成功进行机载通信系统开发的5个技巧

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 00:56:17
成功进行机载通信系统开发的5个技巧

2011-12-15
【据美国《军用航宇电子》网站2011年11月29日报道】现代机载通信系统必须是可移动的,能在恶劣环境中工作,克服各种主被动干扰,并满足各种任务想定的需求。同时,机载通信系统必需满足互操作性要求的灵活性以及日益增多的多媒体数据流对通信系统的高吞吐量需求。例如,联合战术无线电系统(JTRS)必须能够通过收发器中波形因数的变化发送和接收多种波形。为满足所有这些要求,设计人员必须利用可编程的DSP和FPGA来创建包括软件和硬件在内的系统。要创建,测试和部署这些系统,工程师们需要采用一个新的发展样式,其中重点是创建和测试系统原型样机,从而节约时间和成本。



    MathWorks 公司的专家Mike Mulligan和Jon Friedman根据和众多防务企业的客户共事多年的经验,表示开发通信系统有下述5个技巧:



1.建立一个可执行的系统级模型



开发一个现代通信系统的第一步是建立一个系统级模型,该模型能够被仿真用来研究系统设计方案进行方案比较,从而建立对系统能够满足客户需求的信心。系统级模型将由很多组件构成,其中包括:发射波形的详细模型、综合考虑了很多环境和干扰效应的信道模型以及涵盖了射频前端和多种模拟/数字信号处理算法的接收机模型。建立系统级模型的直接好处之一就是使得在射频域开发分析组件的射频工程师和在时间域开发设计的系统架构师和信号处理工程师能够协同工作。



2.选择一个透明、灵活的算法开发环境



现代通信系统是建立在一系列现有的算法或知识产权(IP)基础上的。如果能够在工作环境中非常容易地再利用各种已有的知识产权,将可以极大地改进设计团队的效率。黑盒阻碍创新,完全重新研究新的替代方案是非常困难的。此外,开发环境应该允许工程师轻松创建测试模式或者输入信号去验证算法是否对信号进行了正确的编码或解码。有效的技术计算环境使得工程师们能够围绕以数据为核心的工作流开展工作。在该环境中,输入信号被产生或读取,输出信号被可视化和分析。其灵活性相对于传统的数据和算法工作流会被分离的环境是一大优势。



3.研究多种接收机设计方案



    通信标准具体指出了波形要确保互操作性所必须满足的详细需求,这些需求实际上只是针对发射机提出的。通信系统工程师在接收机设计方面面临着更大的设计挑战,也拥有更好的改进整个系统性能的机会。在一个可执行的模型上仿真载波信号和定时同步修复算法使得设计师可以在将设计交付硬件之前研究更多的备选方案。



4.确保浮点无缝转换为定点



    多数通信系统的设计起初是利用浮点算法开发出来的,未考虑换算和量化。然而许多现代通信系统采用的是的数字硬件。因此,要确保整个系统设计满足需求,必须尽早考虑由定点运算所带来的影响。随着波形的日益复杂以及同一带宽上传输的信息量的日益增多,这一挑战变得越发尖锐,由定点计算量化误差所带来的影响会越来越大。理想的开发环境中,工程师们可以设计程序初期用浮点,然后再转换为定点,防止定点翻译错误被引入却未被发现。



5.重复利用可执行模型开展硬件执行和验证


    从设计到硬件实现包括执行和验证2个途径,其中执行是由自动生成的C或HDL代码驱动,验证是看硬件的执行是否满足需求。如果一个工程化设计团队已使用上述4个技巧,他们就需采用可以将浮点转换为定点并生成代码的算法模型。现代工具支持从这些模型中产生C / C + +和HDL代码。此外,在仿真环境中被用来研究各种设计方案的测试手段和方法,应能连同可执行的系统级模型被重复用来验证在硬件中执行的设计满足需求。



