THE SYSTEMATICS EXPERIENCE

האצת בדיקות אינטגרציה ו-HW Bring-up לרכיבי RF באמצעות SDR ו-MATLAB

מציג: חיים מלכה, מהנדס תקשורת בכיר, רפאל

החברה:

רפאל מפתחת מערכות לחימה, טילים ומערכות הגנה מהמתקדמות בעולם. הפרויקט שיוצג מתמקד בפיתוח תכן מכאני ומערכות זרימה מורכבות הנדרשות לעמוד בתנאי קיצון בסביבות תובעניות.

תיאור המערכת המודגמת:

המערכת מדגימה שימוש בחומרת SDR מסחרית, כגון USRP, כמחולל אותות מוגדר-תוכנה.

בדמו נראה שידור רציף של אותות Wi-Fi שנוצרו ישירות מסביבת MATLAB ומשודרים באוויר (OTA) אל התקן קצה מסחרי סטנדרטי.

הצורך / האתגר ההנדסי:

בדיקות אינטגרציה ו-HW Bring-up לרכיבי RF מהוות לרוב צוואר בקבוק משמעותי במחזור הפיתוח.

הקושי נובע מתלות מובנית בציוד בדיקה (צב"ד) ייעודי ויקר, או מהמתנה ממושכת למימוש קוד מצוותי ה-FPGA.

בנוסף, בעת שידור מה-Host PC עולה אתגר של מגבלות Latency ברשת ה-Ethernet, העלולות לגרום לנפילות ולחוסר רציפות בשידור (Buffer Underruns).

הגישה ההנדסית:

כדי לעקוף מגבלות אלו, יושמה מתודולוגיית Shift-Left המאפשרת להפוך חומרת SDR מסחרית לפלטפורמת בדיקות גמישה המעניקה לצוותי הפיתוח אבסטרקציית חומרה מלאה וניידות קוד.

הגישה מאפשרת קינפוג של שכבות ה-PHY וה-MAC, יצירת אות ה-Baseband ושידור פיזי – הכל ישירות מסביבת MATLAB ובמינימום שינויי קוד.

כדי להתגבר על מגבלות ה-Latency ולמנוע Buffer Underruns, דגימות ה-IQ הדיגיטליות נטענות מראש ישירות לזיכרון ה-FPGA של ה-SDR במצב Repeat Mode.

כך ניתן להבטיח שידור RF מחזורי, רציף ויציב ללא תלות ברשת ה-Ethernet בזמן השידור עצמו.

מה תראו בדמו:

בדמו נציג תהליך End-to-End של שידור וקליטה.

נתחיל ביצירת מסגרות 802.11 תקניות (Frame Generation) ואפנונן לאות Baseband ב-MATLAB.

לאחר מכן נדגים את טעינת דגימות ה-IQ מראש לזיכרון ה-FPGA של ה-SDR, כדי להבטיח שידור יציב ללא תלות ברשת.

לבסוף נשדר את האות לאוויר (OTA) ונראה קליטה ופענוח שלו בזמן אמת על ידי התקן Wi-Fi מסחרי סטנדרטי.

טכנולוגיות מפתח:

Engineering Highlight:

הפתרון מתמודד עם בעיית ה-Latency ועם Buffer Underruns, ומפחית את התלות בתשתיות תקשורת מהירות במהלך בדיקות ה-RF.

טעינת דגימות ה-IQ מראש לזיכרון ה-FPGA של ה-SDR במצב Repeat Mode עוקפת את צוואר הבקבוק של ה-Ethernet ומאפשרת שידור אותות מורכבים באופן מחזורי, רציף ויציב.

בנוסף, אבסטרקציית החומרה מאפשרת ניידות קוד ושימוש ב-MATLAB עבור תקנים שונים כגון Wi-Fi, 5G ו-LTE, ללא שינויי קוד משמעותיים.