国外新一代无中心自组网智能单兵电台——MPU5射频解析

智能单兵自组网电台是现代战争通信设备的发展趋势，我军的单兵电台一直是对标美国的单兵电台发展。从以前的Harris-152、163到现在的MPU5，MPU5是美军新一代无中心自组网智能单兵电台。号称世界首个基于智能手机的电台。

全文内容通过对MPU5功能解析，分析它的射频方案设计

MPU5最重要的就是它的——Wave Relay® MANET技术

Persistent Systems的 MANET技术研发旨在通过快速适应地形波动和恶劣环境条件最大限度地提高连接性和通信性能。

Wave Relay®，通过动态路由协议，实现网络自组织和快速重构，提高网络的稳定性和连通性。这项技术使得MPU5在各种网络环境中都能够实现最优的通信效果，为无线通信领域带来了新的机遇。该技术基于Wave Relay数据链嵌入式模块实现，可以连接分散于不同美国空军基地的单位，为其提供直接通信、态势感知、全动态视频和音频。

这段描述提取有关的射频设计词是——适应地形波动和恶劣环境条件最大限度地提高连接性和通信性能。

一、通道框架

MPU5是怎么样通过波形的设计来适应地形和恶劣环境？

根据MPU5的官网解释是采用了3*3的MIMO

MIMO系统是提高频谱效率的有效方法。多径衰落是影响通信质量的主要因素，但MIMO系统却能有效地利用多径的影响来提高系统容量，采用MIMO结构不需要增加发射功率就能获得很高的系统容量。

MIMO技术对于射频设计来讲，主要区别在于是分集还是复用。

分集

分集技术用来解决可靠性问题。

空间分集技术就是利用多个天线发送同样的数据，同一路信号经过不同路径到达接收端，可以有效对抗多径衰落，减少接收端SNR的波动。独立衰落的分支数目越大，接收端信噪比波动越小，分集增益越大。分集增益可以改善系统覆盖，增加链路可靠性。

分集对于射频设计来说就是设计三个完全独立的收发通道。

复用

空间复用技术用来解决容量问题。

空间复用技术就是利用多个天线同时发送独立的数据，增加系统的数据容量。

复用技术相当于把数据分为三包同时发出，在接收端再组合，所以在射频设计的时候需要考虑对数据分包和合包的影响，即三包数据互不影响。

数据互不影响的前提是通道正交，互不干扰。

所以在射频设计时需要对射频电路做幅度和相位的控制，保证三个通道的正交独立。

MPU5提到的是适应恶劣地形，那么MPU5使用的应该是MIMO分集。

注意，空间分集利用天线间的不相关性来实现，在实际应用中，MIMO天线之间的距离一般应该大于半个波长，以避免天线之间的相互干扰和耦合。

二、互换频率模块

MPU5的手册讲他的频率覆盖L-C,对于射频来说，频率宽最大的设计难点是功放的设计。

几年前，确实很难找到覆盖这么宽的功放。但是最近几年市面上很多国产厂家都能单管GAN覆盖L-C。

看看MPU5是怎么做的。

它是通过替换射频模块来实现多个频率跨段，做射频的都知道，多波段设计在同一块板最大问题就是杂散和抗干扰，MPU5这样设计的好处是降低单板设计的复杂性。同样由于它的分段设计和手台制式限制，采用的应该是零中频架构。

备注

MPU5的手册里没有传统电台的跳频功能！

MPU的通信频段在L端只有100MHz左右，信道带宽却有20MHz，实在是跳不起来。（战术电台，跳频是必需的，MPU5不跳频，抗干扰是如何实现？）

总结

综上可以得出MPU5的主框架是

Tranciver+射频前端，因为不跳频都无需使用外置锁相环。并且MIMO使用的也是简单的分集技术，无需复杂的相位和幅度调整，这样分析下来MPU5的射频电路是相当的简单。

但是MPU5工作的时间还是亮眼的，对于宽带电台来说，12-14小时的工作时长需要各个方面的功耗去最优设计，在射频电路上应该采用了线性化技术。

这样看来MPU5主要卖点是无中心宽带自组网。宽带通信——这些在设计上只是公网技术的再应用，军用通信的核心问题抗干扰却没有在MPU5上有所体现。