Opis Systemu Komunikacji Radiowej

Transkrypt

1 Opis Systemu Komunikacji Radiowej 1. Opis ogólny systemu komunikacji radiowej Głównym zadaniem systemu komunikacji radiowej (SKR) jest zapewnienie dwustronnej łączności pomiędzy stacją naziemną i bezzałogowym statkiem latającym (BSL) oraz dwustronną wymianę danych, zgodnie z założonymi wymaganiami SKR, Tabela 1. Tabela 1. Ogólne wymagania Systemu Komunikacji Radiowej. Zasięg radiowy w promieniu 10km Pułap 3000m Maksymalna prędkość przelotowa BSL 20m/s Zasięg radiowy przy ograniczonym zasięgu Tak optycznym Częstotliwość pracy SKR 5 6GHz SKR powinien składać się z lotnego modułu radiowego (LMR) i z ziemnego modułu radiowego (ZMR). Modułem nazywamy urządzenie nadawczo odbiorcze, które wyposażone jest w odpowiednie złącza antenowe, złącza danych wejściowych i wyjściowych i złącze zasilania. Każdy z modułów powinien być wyposażony w odpowiedni zestaw anten, a w przypadku ZMR w antenę o charakterystyce dookólnej a także w antenowy system nadążny z anteną kierunkową. Każdy z modułów LMR i ZMR powinien być zawarty w jednej obudowie, która będzie chronić urządzenie przed wpływem czynników zewnętrznych. Zestaw anten dla części lotnej powinien pozwalać na utrzymywanie dwustronnej łączności niezależnie od pozycji samolotu bezzałogowego. Anteny części ziemnej i lotnej powinny być odporne na wpływ czynników atmosferycznych. Zestaw anten dla części ziemnej, nazywany dalej antenowym systemem nadążnym (ASN), powinien pozwalać na automatyczne śledzenie przemieszczającej się części lotnej. Tabela 2. Warunki środowiskowe SKR LMR ZMR Temperatura 25 do +50C 25 do +50 Wilgotność dla IP67 dla IP67 2. Ogólne założenia konstrukcyjne Konstrukcja SKR powinna być oparta na rozwiązaniach Software Defined Radio (SDR) i wykorzystywać układy programowalne FPGA. Zastosowanie rozwiązań SDR i FPGA pozwoli na uniwersalność SKR, w którym wszelkie zmiany związane z procesem modulacji i demodulacji oraz zastosowanymi protokołami będą wymagały jedynie przeprogramowania SKR (z wyłączeniem zmian zakresu częstotliwości pracy). Budowa SKR powinna przebiegać dwuetapowo, gdzie w pierwszym etapie powstanie demonstrator technologii. Następnie zostaną przeprowadzone badania w locie i po wprowadzeniu ewentualnych zmian zostanie zbudowany prototyp SKR. W konstrukcji demonstratora mogą być zastosowane ogólnodostępne rozwiązania typu COTS (ang. component of the shelf) np. płyty ewaluacyjne, które będą wykorzystywane w części softwareowej SKR, a także uniwersalne moduły RF. Z uwagi na docelowe zastosowanie

2 SKR, który będzie wykorzystywany do zapewnienia dwustronnej łączności radiowej pomiędzy stacją naziemną i BSL, prototyp części lotnej musi być rozwiązaniem autorskim, tj. niedopuszczalne jest zastosowanie rozwiązań typu COTS, chyba że pozwolą na spełnienie założonych wymagań. Jest to podyktowane wymaganą niezawodnością części lotnej SKR, której awaria może doprowadzić do utraty łączności z BSL. Natomiast, konstrukcja prototypu części ziemnej dopuszcza rozwiązania COTS przy czym ZMR musi spełniać założone wymagania. SKR powinien być wyposażony w niezbędne zabezpieczenia chroniące urządzenie przed uszkodzeniem wynikającym z niewłaściwego użytkowania i przed czynnikami atmosferycznymi (w tym wyładowania elektrostatyczne w torze w.cz.). 3. Założenia funkcjonalne systemu komunikacji radiowej SKR a. Założenia ogólne SKR powinien zapewniać bezobsługowe funkcjonowanie, tj. parametry łącza radiowego (w tym sposób modulacji i przepustowość) powinny być dobierane w sposób autonomiczny, tak aby łączność nie uległa zerwaniu dla zadanej odległości. SKR powinien pozwalać na monitorowanie najważniejszych parametrów łącza radiowego, a także na monitorowanie parametrów pracy moduły ziemnego i lotnego. Dane te powinny być dostępne dla operatora stacji ziemnej w czasie rzeczywistym. b. Rekonfiguracja SKR powinien posiadać możliwość zdalnej rekonfiguracji części lotnej. Rekonfiguracja powinna być dokonywana w sposób przezroczysty dla użytkownika, tj. parametry pracy podstawowego łącza telemetrycznego nie mogą ulec zmianie w trakcie rekonfiguracji (np. częściowa rekonfiguracja). Jeśli funkcjonalność częściowej rekonfiguracji części ziemnej jest niezbędna do zdalnego przeprogramowania części lotnej, to ZMR również powinien pozwalać na przeprowadzenie takiej operacji. c. Środowisko programistyczne SKR powinien być dostarczony ze środowiskiem programistycznym pozwalającym na wprowadzanie dowolnych zmian w części SDR i jeśli to możliwe w części RF. Dokonywanie zmian powinno być możliwe poprzez pisanie własnego kodu, a także poprzez wgranie gotowych konfiguracji dla układu programowalnego. Środowisko programistyczne powinno być również wyposażone w funkcjonalność pozwalającą na diagnozowanie pracy poszczególnych elementów składowych ZMR i LMR. 4. Ogólne wymagania techniczne SKR a. Wymagania wspólne Obsługiwane modulacje PSK, QPSK, QAM, OFDM, Direct Spread Modulation przełączane w zależności od jakości kanału, Szyfrowanie danych AES128 / AES256,

3 Sprzętowa korekcja błędów, Uplink/downlink asymetryczny, Łącze telemetryczne z czasem reakcji 10ms i priorytetem utrzymania i szyfrowaniem blokowym dostosowanym rozmiarem do ramki danych, Downlink do 10Mbps (prędkość modulacji), uplink do 56kbps (prędkości modulacji), Dwa osobne kanały, dla telemetrii (TT&C) i danych (payload), z podziałem czasowym, Full duplex dla TT&C do 56kbps, Half duplex dla payload do 10Mbps, Definiowalny stosunek podziału czasu (nadawanie/odbiór), Obsługiwane standardy , , , Możliwość implementacji dowolnego własnego standardu, protokołu, modulacji, szyfrowania, kodowania, itp., Częściowa implementacja STANAG 7085, Front end oparty o gotowy moduł RF w paśmie 5 6GHz, b. Część lotna Moduł nadawczo odbiorczy z łączem Ethernet i szeregowym (priorytet), Łącze szeregowe w standardzie RS232, 115kbps, Łącze Ethernet 10/100base TX, Rozdzielone tory nadawczo odbiorcze, Złącze szeregowe dla TT&C, Ethernet dla payload, Zasilanie 8 30V, Dostępna moc do 2W dla PSK, Parametry odbiornika pozwalające na utrzymanie łączności radiowej zgodnie z wymaganiami, Zestaw anten anteny mikropaskowe na kadłubie samolotu, c. Część ziemna Moduł nadawczo odbiorczy z łączem Ethernet i szeregowym (priorytet), Łącze szeregowe w standardzie RS232, 115kbps, Łącze Ethernet 10/100base TX, Rozdzielone tory nadawczo odbiorcze, Złącze szeregowe dla TT&C, Ethernet dla payload, Zasilanie 12 15V, Dostępna moc (1 5W) dla PSK Parametry odbiornika pozwalające na utrzymanie łączności radiowej zgodnie z wymaganiami, System z dwoma antenami dookólna, kierunkowa nadążna oparta o GPS (opcjonalnie śledzenie po sygnale RF), sterowanie w urządzeniu, dane GPS pochodzące z BSL, Odbiór i nadawanie przełączane na antenach w zależności od dystansu od samolotu, 5. Wyposażenie dodatkowe

