智能(néng)單兵(bīng)自(zì)組網電(diàn)台是(shì)現(x•∞↑€iàn)代戰争通(tōng)信設備的(de)發展趨勢，我軍的(de)單兵(bīng)電(diàn)←δ台一(yī)直是(shì)對(duì)标美(měi)國(guó✔β•)的(de)單兵(bīng)電(diàn)台發展。從(cóng)以前的(de)HarΩ‍÷'ris-152、163到(dào)現(xiàn)在的(de)MPU5，MP✘α₽‌U5是(shì)美(měi)軍新一(yī)代無中心自(zì)組網智能(néng)單兵(bīng)₩♦✘電(diàn)台。号稱世界首個(gè)基于智能(néng)手機(jī)的(de)電(dià↔¶Ω<n)台。

全文(wén)內(nèi)容通(tōng)過對(duì)MPU$♥5功能(néng)解析，分(fēn)析它的(de)射頻(pín)方案設計(α₽&↓jì)

MPU5最重要(yào)的(de)就(jiù)是(shì)它的(de)—&m↕β★dash;Wave Relay® MA‍φNET技(jì)術(shù)

Persistent Systems的(Ω de) MANET技(jì)術(shù)研發旨在通(tōng)過快(kuài)速适應地↕♦>(dì)形波動和(hé)惡劣環境條件(jλσΩ iàn)最大(dà)限度地(dì)提高(gāo)連接性和(hé)通(tōng)信性能(¶<&néng)。

Wave Relay®，通(tōng)過動态路↑∏(lù)由協議(yì)，實現(xiàn)網絡自(zì)組織和(hé)快(™♥kuài)速重構，提高(gāo)網絡的(de)穩定性和(hé)連通(tō∑•π₹ng)性。這(zhè)項技(jì)術(shù)使得(dδσ₹e)MPU5在各種網絡環境中都(dōu)♣→φ能(néng)夠實現(xiàn)最優的(σ≤§de)通(tōng)信效果，為(wèi)無線通(tōng)信領域帶來​φ(lái)了(le)新的(de)機(jī)遇。該技(γ → jì)術(shù)基于Wave Relay數(shù)據<≈"鏈嵌入式模塊實現(xiàn)，可(kě)以連接分(fēn)&≠♣散于不(bù)同美(měi)國(guó)空(kōng)軍基€↓&←地(dì)的(de)單位，為(wèi)其提供直接通(tōnπ∏♠₹g)信、态勢感知(zhī)、全動态視(shì)頻(pín)和(hé)音(yī'♣$¥n)頻(pín)。

這(zhè)段描述提取有(yǒu)關的(de)射頻(pín)設計(jì)詞​™←是(shì)——适應地(dì)形波動和(hé)惡劣環境條件(jiàn)最大(dà)÷∞≤限度地(dì)提高(gāo)連接性和(hé)通(tōng)信性能¥∑σ(néng)。

一(yī)、通(tōng)道(dào)框架

MPU5是(shì)怎麽樣通(tōng)過波形的(de)設計(jì)來(l→×>₩ái)适應地(dì)形和(hé)惡劣環境？★♣

根據MPU5的(de)官網解釋是(shì)采用(®&​yòng)了(le)3*3的(de)MIMO

MIMO系統是(shì)提高(gāo)頻(pín)譜效率的(de)有(yǒu)效方法。多"δβ(duō)徑衰落是(shì)影(yǐng)響通(tōng)信質量的(de φ™)主要(yào)因素，但(dàn)MIMO系統卻能(né€<ng)有(yǒu)效地(dì)利用(yòn÷​g)多(duō)徑的(de)影(yǐng)響來(lái)提高(gāo)系統容量，采♥¶÷用(yòng)MIMO結構不(bù)需要(yào)增加發射功率就(jiù)能(néng)獲€ 得(de)很(hěn)高(gāo)的(de)系統容量。

