近年來，低地球軌道(LEO)和中地球軌道(MEO)的商業(yè)化催生出多種現(xiàn)代衛(wèi)星應(yīng)用，例如，非地面網(wǎng)絡(luò)(NTN)、高分辨率遙感探測和影像等。為支持這些新服務(wù)而開發(fā)的衛(wèi)星星座、地面設(shè)備和輔助運(yùn)載火箭采用了全新通信和數(shù)據(jù)鏈路技術(shù)，這反過來也導(dǎo)致其設(shè)計、系統(tǒng)驗(yàn)證和生產(chǎn)測試面臨著新的挑戰(zhàn)。
NI提供了廣泛的硬件和軟件驗(yàn)證解決方案，幫助您開發(fā)高性能的空間通信系統(tǒng)。
為了實(shí)現(xiàn)各種新應(yīng)用，眾多小衛(wèi)星星座已部署到太空中，圍繞地球快速運(yùn)行，其規(guī)?？蓮膯蝹€衛(wèi)星擴(kuò)大到數(shù)千個衛(wèi)星。這種動態(tài)特性對衛(wèi)星間以及地面基站數(shù)據(jù)鏈路的通信和連接都提出了挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，工程師使用現(xiàn)代電子掃描陣列(ESA)天線開發(fā)出先進(jìn)的通信系統(tǒng)，無需任何機(jī)械運(yùn)動即可快速移動一個或多個波束。在陣列的視場內(nèi)可同時對多個衛(wèi)星進(jìn)行遙測、跟蹤和控制(TT&C)。更重要的是，這些ESA陣列本身是模塊化和可擴(kuò)展的，允許地面終端和有效載荷針對特定的應(yīng)用和任務(wù)進(jìn)行優(yōu)化。這些數(shù)據(jù)鏈路通過軟件無線電(SDR)后端得到了進(jìn)一步支持。SDR部署可實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)和可重配置的數(shù)據(jù)鏈路，如空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會(CCSDS)。
NI衛(wèi)星通信和遙測系統(tǒng)驗(yàn)證解決方案包含COTS模塊化硬件和靈活的軟件工具，可滿足RF信號保真度、系統(tǒng)級驗(yàn)證和數(shù)字系統(tǒng)測試要求。該解決方案基于PXIe模塊化測試平臺構(gòu)建，您可以對其進(jìn)行自定義以滿足特定的IO性能要求。
NI矢量信號收發(fā)儀(VST)是該解決方案的核心射頻技術(shù)。VST本身可以發(fā)射和接收測控和衛(wèi)星通信數(shù)據(jù)鏈信號，執(zhí)行關(guān)鍵信號保真度測量，如調(diào)制精度、發(fā)射功率等。結(jié)合PXIe FlexRIO協(xié)處理器，VST可以變得更加強(qiáng)大，因?yàn)樵搮f(xié)處理器具有的開放式FPGA不僅能夠進(jìn)行全速率數(shù)據(jù)傳輸，而且能夠執(zhí)行實(shí)時在線信號處理以及搭建通道模型。通過對協(xié)處理器進(jìn)行配置，VST可轉(zhuǎn)換為RF通道仿真器，從而能夠提供完整的系統(tǒng)級驗(yàn)證能力。
數(shù)字系統(tǒng)測試也可以使用NI FlexRIO模塊完成，但需要使用數(shù)字前端配置。NI FlexRIO將大型用戶可編程FPGA與串行或并行數(shù)字IO相結(jié)合，從而滿足衛(wèi)星有效載荷子系統(tǒng)測試的系統(tǒng)接口和IP協(xié)議要求。借助NI FlexRIO，工程師可以將自定義數(shù)字協(xié)議導(dǎo)入仿真數(shù)字接口，而無需使用定制硬件
PXI矢量信號收發(fā)儀(VST)將矢量信號分析儀和矢量信號發(fā)生器、用戶可編程FPGA以及高速串行和并行數(shù)字接口相結(jié)合，可執(zhí)行實(shí)時信號處理和控制。憑借高達(dá)1 GHz的瞬時射頻帶寬和9 KHz - 44 GHz的頻率覆蓋范圍，該儀器完全能夠覆蓋所有關(guān)鍵的SATCOM頻段（L、S、C、X、Ku和Ka）。NI VST非常適合調(diào)制信號生成和頻譜分析。VST產(chǎn)品系列以小尺寸提供了高性能測量和快速自動化。VST儀器適用于從設(shè)計到驗(yàn)證再到生產(chǎn)測試的整個設(shè)計周期，從而能夠更大限度減少測量相關(guān)誤差并通過測試軟件復(fù)用提高效率。模塊化PXI平臺允許用戶配置具有多個VST的系統(tǒng)，以支持多輸入多輸出(MIMO)應(yīng)用，并通過PXI機(jī)箱中的共享定時和同步資源簡化儀器之間的同步。
PXI高速串行儀器專為需要驗(yàn)證、連接和測試高速串行協(xié)議的工程師而設(shè)計。它們由Xilinx Kintex-7、Virtex-7和UltraScale+ FPGA組成，可使用LabVIEW FPGA進(jìn)行編程來為特定應(yīng)用提供最大程度的定制化和復(fù)用。這些儀器利用了FPGA多千兆位收發(fā)器(MGT)，可支持高達(dá)28 Gbps的數(shù)據(jù)速率和多達(dá)24個TX和RX通道。作為PXI平臺的一部分，它們同樣受益于PXI時鐘、觸發(fā)、高速數(shù)據(jù)移動功能，包括高達(dá)3.2 GB/s的數(shù)據(jù)流盤和點(diǎn)對點(diǎn)(P2P)數(shù)據(jù)流。
PXI FlexRIO協(xié)處理器模塊具有高性能FPGA，可為PXI系統(tǒng)增加信號處理能力。這些模塊利用Xilinx最新的FPGA芯片、PCI Express等數(shù)據(jù)流技術(shù)以及NI點(diǎn)對點(diǎn)串流技術(shù)，通過背板與其他模塊進(jìn)行高帶寬數(shù)據(jù)通信。PXI FlexRIO協(xié)處理器模塊與PXI矢量信號收發(fā)儀等其他PXI設(shè)備配合使用，可提供實(shí)時運(yùn)行復(fù)雜算法所需的額外FPGA資源。此外，LabVIEW FPGA的組件級IP集成功能可讓您輕松導(dǎo)入VHDL或Verilog通道模型算法。
LabVIEW FPGA是LabVIEW的一款附加軟件，您可以通過該附加軟件提供的高度集成的開發(fā)環(huán)境、IP庫、高保真仿真器和調(diào)試功能，更高效地設(shè)計基于FPGA的系統(tǒng)。您可以創(chuàng)建FPGA VI，將I/O直接訪問與用戶定義的LabVIEW邏輯相結(jié)合，為數(shù)字協(xié)議通信、硬件在環(huán)仿真和快速控制原型等應(yīng)用定制硬件。雖然LabVIEW FPGA模塊包含許多內(nèi)置信號處理程序，但您也可以集成現(xiàn)有的硬件描述語言(HDL)代碼以及第三方IP。
NI提供了各種集成解決方案供您選擇，可滿足您的特定應(yīng)用需求。您可以將系統(tǒng)集成工作完全交給公司內(nèi)部的集成團(tuán)隊，以獲得系統(tǒng)的完全掌控權(quán)，也可尋求我們遍布全球的聯(lián)盟商的幫助，獲得完整的系統(tǒng)解決方案。
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