卫星导航相关的教育基本都是通过教科书或基于Matlab代码编程进行研究,没办法让学生进行相应的实践、实操练习。而GNSS仿真测试解决了这一问题,学生们可以利用GNSS模拟器进行测试,从而培养出将来他们在公司或研究机构工作中非常有价值的实践技能,所以GNSS仿真测试在当今的教学研究中也非常重要。 密涅瓦(Minerva)学术合作项目助力PNT研究的进步,并与各高校建立可持续的合作伙伴关系,共同开发未来的PNT技术和解决方案,提供强大的Skydel GNSS仿真引擎,为高校提供专门的合作伙伴计划,其中包括全频率、全星座的永久Skydel模拟引擎许可和临时的学生许可。 韩国建国大学合作项目 韩国政府准备发射新的全球卫星导航系统,所以韩国高校进行GNSS教育和研究也迫在眉睫。市面上大多数GNSS模拟方案都有极高的成本,并且基于专有的系统受限。而在研究项目中,更需要对设想阶段和后续实施阶段都没有限制约束的工具,从而促进在研究中迸发创造力。在这方面,基于SDR的软件定义架构——GNSS仿真引擎Skydel具有独一无二的优势,将其作为卫星导航系统研究和教学开发中非常有用且无限制的工具对于高效教育是非常有意义的。 韩国建国大学选择Skydel GNSS仿真引擎来推动GNSS的工程教育和学生研究,实现对多个课题的探索: Multi-GNSS和PP(混合GNSS) 该课题研究的是通过与其他导航系统卫星相结合,提高校正精度的技术。 综合导航 该课题是对卫星导航系统与惯性导航系统集成所需的综合技术进行研究和仿真。它的技术在于开发和应用仿真工具在实验室中获得与实际真实环境相似的测试结果。 实时仿真 该课题是对开发仿真技术和实时测试工具的研究,研究最小化导航信号生成时间的技术以及实时生成导航信号所需位置坐标的输入方法和条件。这项技术对于未来在室内实施卫星导航系统至关重要。 实时测试(HIL) 没有人能够评估当前导航系统的质量,也无法对其进行认证。本研究课题旨在开发未来实现韩国卫星导航系统所必需的验证和认证技术。 KASS和KPS KASS是韩国的星基增强系统,KPS是韩国的卫星导航系统,韩国预计未来将对这两个系统的利用和应用进行大量的研究和开发。该课题将使用Skydel的自定义信号功能来实现这方面的基础研究。 韩国建国大学信息与电信研究生院的Hans Kim博士反馈到:“当我第一次将Skydel作为一种教育工具进行介绍时,学生们认为学习使用它是比较困难的。然而,在适应了视角、理解了结构之后,他们意识到学习使用Skydel是非常简单方便的,他们现在可以很流畅地利用Skydel体验卫星导航系统的开始和结束。在这之前,他们只在理论上研究过,并没有实操的机会。所以学生们对利用Skydel进行GNSS仿真测试很感兴趣,希望可以很好地继续使用这个工具。” 印度奥斯曼尼亚大学合作项目 无论是消费类设备、复杂硬件还是集成软件的开发,印度的科技创新者都在逐步接触定位和导航仿真技术,以应对地区、国家和国际社会经济进步的挑战。 奥斯马尼亚大学自2021年以来一直在充分利用Skydel GNSS仿真引擎来推进他们的研究项目。目前,奥斯马尼亚大学已经构建了一个高度复杂的GNSS仿真教育计划,旨在为工程专业的学生创造更多未来的机会,让学生们有能力从事任何与GNSS信号有关的设计、开发或研究项目。 奥斯马尼亚大学首席科学家兼导航电子研究和培训部主任Laxminarayana教授说:“我们需要一个模拟器来理解信号结构、开发新的和定制的信号,以及在不同环境条件下对接收器或新设计的信号进行全面评估。Skydel GNSS仿真引擎不仅可以帮助我们理解GNSS系统的信号结构,而且还可以教我们CDMA、FDMA等通信的基础知识、先进的调制技术,如BOC、CBOC、 MOBC、数据编码、解码,还有距离计算和车辆动力学建模等知识。” Laxminarayana教授指出,正在使用Skydel GNSS 仿真引擎进行博士研究的学生在最近的两次会议上发表了三篇论文: —《基于惯性传感器测量的NavIC软件接收机的定位性能评估》——于2022年5月在第29届圣彼得堡综合导航系统国际会议上发表。 —《使用矢量延迟锁环的NavIC软件接收机的鲁棒导航》——于2021年12月在ICTACEM 2021国际理论、应用、计算和实验力学会议上发表。 —《使用低成本射频前端的IRNSS L5信号的GNSS SDR性能》正在接受《导航杂志》(由美国导航研究所出版)的审查。 目前奥斯曼尼亚大学正在计划新的课程,展示GNSS接收器的能力,以及如何使用模拟数据全面评估算法。 结论 Skydel GNSS仿真引擎是一种创新的软甲定义架构,它利用软件、高级显卡(GPU)和软件定义无线电(SDR)为GNSS测试提供了更强大的现代方法。您将能够构建自己的自定义信号,并通过我们的开源插件功能连接到其他系统和设备(即传感器、IMU等)。此外,由于Skydel GNSS仿真引擎利用COTS硬件(GPU、NIC、SDR),因此它是世界上唯一可以独立于硬件运行的GNSS仿真解决方案。
