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數位中頻互通性(DIFI)技術簡介

數位中頻互通性,英文全稱為 Digital Intermediate Frequency Interoperability (DIFI)。
DIFI聯盟的使命是透過提供一個簡單、開放、可互通的數位中頻(IF)/射頻(RF) 標準,來取代類比中頻訊號(Analog IF signals)的自然互通性,同時也防止特定供應商獨佔市場(vendor lock-in),進一步加速太空、衛星等相關產業的數位轉型。
DIFI標準是基於 IEEE-ISTO Std 4900-2021。這個標準定義了一個數據平面介面(Data Plane Interface),讓數位中頻的數據(如:IQ samples)和相應的metadata,可以透過 IP (網路)來進行傳輸和接收。

DIFI的使用情境和Use Case

DIFI 封包的主要是在衛星地面站的 Digitizers (transceivers) 和 Software modem 之間建立介面,用於提高設備互通性,解決過去衛星通訊產業由特定供應商壟斷的問題。

Q&A

數據平面(Data plane)是什麼?

是指網路運作中負責承載用戶流量,將封包送達指定目的地的部分,通常由硬體實現(如:路由器、交換器)。

這裡提及的IQ samples是什麼呢?

指的是SDR、數位接收器和發射器執行取樣時的一種形式(如:在一定的時間內將類比訊號進行採樣,讓類比訊號以數位的形式呈現。) ,而 I 為 (In-phase) 同相分相,Q 為 (Quadrature) 正交分量。

補充教材:NYCU OCW 訊號與系統

為什麼DIFI要取代類比中頻訊號的自然互通性呢?依靠類比中頻訊號傳輸有什麼缺點嗎?

所謂的類比中頻訊號(Analog IF signal)它一些缺點,就是容易受到噪音(noise)和干擾(interference)的影響,除此之外,它的效率也不如數位中頻訊號來的好。

但其實數位中頻不具互通性。所以為了讓兩個數位 IF 訊號可以連接在一起,就必須將它們轉換成通用格式,然後進行同步,但訊號轉換和同步的過程,非常複雜且十分昂貴的,所以近年來才開始發展可互通的數位中頻訊號(DIFI)。

參考資料: