МКС — модуль коммуникации и сопряжения

МКС — модуль коммуникации и сопряжения. Не тот, что на орбите, — но по числу решаемых задач где-то рядом.

Мы проектируем и изготавливаем аппаратные комплексы для исследовательских и прикладных задач: от схемотехники и печатной платы до прошивки и инструментов анализа на стороне ПК. Заказчик получает не «плату с интерфейсом», а работающий инструмент, интегрированный в свою среду разработки.

МКС — пример такой реализации. Здесь радиотрактом выступает сверхширокополосная связь (СШП/UWB), но это лишь одна из возможных конфигураций: архитектура платформы допускает любой радиоканал — узкополосный УКВ, ISM-диапазоны, СШП, специализированные модемы — под требования конкретного проекта.

Что представляет собой стенд

Плата несёт два независимых приёмопередающих модуля, работающих одновременно и независимо друг от друга. Двухканальная архитектура позволяет исследовать сценарии, недоступные одноканальным решениям: одновременный приём и передача, взаимное влияние трактов, синхронные измерения с двух антенн, работа в режиме loopback между собственными модулями.

Микроконтроллер обеспечивает управление радиотрактом, сбор измерительных данных и потоковую передачу на хост. Реализован собственный бинарный протокол с контролем целостности, поддерживающий как командный режим, так и непрерывный поток измерений в реальном времени.

Измерительные возможности

Стенд предоставляет исследователю полный набор параметров физического уровня по каждому принятому кадру:

• уровень принятого сигнала и мощность первого луча (dBm);
• отношение сигнал/шум;
• импульсная характеристика канала (CIR) — форма отклика среды;
• индекс первого луча, диагностика приёмного тракта;
• признаки прямой и непрямой видимости (LOS/NLOS).

Расчёт производится непосредственно в прошивке по методике производителя радиочипа — это исключает расхождения между документированной моделью и реализацией.

Программное обеспечение в комплекте

Вместе с аппаратурой заказчик получает готовый инструментарий, а не только описание протокола.

Библиотека и консоль на Python. Полная реализация протокола, интерактивная командная строка для ручных экспериментов, скрипты нагрузочного тестирования и записи данных.

Графическая оболочка для наблюдения, записи и настройки без программирования: выбор режима радиотракта, сохраняемые сценарии запуска, экспорт измерений в CSV. Интерфейс рассчитан на работу без специальной подготовки — оператору достаточно подключить устройство и выбрать сценарий.

Интеграция с MATLAB. Библиотека для приёма измерений напрямую в среду MATLAB — как через локальный COM-порт, так и по сети.

Удалённая работа со стендом

Плата не обязательно должна находиться у заказчика. Мы размещаем стенд в собственной лаборатории — в подготовленной технической среде, с настроенным окружением и контролируемыми условиями — и обеспечиваем к нему удалённый доступ.

Для этого разрабатываются дополнительные программные средства: интерфейсы платы и потоки измерений пробрасываются через защищённый канал напрямую в MATLAB на компьютере заказчика. С точки зрения исследователя работа выглядит так же, как с локально подключённым устройством: те же команды, тот же поток данных, та же среда обработки.

Такой режим позволяет приступить к исследованию до изготовления и поставки собственного экземпляра, проверить применимость платформы к задаче или вести работы, не развёртывая измерительный стенд на своей площадке.

Прикладные сценарии

Помимо измерительных задач, платформа поддерживает передачу данных между устройствами. Реализован прикладной уровень с адресацией, фрагментацией сообщений, контролем связи и индикацией качества канала.

Что получает заказчик

• аппаратуру, спроектированную под конкретную задачу;
• прошивку с документированным протоколом;
• инструменты на Python и MATLAB для работы с данными;
• полную техническую документацию;
• сопровождение и доработку под изменяющиеся требования.

Радиоканал, число каналов, набор измеряемых параметров и состав программного обеспечения определяются задачей. Приведённые характеристики относятся к реализованному экземпляру — платформа не привязана к конкретной технологии связи.