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    2023-9-19 10:12
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    在之前的文章中,我们详细介绍了什么是RTK,并且用一个基于RTCM插件的RTK使用实例,来模拟RTCM的使用,本期文章我们将通过另一种方式——基于多实例,来模拟两个同步的射频信号。 基于多实例 硬件设置 首先,需要两个虹科Safran Skydel应用程序实例来模拟参考站和流动站的GNSS星座信号。我们将展示一个简单的方案——如何在没有RTCM插件的情况下为研究案例配置RTCM模拟,硬件配置如下: 软件设置 01. 添加一个SDR 注意: 此步骤仅在添加额外的SDR时才需要执行;第一台SDR将根据默认配置进行预配置。更多设置选项请参阅虹科Safran Skydel使用手册。 需要添加额外的SDR,请导航到“Settings(设置)”→“Output(输出)”: 在下拉列表中选择“DTA-2115B”,单击两次“Add(添加)”按钮: DTA-2115B将以默认的设备号0和默认的时钟设置被添加到SDR列表里。如果默认值与硬件设置不匹配,请点击“Edit(编辑)”进行必要的修改,完成后点击确定: 02. 基本配置 打开一个Skydel实例,新建配置。 信号选择 点击“Radio 1”的“RF-A”输出的“Edit(编辑)”按钮,并为“Radio 2”选择“GPS L1 C/A”和“GPS L2”: 与参考站进行时间同步 允许流动站模拟器与参考站模拟器同步。进入“Settings(设置)”→“Global(全局)”→“Synchronize Simulators(同步模拟器)”。勾选复选框“Sync Time(Master)(同步时间(主))” ; 这一步将实现参考站模拟与流动站模拟同时启动。勾选复选框“Automatically broadcast configuration on simulation start(模拟启动时自动广播配置)”: 车辆轨迹 在“Settings(设置)”→“Vehicle(车辆)”→“Trajectory(轨迹)”中选择“base trajectory(基础轨迹)”。 需要注意的是,定位精度取决于流动站和参考站之间的距离。为参考站选择的位置是固定的,其坐标如下: 纬度:45.0 ° 经度:-73.0 ° 海拔高度:2(米) 保存配置。 03. 流动站配置 流动站配置部分的操作与上一个实例中操作相同,具体操作可参考: 虹科教您 | 细说GNSS模拟器的RTK功能(二)应用实例01 — 硬件和软件设置 04. 接收控制 打开“RxControl(接收控制)”应用程序,出现以下窗口: 进入“File(文件)”选项页面,选择“Change Connection(更改连接)”,然后根据实际配置选择串行端口: 在“Communication(通信)”下拉选项中选择“COM Port Settings(COM端口设置)”: 然后输入“115200”的波特率值: 然后在“Communication(通信)”下拉选项中选择“Input/Output Selection(输入/输出选择)”: 在“COM1”列,选择“RTCMv3”: 在同一下拉选项中,选择“OutPut Setttings(输出设置)”并进入“Differential Corrections(差分校正)”界面: 再在端口“COM1”列中选择以下信息: MSM3 MSM7 RTCM 003 RTCM 006 05. Novatel 连接 选择“configuration menu(配置菜单)”,进入“PORT configuration(端口配置)”: 然后返回菜单,进入窗口,点击“Position mode(位置模式)”配置; 勾选“Rover(流动站)”,并在“Interface Mode(接口模式)”中选择“COM 1和RTCMV3”: 点击“Submit(提交)”关闭该窗口; 然后返回到主配置菜单,点击“PORT settings(端口设置)”: 然后返回到主配置菜单,点击“PORT parameter(端口参数)”: 在“COM Config(COM配置)”选项中,输入“COM1”端口的波特率值为“115200”: 然后点击下一个选项,在“COM1”端口的“Receive(接收)”中选择“RTCMV3”: 点击“Submit(提交)”并关闭窗口,接下来将开始进行Skydel模拟; 保存配置并运行python脚本: 以下是模拟中位置的误差值曲线,其中误差值相对稳定在2米左右。 上述是基于多实例进行RTCM模拟的硬件与软件设置步骤,基于多实例的方法可以帮助将基本接收器纳入循环。GNSS模拟器的RTK功能介绍到此告一段落,我们介绍了什么是RTK,并且分别通过基于RTCM插件和基于多实例的的两个应用实例来模拟RTCM的使用。有关更多GNSS模拟器和RTK功能的内容,欢迎联系虹科技术工程师,一起交流探讨!
