ایمولاتور ارتباطی و راداری

ایمولاتور ارتباطی

هدف از سامانه ایمولاتور ارتباطی یک سامانه کمک آموزشی جهت یادگیری بهتر فراگیران حوزه ارتباطی می‌­باشد که در محیط آزمایشگاهی دانشگاه‌­ها و مراکز آموزشی راه­‌اندازی می­شود. استاد درس این حوزه بعد از ارائه مفاهیم تئوری می­ تواند با استفاده از این سامانه انواع سیگنال­ های مختلف ارسالی و دریافتی ارتباطی را در محیط نمایشگر این سامانه نشان دهد. با توجه به اینکه این سامانه در محیط آزمایشگاهی ارائه می‌­شود و فاصله فرستنده و گیرنده در حد چند متر هست، مدل­ های مختلف کانال به صورت مدل ریاضی و مصنوعی منطبق بر واقعیت به سیگنال‌های ارسالی ارتباطی اضافه می­‌گردد. این سامانه یک ایمولاتور جامع ارتباطی می‌باشد که از دو بخش فرستنده و گیرنده تشکیل شده است.

این سامانه در باند فرکانسی تا کار می‌کند. بدین معنی که کاربر می‌تواند یک سیگنال را از فرستنده با کریر تا در کانال مخابراتی ارسال نماید و گیرنده در همان باند فرکانسی مشخص آن را دریافت نماید. نرخ کاری این سامانه تا می‌باشد. این سامانه انواع مدیولاسیون‌های دیجیتال و آنالوگ و همچنین کدینگ‌های مختلف را پشتیبانی می‌کند. همچنین دارای شبیه‌ساز جمر، فرکانسی هاپینگ، سیگنال ژنراتور و محاسبه Bit Error Rate است. بلوک دیاگرام کلی سامانه ایمولاتور ارتباطی در شکل زیر نشان داده شده است.

در سمت فرستنده قابلیت تولید انواع سیگنال‌های ارتباطی در فرکانس‌های مختلف بر روی سیگنال مورد آموزش می‌باشد. همچنین کاربر می‌تواند انواع مدولاسیون‌های دیجیتال خانواده فازی، خانواده QAM، خانواده فرکانس، و خانواده APSK را مدلسازی نماید. این سامانه کدینگ‌های مختلف مانند کدینگ Repetition Code، Reed Solomon، LDPC، Polar BCH، CRC، و Convolutional را پشتیبانی می‌نماید. همچنین سامانه قابلیت ایجاد اسکرمبلر و اعمال Data Link از نوع HDLC را دارا می‌باشد. همچنین کاربر می‌تواند به لینک مخابراتی خود فرکانس هاپینگ با پرش فرکانسی 1000 در ثانیه و با 255 فرکانس مختلف، سیگنال را ارسال و در گیرنده دریافت نماید.

وظیفه اصلی این سامانه این است که پروتکل‌های ارتباطی در لایه بیت، سیگنال، و شبکه را پیاده‌سازی کند و کاربر بتواند یک لینک مخابراتی را در فرستنده ارسال کرده، با یک آنتن Omni Directional در فضا پخش نموده و در گیرنده دریافت کرده و سپس آن را ارزیابی نماید.

در شکل زیر نمای کلی از لینک فرستندگی ایمولاتور و همچنین بخشی از صفحه نمایش فرستندگی نمایش داده شده است.

ایمولاتور راداری

هدف از سامانه ایموالتور راداری یک سامانه کمک آموزشی جهت یادگیری بهتر فراگیران حوزه رادار می‌باشد که در محیط آزمایشگاهی دانشگاه‌ها و مراکز آموزشی راه‌اندازی می‌شود. استاد درس این حوزه بعد از ارائه مفاهیم تئوری می‌تواند با استفاده از این سامانه انواع سیگنال‌های ارسالی و دریافتی راداری، جمر، اختالل و فریب راداری را در محیط نمایشگر این سامانه نشان دهد. با توجه به اینکه این سامانه در محیط آزمایشگاهی ارائه می‌شود و فاصله فرستنده و گیرنده در حد چند متر هست، اهداف، مدل‌های مختلف کانال، کالتر و غیره بصورت مدل ریاضی و مصنوعی منطبق بر واقعیت به سیگنال‌های ارسالی راداری اضافه می‌گردد. در سناریو پیشنهادی سیگنال‌های راداری مختلف، انواع کالتر، جمر و فریب با توجه به مشخصاتی که کاربر در UI وارد می‌کند به صورت یک فایل تولید می‌شوند. در واقع سیگنال تولید شده با مشخصاتی که کاربر از قبل انتخاب کرده است توسط کد نرم‌افزاری تولید شده و تمام اثرات ناشی از پدیده‌هایی مانند اثر اکوی برگشتی از اهداف مختلف و یا اثر کالتر و یا هرگونه پدیدهای که به آن در پیوست فنی اشاره شده است در آن در نظر گرفته می‌شود. سپس سیگنال فوق توسط یک واسطی که بین کارت پردازشی و سیستم پردازشی (مانند LAN و USB3) وجود دارد، به DAC ارسال می‌شود. در ادامه با توجه به فرکانس مرکزی و نرخ نمونه‌برداری که کاربر انتخاب می‌کند، سیگنال فوق توسط آنتن ارسال خواهد شد. با توجه به این که قرار است اهداف در صفحه PPI رادار نشان داده شود، لذا باید یک سری پردازش مانند اعمال فیلترهای منطبق، اعمال بانک فیلترهای حذف داپلر و کالتر، گرفتن Integration و CFAR6 انجام شود. شکل زیر کلیات این سناریو را نشان می‌دهد. همان‌طور که در شکل زیر نمایش داده شده است، در حالت کلی فرستنده و گیرنده از سه بخش سیستم پردازشی، کارت پردازشی و آنتن تشکیل شده است.

می‌توان عالوه بر استفاده از آنتن، بین فرستنده و گیرنده از کابل نیز استفاده کرد. مزیت این روش این است که می‌توان کانال را با قابلیت‌هایی که در ایموالتور لحاظ شده است، مدل کرد.