MIMO技(jì)術(shù)對(duì)于射頻×≈(pín)設計(jì)來(lái)講，主要(yà≠™o)區(qū)别在于是(shì)分(fēn)集還(hái)是(shì)複用(yòng)♥'​₩。

分(fēn)集

分(fēn)集技(jì)術(shù)用(yò♣✔★ ng)來(lái)解決可(kě)靠性問(wèn)題。

空(kōng)間(jiān)分(fēn)集技(jì)術(shù)就(jiù)是(shì)γ±利用(yòng)多(duō)個(gè)天線發送同樣的(de)數(shù)據，同一 ↔₩¥(yī)路(lù)信号經過不(bù)同路(lπ↕ù)徑到(dào)達接收端，可(kě)以有(yǒu)效對(duì)抗多(duō)徑衰落™∞，減少(shǎo)接收端SNR的(de)波動。獨立衰落的(de)分(fēn)支數(shù)目越←‍大(dà)，接收端信噪比波動越小(xiǎo)，分(fēn)集增益越大(dà)。∑∑分(fēn)集增益可(kě)以改善系統覆蓋，增加鏈路(lù)可(kě)靠 £$∏性。

分(fēn)集對(duì)于射頻(pín) ₽δ設計(jì)來(lái)說(shuō)就(jiù)是(shì)設計(jì)三個(gè)∏•完全獨立的(de)收發通(tōng)道(dào)。

複用(yòng)

空(kōng)間(jiān)複用(yòng)技(λ ‌jì)術(shù)用(yòng)來(lái)解決容量問(wèn)題。

空(kōng)間(jiān)複用(yòng)技(jì)術(shù)就(jiù)是(sh♦♣ì)利用(yòng)多(duō)個(gè)天線同時(shí)↔÷✔發送獨立的(de)數(shù)據，增加系統的(×÷<de)數(shù)據容量。

複用(yòng)技(jì)術(shù)相(xiàng)當于把數(sγ©hù)據分(fēn)為(wèi)三包同時(shí)發出，在接收端再組合，所以£εδ在射頻(pín)設計(jì)的(de)時(shí)候需要(yào)考慮對(duα☆©ì)數(shù)據分(fēn)包和(hé)合包的($×¥≥de)影(yǐng)響，即三包數(shù)據互不(bù)影(yǐng)響。

數(shù)據互不(bù)影(yǐng)響的(de)前提是(shì)通(α<tōng)道(dào)正交，互不(bù)幹擾。

所以在射頻(pín)設計(jì)時(shí)需要(yào)對(duì)射頻(pín)電(dià↓γ§βn)路(lù)做(zuò)幅度和(hé)相(xiàng)位的(de)控制↕£>§(zhì)，保證三個(gè)通(tōng)道(dào)的(de)正交獨立。

MPU5提到(dào)的(de)是(shì)适應惡劣∞ $地(dì)形，那(nà)麽MPU5使用(yòng)的(de)應該是(shì)MIMO分(fēn)δ₹↕¥集。

注意，空(kōng)間(jiān)分(fēn)集利用(yòng)天線間(jiān)的(de)不(≠>bù)相(xiàng)關性來(lái)實現(xiàn)，在實際應用(yòng)中，MIMO天線<"©↓之間(jiān)的(de)距離(lí)一(yī)般應該大(dà)于半<≈個(gè)波長(cháng)，以避免天線之間(jiān)的(de)相(xiàng) ₩互幹擾和(hé)耦合。

二、互換頻(pín)率模塊

 

MPU5的(de)手冊講他(tā)的(de)頻(pín)率覆蓋L-C,對(duì)'±于射頻(pín)來(lái)說(shuō)，頻(pín)率寬ε¶δ∑最大(dà)的(de)設計(jì)難點是(shì)功→§放(fàng)的(de)設計(jì)。