4 SKR powinien być dostarczony z niezbędnych okablowaniem pozwalającym na uruchomienie dostarczonego systemu. Opis urządzenia pomiarowego Systemu Komunikacji Radiowej 1. Opis ogólny urządzenia analizująco pomiarowego do pomiaru podstawowych parametrów systemu antenowego i urządzeń nadawczo odbiorczych System komunikacji radiowej powinien być dostarczony z niezbędnym osprzętem pozwalającym na pomiar podstawowych parametrów systemu antenowego (np. VNA pomiar S11, S21) i urządzenia nadawczo odbiorczego (np. miernik mocy, analizator widma). Urządzenie pomiarowe może być wykonane w technologii SDR, a pomiar nie musi być realizowany bezpośrednio. Urządzenie analizująco pomiarowe powinno być wyposażone w niezbędne zabezpieczenia chroniące urządzenie przed uszkodzeniem wynikającym z niewłaściwego użytkowania i przed czynnikami atmosferycznymi (w tym wyładowania elektrostatyczne w torze w.cz.) Dokumentacja techniczna Wykonawca SKR jest zobowiązany dostarczyć pełną dokumentację (koncepcyjna, wstępna, techniczna, wykonawcza) Systemu Komunikacji Radiowej i urządzenia pomiarowego SKR. Opis szkoleń 1. Ogólne założenia Wykonawca SKR jest zobowiązany przeszkolić odbiorcę zamówienia w zakresie budowy, funkcjonowania i obsługi Systemu Komunikacji Radiowej oraz w zakresie podstaw radiokomunikacji cyfrowej (w tym Software Defined Radio (SDR), układy programowalne FPGA). Szkolenia będą odbywać się w siedzibie zamawiającego. Szkolenie będzie zrealizowane dla co najmniej 10 osób. Wymiar godzinowy szkoleń to 8 spotkań po 2 dni zajęć teoretycznych i praktycznych ustalone w terminach dogodnych dla obu stron. Podczas zajęć praktycznych uczestnicy będą wykonywać ćwiczenia na dostarczonych przez dostawcę Systemu Komunikacji Radiowej płytkach ewaluacyjnych FPGA. 2. Zagadnienia dla szkoleń w zakresie podstaw radiokomunikacji cyfrowej Układy FPGA podstawowe układy kombinacyjne podstawowe układy arytmetyczne podstawowe układy sekwencyjne maszyny stanu klasyfikacja, technologie programowania

5 architektura układów FPGA ograniczenia czasowe i alokacyjne projektu język schematów i biblioteki bloków funkcjonalnych język VHDL implementacja układów sekwencyjnych implementacja układów kombinacyjnych symulacja projektu w systemie ModelSim narzędzia projektowe (ISE) Interfejsy cyfrowe Standardy sygnałów cyfrowych EMC Interfejs RS232/422/485 Interfejs SPI Szybkie interfejsy szeregowe SDR Cyfrowa modulacja Dostęp współdzielony (podział częstotliwościowy, czasowy, kodowy) Kodowanie kanałowe (twierdzenie Shannona, próbkownaie, kompresja danych, konwolucja, interferencja międzysymbolowa) DSP (downconversion, demodulacja, ARW) GNU radio Implementacja FPGA RF podstawy Charakterystyka sygnałów radiowych Propagacja sygnałów radiowych (szum termiczny, interferencja, zanikanie) Modelowanie propagacji i budżet linku Podstawowe bloki funkcjonalne systemu radiowego Mieszacze, wzmacniacze, filtry SNR, BER, pasmo Współczynnik szumu toru odbiorczego, intermodulacja Typy modulacji (AM, FM, FSK, QAM, PSK & QPSK) Wykres Smitha Anteny podstawy (izotropowa, dipol, mikropaskowe, YAGI, log periodyczne wzmocnienie, ERP, charakterystyka kierunkowa i częstotliwościowa) Regulacje prawne odnośnie wykorzystania częstotliwości CPV: Wspólny Słownik Zamówień Publicznych Zamawiający nie dopuszcza składania ofert częściowych.

6 Zamawiający nie dopuszcza składania ofert wariantowych. Zamawiający nie przewiduje składania zamówień uzupełniających. Zamawiający nie przewiduje zastosowania licytacji elektronicznej. Zamawiający nie przewiduje zastosowania dialogu technicznego. Termin wykonania zamówienia 12 miesięcy od daty podpisania umowy.