Линия-Д

Предыстория

К нам обратилось предприятие сектора ВПК с задачей разработать программный анализатор сотовой радиосети для испытания устройств радиоподавления. Комплекс «Линия-Д» имитирует радиоканал сотовой сети связи стандартов GSM/UMTS/LTE на базе SDR-платформы: генерирует эталонные сигналы с одной стороны и принимает и анализирует их с другой, что позволяет объективно оценивать качество подавления радиоканалов испытываемым изделием, включая внесение динамических корректировок прямо в ходе испытаний. Проект успешно завершён, прошёл приёмо-сдаточные испытания на стенде заказчика и передан в эксплуатацию.

Назначение и устройство

• Испытательный комплекс состоит из двух переносных рабочих станций — портативных компьютеров, каждый оснащён одним SDR-модулем USRP B210; испытываемое изделие размещается между станциями и должно подавлять формируемые ими радиоканалы.
• Программный комплекс включает три компонента: СПО «Терминал управления» с графическим интерфейсом для формирования сценариев и контроля хода испытаний; СПО «Клиент» с интерфейсом командной строки для запуска сценариев на автоматизированных стендах; СПО «Сервер», обеспечивающее сопряжение с SDR-модулем через драйвер UHD.
• Взаимодействие «Терминала управления» (или «Клиента») с «Сервером» строится на протоколе удалённого вызова процедур (RPC) поверх выделенного канала связи.
• Ядро тестирования формирует и расформировывает приёмные и передающие тракты, регистрирует статистику и радиоэлектронную обстановку в ходе выполнения сценария.
• Ядро обработки сигналов реализовано на GNU Radio: блок Tract Controller управляет трактами связи, gr::uhd обеспечивает обмен данными с SDR-устройством, блоки Modem и Coder выполняют цифровую модуляцию/демодуляцию и кодирование/декодирование голосовых данных.
• Аппаратные платформы — x86_64 на базе Intel Atom C3758 и ARM на базе NIT6Q_I_BRD (Nitrogen 6X); порты USB 3.0, Ethernet, RS232/485/422.

Основные возможности

• Формирование, редактирование, сохранение и загрузка сценариев испытаний из файлов JSON: добавление, удаление, изменение порядка и параметров отдельных тестов.
• Запуск, приостановка, возобновление и остановка сценария с отображением радиоэлектронной обстановки на спектрограмме в реальном времени.
• Ручная и автоматическая регулировка усиления приёмника, настройка мощности передатчика.
• Поддержка модуляций GMSK, QPSK, QAM16, QAM64 и голосовых кодеков AMR NB, AMR WB, EVS.
• Динамическое добавление, удаление, приостановка и возобновление отдельных трактов без прерывания работы уже действующих.
• Автоматическое формирование отчётов по итогам испытаний в машиночитаемом формате JSON с возможностью выгрузки в человекочитаемый HTML.
• Консольный режим работы для запуска заранее подготовленных сценариев на автоматизированных испытательных стендах.

Особенности

• Пользовательский интерфейс построен на связке фреймворков Qt и GNU Radio Graphical Interfaces, с раздельными областями управления, спектрограммы, сценария и журнала событий.
• Многоязычный интерфейс с переключением языка в зависимости от локали пользователя.
• Единая модульная архитектура — интерфейс пользователя/командной строки, ядро тестирования, RPC-коннектор, слой взаимодействия с оборудованием — переиспользуется во всех трёх компонентах комплекса.
• Комплекс прошёл приёмо-сдаточные испытания на стенде заказчика по согласованной программе и методике испытаний, подтвердившие полноту и качество реализованных функций.

Технологии

C++, Qt, GNU Radio, boost, USRP/UHD.