使用NI PXI的高速記錄功能,開發(fā)以軟件為架構(gòu)的GNSS接收器

　　從新系統(tǒng)大量傳出的有效信號，提供了改善定位準確度和可信度的絕佳機會。然而，這也意味著GNSS接收器必須取得并追蹤這些信號。再者，隨著消費者需求的增加，這些接收器必須在樹下和室內(nèi)等更復雜的執(zhí)行環(huán)境下運作。

　　卡爾加里大學的定位與航行學術(shù)會議 (PLAN) 小組，開發(fā)以軟件為構(gòu)架的GNSS接收器，導航本質(zhì)上相當于軟件定義的無線電 (SDR)。 但是，“前端”能從無線電頻率降頻轉(zhuǎn)換GNSS信號，約在1.2至1.6 GHz到數(shù)十兆赫茲的等級;這樣的采樣方法，并不適用于市面上所有的信號。此外，對于以研發(fā)為目的所取得的樣本需存儲在磁盤中，以便后續(xù)處理與分析。最后，我們需要占用最小為2 MHz和最大為20 MHz的帶寬處理信號的所有功能。最大的信號帶寬與對應(yīng)的采樣速度，都呈現(xiàn)出很大的挑戰(zhàn)性，而在信息存儲方面尤其困難。

　　我們最初在前端所使用的硬件系統(tǒng)，靈活性不夠高，也呈現(xiàn)出下列種種配置上的問題：

• 靈活性不高的硬件只能在某些頻寬進行采樣
• 高速信號存儲需要特殊的設(shè)備，不方便執(zhí)行信號傳輸
• 固定的前端采樣速度 (與對應(yīng)的信號帶寬)
• 固定的采樣量化

　　由于這些配置上的限制，我們需要更強大且具靈活性的解決方案。

　　使用NI工具開發(fā)靈活的解決方案

　　NI矢量信號分析儀設(shè)備提供靈活、可移動且可配置選項等優(yōu)勢，以采集射頻采樣信號。NI系統(tǒng)還提供可配置的頻率、帶寬與采樣率，選擇的位數(shù)可量化信號，同時具有足夠的數(shù)據(jù)傳輸能力將數(shù)據(jù)記錄至文件。

　　我們初始化的系統(tǒng)包含下列元件：

• NI PXIe-1065機箱
• NI PXI-5690雙通道射頻前置放大器
• 3個NI PXI-5661 2.7 GHz矢量信號分析儀，256 MB ，包含實時流盤
• NI HDD-826412組RAID陣列(含控制器)執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸
• NI LabVIEW圖形化系統(tǒng)設(shè)計軟件

　　系統(tǒng)運作正常，也符合我們大部分的需求。當需要從多頻帶同步傳輸數(shù)據(jù)時，我們已采購第二部分包含下列組件的單位系統(tǒng)：

• NI PXIe-1075機箱
• PXI-5690雙通道射頻前置放大器
• 2個NI PXI-5600射頻降頻轉(zhuǎn)換器，20 MHz頻寬
• 2個NI PXIe-5622,16位,150 MS/s示波器，包含64 MB板載內(nèi)存
• NI HDD-8264 12組RAID陣列(含控制器)執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸
• LabVIEW圖形化系統(tǒng)設(shè)計軟件

　　NI PXI Express機箱與示波器，提高PXI機箱數(shù)據(jù)流的傳輸能力。

　　我們成功地建立與測試信號采集，并追蹤表1所列出的信號運算法則。我們研發(fā)小組也常使用軟件接收器，開發(fā)新信號的采集與追蹤信號的運算法則，以改善GNSS在荒野區(qū)的定位和厘米級的精確度。