一种多通道数字射频仿真方法及装置

技术领域

本发明属于电子通信技术领域，主要涉及的是一种多通道数字射频仿真方法及装置。

背景技术

由于通信技术的快速发展，加剧了通信的更新换代，新的装备在投入市场使用之前需要进行测试验证，以掌握装备的性能底数；在研制过程中进行测试，可以尽早发现设计缺陷，以缩短研制周期。

在真实的使用环境中对设备的性能进行测试是检验装备性能的最直接方式，但这存在测试周期长、难度大等局限性，并且由于真实的测试环境中变量因素多而不可控，所以无法对测试环境进行复现。不同于实际环境下的测试，无线信道模拟器在测试上具有明显的优势，用户只需要改变信道模型和相关参数就可以完成对传输环境的模拟，从而实现对被试装备的测试，减少了人力物力的消耗的同时缩短了测试时长。

传统的信道模拟器属于实验室环境下所使用的标准仪器，受制于接入能力的限制，只能在拆除装备载荷的情况下开展测试，无法在完全还原装备形态的条件下开展相关测试；且市场上现有信道模拟器接入端口数量少、端口设置固定不灵活、难以扩展，不能满足成体系的对抗训练需求。

发明内容

为了克服上述的不足，本发明提供了一种多通道数字射频仿真方法及装置，可在不拆除载荷的情况下整体接入系统，实现信号的动态交换和多路合成，并模拟无线电波传播效应、天线辐射特性和机动目标的运动效应，开展完整装备的性能测试检验，进行成体系的训练。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：

一种多通道数字射频仿真装置，包括远端接入设备、近端接入设备、测试控制单元和数字信号处理单元；

所述远端接入设备包括：功率调整模块、下变频模块、高速采样模块、编码模块、光调制模块、光放大器、光解调模块、解码模块、高速DA模块、上变频模块，用于完成信号的功率调整、上下变频、数模/模数变换、电光/光电转换、编码/解码；

所述近端接入设备包括：编码模块、光调制模块、光放大器、光解调模块、解码模块，用于完成信号电光/光电转换、编码/解码；

所述测试控制单元包括：想定模块、模型解算模块、控制模块，用于完成测试规划设计、生成网络规划拓扑和信道控制参数，控制测试进程；

所述数字信号处理单元用于完成基带信号的交换、传输、合成，模拟无线电波传播效应、天线辐射特性和机动目标的运动效应。

一种多通道数字射频仿真方法，包括多通道数字射频仿真装置，还包括如下步骤：

步骤1：测试/训练期间，测试控制单元根据任务规划和测试想定，生成网络规划拓扑和信道控制参数；

步骤2：将待测试设备和陪试设备的天线馈线接口去掉，通过射频连接线接入多通道数字射频仿真装置的远端接入设备，远端接入设备对接入装备的信号进行处理，并将射频信号转变为数字化后的光信号；

步骤3：远端接入设备将处理后的信号通过光纤传输至多通道数字射频仿真装置的近端接入设备，经过近端接入设备处理后将信号传输至多通道数字射频仿真装置的数字信号处理单元；

步骤4：数字信号处理单元根据测试控制单元生成的信道参数及设备连接关系，对基带数字信号进行电波传播特性模拟、添加背景信号、多路数据合成处理；

步骤5：经过数字信号处理单元处理后的信号，进入近端接入设备，经过近端接入设备处理后将信号转变为光信号并传递到远端接入设备；

步骤6：远端接入设备对接收到的光信号进行处理，变成射频信号并注入相应的设备。

所述步骤1测试/训练期间，测试控制单元根据任务规划和测试想定，生成网络规划拓扑和信道控制参数的步骤如下：

（1）想定模块以时间、事件为基准，进行连接关系规划、行动规划、传播环境规划，生成想定文件和网络规划拓扑；

（2）模型解算模块依据生成的想定文件进行解算，形成信道控制参数；

（3）控制模块根据模型解算服务的状态推进测试进程。

所述步骤2将待测试设备和陪试设备的天线馈线接口去掉，通过射频连接线接入多通道数字射频仿真装置的远端接入设备，远端接入设备对接入装备的信号进行处理，并将射频信号转变为数字化后的光信号的步骤如下：

（1）射频信号进入远端接入设备后，经过功率调整模块，将信号的功率调整到下变频模块可承受范围内；

（2）下变频模块将射频信号下变频、带通滤波、输入电平调节，完成射频信号到中频信号的搬移；

（3）高速采样模块完成中频信号到数字信号的采样，输出高速串行数字信号；

（4）编码模块对高速串行数字信号进行编码处理，消除多路信号在光纤中传输时带来的数据错乱，保证数据的正确恢复；

（5）光调制模块将数字基带信号调制成适宜在光纤上进行传输的光信号，经光放大器放大后输入光纤。

所述步骤3远端接入设备将处理后的信号通过光纤传输至多通道数字射频仿真装置的近端设备，经过近端设备处理后将信号传输至多通道数字射频仿真装置的数字信号处理单元的步骤如下：

（1）光解调模块将光信号解调成数字信号；

（2）解码模块将经光解调模块解调出的数字信号按照传输协议恢复成正确的基带数字信号。

所述步骤5经过数字信号处理单元处理后的信号，进入近端设备，经过近端设备处理后将信号转变为光信号的步骤如下：

（1）编码模块对高速串行数字信号进行编码处理，防止数据在传输过程中出现错乱，保证数据的正确恢复；

（2）光调制模块将编码后的信号调制成适宜在光纤上进行传输的光信号，经光放大器放大后输入光纤进行传输。

所述步骤6远端接入设备对接收到的光信号进行处理，变成射频信号并注入相应的设备的步骤如下：

（1）光解调模块将光信号解调成数字信号；

（2）解码模块将经光解调模块解调出的数字信号按照传输协议恢复成正确的基带数字信号；

（3）高速DA模块实现数字基带信号到中频信号的转换；

（4）上变频模块实现不同频段的射频信号输出、带通滤波、输出电平调节、中频信号到射频信号的频率搬移。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：