幾年(nián)前，确實很(hěn)難找λ£&到(dào)覆蓋這(zhè)麽寬的(de)功←♥×放(fàng)。但(dàn)是(shì)最近(jìn α≤♥)幾年(nián)市(shì)面上(shàng)很(hěn)多(duō)國(guó)産廠(☆ <chǎng)家(jiā)都(dōu)能(néng)單管GAN覆蓋∞‍ L-C。

看(kàn)看(kàn)MPU5是(shì)怎麽做(zu‍σò)的(de)。

 

它是(shì)通(tōng)過替換射頻(pí←→n)模塊來(lái)實現(xiàn)多(duō)個(gè)頻(pí©§≈©n)率跨段，做(zuò)射頻(pín)的(de)都(dōu)知(zhī)道(dào)，多(duō)★∞波段設計(jì)在同一(yī)塊闆最大(dà)問(wèn)題就(ji∏£ù)是(shì)雜(zá)散和(hé)抗幹擾，MPU5這(zhè)樣設計(jì)★∑↑<的(de)好(hǎo)處是(shì)降低(dī)單闆δ 設計(jì)的(de)複雜(zá)性。同樣由于它的(deα→π)分(fēn)段設計(jì)和(hé)手台制(zhì)式限制(zh∏☆ì)，采用(yòng)的(de)應該是(shì)零中頻(pí☆φ©n)架構。

備注

MPU5的(de)手冊裡(lǐ)沒有(yǒu)傳統電(diàn)台的(de£α₽)跳(tiào)頻(pín)功能(néng)★§α！

MPU的(de)通(tōng)信頻(pín)段在L端隻有(yǒu)10∏₹£0MHz左右，信道(dào)帶寬卻有(yǒu)20MHz，實在是(shì)跳(tiào)不(bùΩ♦₩£)起來(lái)。（戰術(shù)電(diàn)台，跳(ti±✔$ào)頻(pín)是(shì)必需的(de)，MPUδΩσ>5不(bù)跳(tiào)頻(pín)，抗幹擾是(shì)σγ"如(rú)何實現(xiàn)？）

總結

綜上(shàng)可(kě)以得(de÷©&∑)出MPU5的(de)主框架是(shì)

Tranciver+射頻(pín)前端，因為(wèi)不(<♣♣ bù)跳(tiào)頻(pín)都(dōu)無需使用(yòng)外(wà​"☆​i)置鎖相(xiàng)環。并且MIMO使用(yòng)的(de)也(y‍♠₩Ωě)是(shì)簡單的(de)分(fēn)集技(jì)術(shù)，無需複雜§ ∑(zá)的(de)相(xiàng)位和(hé)幅度調整，這(zhè)樣分(f™↔♥←ēn)析下(xià)來(lái)MPU5的(de)射頻(pín)電(diàn)路(lù)是(s±✔hì)相(xiàng)當的(de)簡單。

但(dàn)是(shì)MPU5工(gōng)作(zuò)的(de)時(shí)間(jiān)還♣λ(hái)是(shì)亮(liàng)眼的(de)，對(duì)于寬帶電(diàn)台來(lá≈₩™i)說(shuō)，12-14小(xiǎo)時(shí)的(de)工(gōng)作(λ ₽γzuò)時(shí)長(cháng)需要(yào)各個(gè)方面的(de)功耗去(qù) ₩最優設計(jì)，在射頻(pín)電(di¶₽₩'àn)路(lù)上(shàng)應該采用(yòng)了(le)線性化(huà)技(jì)∑€£術(shù)。

這(zhè)樣看(kàn)來(lái)MPU5主要(yào)賣點是λπ<(shì)無中心寬帶自(zì)組網。寬帶通(tōng)信——這(zhè)些♣<&(xiē)在設計(jì)上(shàng)隻是(shì)公網技(jì)術(shù)的πσ(de)再應用(yòng)，軍用(yòng)​ γφ通(tōng)信的(de)核心問(wènπδ)題抗幹擾卻沒有(yǒu)在MPU5上(shàng)有(yǒu)所體(tǐ)現(xiàn∞β'>)。