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    2023-9-11 10:33
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    在上期文章中我们介绍了基于RTCM插件来模拟RTCM使用的硬件和软件设置,本期文章我们将继续进行运行和分析模拟。 使用RTCM插件 运行和分析模拟 01.连接Ublox接收器 虽然采用了Novatel接收器进行模拟来获得更好的位置精度,但也同样适用于Ublox接收器。要将Ublox接收器连接到虹科Safran GSG-8,需要先进入“Receiver”菜单,然后点击“Connect(连接)”按钮,从可用端口列表中选择接收器。 02.运行模拟 接下来,通过点击虹科Safran Skydel参考站窗口中的开始按钮来启动模拟: 待定位菜单变成绿色后,这意味着接收器在RTK模式下工作良好,此时让Skydel模拟运行约30分钟。在模拟结束时,返回NovAtel设置和监控软件的配置菜单,选择记录标签,点击“Open”按钮,在选择的文本编辑器中打开文件,并保存数据文件: 03.分析模拟结果 如果将Ublox接收器与虹科Safran GSG-8相连,初步分析方式是使用Skydel的偏差窗口来查看没有伪距误差的位置误差结果: 也可以添加一个伪范围误差来观察接收器上的干扰,观察接收器变化。要做到这一点,需要先停止模拟,点击“Settings(设置)”→“GPS”→“Pseudorange Errors(伪范围误差)”,设置流动站和参考站的时间常数为2000秒、标准偏差为0.5米: 启动Skydel,点击进入偏差页面,可以看到,偏差值大于1米,即对接收器造成了干扰: 然后将Ublox接收器连接到U-center应用程序,可以观察到4种情况下的高度变化: RTCM插件禁用,伪距误差禁用 RTCM插件禁用,伪距误差启用 RTCM插件启用,伪距误差禁用 RTCM插件启用,伪距误差启用 要将Ublox连接到Windows电脑上的U-center,将接收器连接到PC,需要确保安装了接收器的驱动程序和U-center软件。 接下来,将U-center软件连接到接收器,选择菜单项“View”→“Coniguration View”→“PRT(Ports)”,确保显示的配置是最新: 在“Target”下拉菜单中选择将RTCM3数据发送到的接收器接口对应的选项,可以查阅接收器或GNSS接收器模块文档以确定正确的接口,并检查所选的“Protocol in”配置是否包含“RTCM3”,若不包含,则选择另一个包含“UBX”和“RTCM3”的选项。建议波特率至少设置为115200,虽然可以设置较低的波特率,但必须有足够的带宽来实时发送RTCM数据。 点击“发送”按钮将配置发送到接收器,关闭“配置”窗口,该程序可能会要求把配置保存到接收器的非易失性存储器中。 禁用RTCM插件和禁用Pseudo-range错误 首先,要禁用流动站和参考站的伪距错误,进入“Settings(设置)”→“GPS”→“Errors(错误)”,禁用进程1: 然后确保在参考站配置中的“Settings(设置)”→“Plug-ins”中禁用该插件。 接着,需要启动Skydel和U-center UI,点击“View”→“Chart View”,显示海拔高度图像: 经过约5分钟的模拟,可以在视图中看到Ublox收到的位置变化曲线: RTCM插件禁用和伪距误差启用 停止模拟并允许流动站和参考站的伪距误差,然后重新启动Skydel,所得到的非稳态曲线也有同样的趋势,在这个模拟中,设定的高度是2米,但是位置并没有在这2米的高度附近稳定下来,而是不断增加,直到达到3米。 启用RTCM插件,停用Pseudorange 首先启用Ublox接收器的插件: 然后点击“Configure...”,勾选NTRIP caster端口: 进入U-Center,点击“NTRIP Client”: 在这个窗口中,点击更新源表: 等待Skydel标签出现在NTRIP挂载点,然后单击“OK”关闭窗口: RTCM插件启用和伪距误差启用 RTCM插件设法纠正了添加的伪距误差,获得的值与没有错误的值大致相同,可以观察到,即使加上伪距误差,高度也是稳定的,其中误差区间为±0.1米: 上述是基于RTCM插件进行模拟的运行和分析模拟,在下期文章中,我们将介绍第二种方式,基于多实例来模拟两个同步的射频信号。
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