淺談現(xiàn)代GNSS模擬中的軟件定義架構(gòu)

隨著技術(shù)的迭代更新，GPS/GNSS模擬技術(shù)也在不斷發(fā)展進(jìn)步。在過(guò)去，想要進(jìn)行GNSS仿真基本上只有一種選擇：使用固定式或分配式的硬件進(jìn)行模擬。而如今，帶來(lái)顛覆性創(chuàng)新的新型軟件定義架構(gòu)正在迅速取代傳統(tǒng)的定制架構(gòu)，這種獨(dú)特、創(chuàng)新的方法也為GNSS模擬的未來(lái)帶來(lái)了更多可能性。那么這兩者之間有什么區(qū)別呢？

使用固定式或分配式的硬件進(jìn)行模擬：

使用固定式或分配式的硬件進(jìn)行模擬的方法一般僅適用于小批量生產(chǎn)的定制硬件，雖然很常見(jiàn)，但效率低下且不可持續(xù)。雖然這一方法已經(jīng)經(jīng)過(guò)了時(shí)間考驗(yàn)，但與此同時(shí)也出現(xiàn)了更好的方法可供選擇。除了受到應(yīng)用限制之外，固定式硬件方法的局限性很大，目前仍存在一些問(wèn)題：

需要長(zhǎng)期進(jìn)行升級(jí)，且成本昂貴，同時(shí)安裝過(guò)程繁瑣并需要配備額外硬件；

• 硬件需要按不同的項(xiàng)目需求進(jìn)行定制；
• 信號(hào)數(shù)量受FPGA通道限制；
• 硬件是定制的，并且只進(jìn)行小批量生產(chǎn)；
• 硬件更新常需要五年或更長(zhǎng)時(shí)間。

使用開(kāi)放的軟件定義架構(gòu)進(jìn)行模擬：

借助軟件定義的GNSS模擬可以通過(guò)快速高效的開(kāi)發(fā)獲得最大的可擴(kuò)展性和靈活性。若后續(xù)需要升級(jí)最新功能只需要簡(jiǎn)單的操作，比如進(jìn)行軟件下載和許可軟件安裝。在GNSS模擬中選擇軟件定義架構(gòu)具備更明顯的優(yōu)勢(shì)，為用戶帶來(lái)最佳價(jià)值：

• 是動(dòng)態(tài)的和面向未來(lái)的
• 以低成本獲得高性能
• 只需購(gòu)買所需功能，可按需升級(jí)更強(qiáng)大的功能
• 使用量產(chǎn)的高端SDR和GPU，在規(guī)模經(jīng)濟(jì)中獲益
• 無(wú)需專用硬件即可集成干擾信號(hào)
• 可以輕松定制新的以及實(shí)驗(yàn)性信號(hào)
• 升級(jí)COTS硬件性能來(lái)提高系統(tǒng)性能
• 無(wú)需專用硬件即可集成干擾信號(hào)

更低的TCO（Total Cost of Ownership）—— 更低的初始系統(tǒng)成本（硬件/軟件）和更低的支持成本，這意味著可以將預(yù)算用于其他項(xiàng)目、購(gòu)買多個(gè)系統(tǒng)或添加更多軟件解決方案。

非專有軟件—— 專用硬件并不具備靈活性，無(wú)法從同一平臺(tái)創(chuàng)建非GNSS信號(hào)。純軟件解決方案使用戶能夠攜帶自己的設(shè)備，從而減少后續(xù)需要的硬件和設(shè)備擴(kuò)展。

軟件無(wú)線電（SDR）—— 軟件無(wú)線電能夠根據(jù)測(cè)試要求重新進(jìn)行配置，可以輕松添加或刪除信號(hào)，也能夠輕松進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)?？焖俚臏y(cè)試設(shè)置在提高效率的同時(shí)，也能夠創(chuàng)建高級(jí)應(yīng)用場(chǎng)景，比如干擾和欺騙等，既不需要額外的硬件配置，也不需要其它的外部設(shè)備。

強(qiáng)大的軟件 —— 所有測(cè)試都在一個(gè)穩(wěn)定、響應(yīng)迅速、易于使用的單一軟件中進(jìn)行，因此可以花更少的時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，將更多的時(shí)間花在模擬上。

自動(dòng)化與集成 —— 命令和信息存儲(chǔ)在軟件中，可以更快地與其他系統(tǒng)進(jìn)行集成，體驗(yàn)自動(dòng)化帶來(lái)的生產(chǎn)力指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。

在選擇傳統(tǒng)方法與軟件定義方法前，可以思考以下幾點(diǎn)：

• 是否擔(dān)心干擾和欺騙？
• 是否需要在測(cè)試的同時(shí)查看接收機(jī)？
• 是否需要自動(dòng)化測(cè)試？
• 是否會(huì)有新的或沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的工程師使用該系統(tǒng)？
• 是否還在為頻道和衛(wèi)星付費(fèi)？

在這些情況下，將模擬器升級(jí)為軟件定義架構(gòu)是更好的選擇。

虹科Orolia Skydel軟件定義GNSS模擬方案

在當(dāng)今日益復(fù)雜的射頻環(huán)境中，GNSS設(shè)備性能測(cè)試是至關(guān)重要的。虹科Orolia Skydel是世界上領(lǐng)先的基于軟件的仿真平臺(tái)，支持在任何地點(diǎn)使用，可以模擬所有星座、所有頻率的所有可見(jiàn)衛(wèi)星，具有1000Hz的迭代率和超高的動(dòng)態(tài)，隨時(shí)隨地創(chuàng)建并更新場(chǎng)景。高級(jí)干擾和欺騙功能允許用戶同時(shí)模擬多種威脅，自動(dòng)確定每個(gè)信號(hào)之間的信號(hào)動(dòng)態(tài)，節(jié)省時(shí)間成本。

隨著軟件無(wú)線電技術(shù)的飛躍，與傳統(tǒng)的基于FPGA的模擬器相比，虹科Orolia Skydel高級(jí)解決方案更加靈活、可擴(kuò)展、可定制、可升級(jí)和經(jīng)濟(jì)高效，它具備了頂級(jí)GNSS模擬器的性能，以及GPU/SDR架構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性和靈活性。虹科Orolia Skydel具有易于使用的API，包含數(shù)百個(gè)命令，能夠使用Python、C#和C++的開(kāi)源客戶端庫(kù)構(gòu)建復(fù)雜和可重復(fù)的場(chǎng)景。

• 在一個(gè)用戶界面中實(shí)現(xiàn)所有功能
• 通過(guò)直觀的UI和自動(dòng)化輕松配置
• 支持所有主要的全球星座和頻率
• 硬件是定制的，并且只進(jìn)行小批量生產(chǎn)；
• 高級(jí)信號(hào)定制和場(chǎng)景創(chuàng)建
• 實(shí)時(shí)修改變量和參數(shù)
• 無(wú)需額外硬件即可集成干擾
• IQ文件生成和回放