本发明提供的一种多通道数字射频仿真方法及装置，可在不拆除载荷的情况下整体接入系统，在10km半径范围的圆形场地内，提供信号接入、交换、混合的链路，实现信号的动态交换和多路合成，并模拟无线电波传播效应、天线辐射特性和机动目标的运动效应，以及信道传播特性模拟，开展装备全状态测试，端口设置灵活、支持扩展，可满足成体系的对抗训练需求。

附图说明

图1为多通道数字射频仿真装置组成框图；

图2典型数字射频仿真连接图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

一种多通道数字射频仿真装置，包括远端接入设备1.1、近端接入设备1.2、测试控制单元1.3和数字信号处理单元1.4；

所述远端接入设备1.1包括：功率调整模块1.1.1、下变频模块1.1.2、高速采样模块1.1.3、编码模块1.1.4、光调制模块1.1.5、光放大器1.1.6、光解调模块1.1.7、解码模块1.1.8、高速DA模块1.1.9、上变频模块1.1.10组成，用于完成信号功率调整、上下变频、数模/模数变换、电光/光电转换、编码/解码；

所述近端接入设备1.2包括：编码模块1.1.4、光调制模块1.1.5、光放大器1.1.6、光解调模块1.1.7、解码模块1.1.8，用于完成信号电光/光电转换、编码/解码；

所述测试控制单元1.3包括：想定模块1.3.1、模型解算模块1.3.2、控制模块1.3.3，用于完成测试规划设计、生成网络规划拓扑和信道控制参数，控制测试进程；

所述数字信号处理单元1.4用于完成基带信号的交换、传输、合成，模拟无线电波传播效应、天线辐射特性和机动目标的运动效应。

本发明还公开另一实施列，一种多通道数字射频仿真方法，包括多通道数字射频仿真装置，还包括如下步骤：

步骤1：测试/训练期间，测试控制单元1.3根据任务规划和测试想定，生成网络规划拓扑和信道控制参数，其具体步骤如下：

（1）想定模块1.3.1以时间、事件为基准，进行连接关系规划、行动规划、传播环境规划，生成想定文件和网络规划拓扑；

（2）模型解算模块1.3.2依据生成的想定文件进行解算，形成信道控制参数；

（3）控制模块1.3.3根据模型解算服务的状态推进测试进程。

步骤2：将待测试设备和陪试设备的天线馈线接口去掉，通过射频连接线接入多通道数字射频仿真装置的远端接入设备1.1，远端接入设备1.1对接入装备的信号进行处理，并将射频信号转变为数字化后的光信号，其具体步骤如下：

（1）射频信号进入远端接入设备1.1后，经过功率调整模块1.1.1，将信号的功率调整到下变频模块1.1.2可承受范围内；

（2）下变频模块1.1.2将射频信号下变频、带通滤波、输入电平调节，完成射频信号到中频信号的搬移；

（3）高速采样模块1.1.3完成中频信号到数字信号的采样，输出高速串行数字信号；

（4）编码模块1.1.4对高速串行数字信号进行编码处理，消除多路信号在光纤中传输时带来的数据错乱，保证数据的正确恢复；

（5）光调制模块1.1.5将数字基带信号调制成适宜在光纤上进行传输的光信号，经光放大器1.1.6放大后输入光纤。

步骤3：远端接入设备1.1将处理后的信号通过光纤传输至多通道数字射频仿真装置的近端接入设备1.2，经过近端接入设备1.2处理后将信号传输至多通道数字射频仿真装置的数字信号处理单元1.4，其步骤如下：

（1）光解调模块1.1.7将光信号解调成数字信号；

（2）解码模块1.1.8将经光解调模块1.1.7解调出的数字信号按照传输协议恢复成正确的基带数字信号。

步骤4：数字信号处理单元1.4根据测试控制单元1.3生成的信道参数及设备连接关系，对基带数字信号进行电波传播特性模拟、添加背景信号、多路数据合成处理。

步骤5：经过数字信号处理单元1.4处理后的信号，进入近端接入设备1.2，经过近端接入设备1.2处理后将信号转变为光信号并传递到远端接入设备1.1，其具体步骤如下：

（1）编码模块1.1.4对高速串行数字信号进行编码处理，防止数据在传输过程中出现错乱，保证数据的正确恢复；

（2）光调制模块1.1.5将编码后的信号调制成适宜在光纤上进行传输的光信号，经光放大器1.1.6放大后输入光纤进行传输。

步骤6：远端接入设备1.1对接收到的光信号进行处理，变成射频信号并注入相应的设备，其具体步骤如下：

（1）光解调模块1.1.7将光信号解调成数字信号；

（2）解码模块1.1.8将经光解调模块1.1.7解调出的数字信号按照传输协议恢复成正确的基带数字信号；

（3）高速DA模块1.1.9实现数字基带信号到中频信号的转换；

（4）上变频模块1.1.10实现不同频段的射频信号输出、带通滤波、输出电平调节、中频信号到射频信号的频率搬移。

本设计一种多通道数字射频仿真方法及装置，可在不拆除载荷的情况下整体接入系统，在10km半径范围的圆形场地内，提供信号接入、交换、混合的链路，实现信号的动态交换和多路合成，并模拟无线电波传播效应、天线辐射特性和机动目标的运动效应，以及信道传播特性模拟，开展装备全状态测试，端口设置灵活、支持扩展，可满足成体系的对抗训练需求。

以上内容中未细述部份为现有技术，故未做细述。