    工程师们要将上述5个秘诀应用于实践,必须利用现代化的工具,如MATLAB和Simulink建立仿真环境。通过仿真环境而不是硬件原型进行方案设计和选择,将可以更有效地开发通信系统。利用MATLAB进行算法评估的DSP工程师可以轻松地将他们的设计转化为定点,并利用系统级的Simulink模型测试设计方案的性能。(中国航空工业发展研究中心  罗杰)





http://www.dsti.net/Information/News/72967成功进行机载通信系统开发的5个技巧

2011-12-15
【据美国《军用航宇电子》网站2011年11月29日报道】现代机载通信系统必须是可移动的,能在恶劣环境中工作,克服各种主被动干扰,并满足各种任务想定的需求。同时,机载通信系统必需满足互操作性要求的灵活性以及日益增多的多媒体数据流对通信系统的高吞吐量需求。例如,联合战术无线电系统(JTRS)必须能够通过收发器中波形因数的变化发送和接收多种波形。为满足所有这些要求,设计人员必须利用可编程的DSP和FPGA来创建包括软件和硬件在内的系统。要创建,测试和部署这些系统,工程师们需要采用一个新的发展样式,其中重点是创建和测试系统原型样机,从而节约时间和成本。



    MathWorks 公司的专家Mike Mulligan和Jon Friedman根据和众多防务企业的客户共事多年的经验,表示开发通信系统有下述5个技巧:



1.建立一个可执行的系统级模型



开发一个现代通信系统的第一步是建立一个系统级模型,该模型能够被仿真用来研究系统设计方案进行方案比较,从而建立对系统能够满足客户需求的信心。系统级模型将由很多组件构成,其中包括:发射波形的详细模型、综合考虑了很多环境和干扰效应的信道模型以及涵盖了射频前端和多种模拟/数字信号处理算法的接收机模型。建立系统级模型的直接好处之一就是使得在射频域开发分析组件的射频工程师和在时间域开发设计的系统架构师和信号处理工程师能够协同工作。



2.选择一个透明、灵活的算法开发环境



现代通信系统是建立在一系列现有的算法或知识产权(IP)基础上的。如果能够在工作环境中非常容易地再利用各种已有的知识产权,将可以极大地改进设计团队的效率。黑盒阻碍创新,完全重新研究新的替代方案是非常困难的。此外,开发环境应该允许工程师轻松创建测试模式或者输入信号去验证算法是否对信号进行了正确的编码或解码。有效的技术计算环境使得工程师们能够围绕以数据为核心的工作流开展工作。在该环境中,输入信号被产生或读取,输出信号被可视化和分析。其灵活性相对于传统的数据和算法工作流会被分离的环境是一大优势。



3.研究多种接收机设计方案



    通信标准具体指出了波形要确保互操作性所必须满足的详细需求,这些需求实际上只是针对发射机提出的。通信系统工程师在接收机设计方面面临着更大的设计挑战,也拥有更好的改进整个系统性能的机会。在一个可执行的模型上仿真载波信号和定时同步修复算法使得设计师可以在将设计交付硬件之前研究更多的备选方案。



4.确保浮点无缝转换为定点



    多数通信系统的设计起初是利用浮点算法开发出来的,未考虑换算和量化。然而许多现代通信系统采用的是的数字硬件。因此,要确保整个系统设计满足需求,必须尽早考虑由定点运算所带来的影响。随着波形的日益复杂以及同一带宽上传输的信息量的日益增多,这一挑战变得越发尖锐,由定点计算量化误差所带来的影响会越来越大。理想的开发环境中,工程师们可以设计程序初期用浮点,然后再转换为定点,防止定点翻译错误被引入却未被发现。



5.重复利用可执行模型开展硬件执行和验证


    从设计到硬件实现包括执行和验证2个途径,其中执行是由自动生成的C或HDL代码驱动,验证是看硬件的执行是否满足需求。如果一个工程化设计团队已使用上述4个技巧,他们就需采用可以将浮点转换为定点并生成代码的算法模型。现代工具支持从这些模型中产生C / C + +和HDL代码。此外,在仿真环境中被用来研究各种设计方案的测试手段和方法,应能连同可执行的系统级模型被重复用来验证在硬件中执行的设计满足需求。



    工程师们要将上述5个秘诀应用于实践,必须利用现代化的工具,如MATLAB和Simulink建立仿真环境。通过仿真环境而不是硬件原型进行方案设计和选择,将可以更有效地开发通信系统。利用MATLAB进行算法评估的DSP工程师可以轻松地将他们的设计转化为定点,并利用系统级的Simulink模型测试设计方案的性能。(中国航空工业发展研究中心  罗杰)





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