[發明專利]一種分布式差分跳頻通信測試系統

無效

• 申請號: 201210044357.0
• 申請日: 2012-02-23
• 公開（公告）號: CN102820936A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 馮永新;隋濤;錢博
• 申請（專利權）人: 沈陽理工大學
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00;H04B1/713
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標代理有限公司 21209
• 代理人: 李樞

1.一種分布式差分跳頻通信測試系統，是一種基于HLA/RTI的分布式差分跳頻通訊測試系統；其特征在于：由硬件、軟件兩部分組成，硬件部分包括6臺計算機和一臺服務器，為軟件功能成員提供硬件運行環境，軟件部分包括：差分跳頻信號產生功能成員、信號信道功能成員、差分跳頻信號接收功能成員、差分環路效果演示成員、視景分析功能成員、系統控制管理成員；

所述的差分跳頻信號產生功能成員

差分跳頻信號產生功能成員是根據傳輸信息數據、上一跳差分跳頻信號頻率控制字和G函數規則產生當前跳的跳頻頻率控制字，由數字頻率合成器產生頻率控制字對應頻率的數字差分跳頻信號，最后通過D/A轉換模塊變為模擬差分跳頻信號；根據差分跳頻信號產生模塊的功能，設計差分跳頻信號產生模塊的整體結構；

所述的信號信道功能成員

短波通信信號可由天波信道和地波信道分別進行傳播；短波通信信號經天波信道傳播；短波通信信號在天波信道傳播路徑中包含的損耗，短波通信信號經天波信道的基本傳輸損耗包括自由空間傳輸損耗、地面反射損耗，電離層吸收損耗、額外系統損耗；

所述的差分跳頻信號接收功能成員

對經信道處理后的差分跳頻信號進行基于差分環路的頻點檢測、基于逐符號或序列檢測的G-1函數傳輸信息提取，實現差分跳頻通信的信號接收過程，并為驗證差分環路接收功能成員功能實現的有效性和正確性提供測試和接收結果的驗證功能；

差分環路效能演示成員

差分環路效果演示功能成員將差分跳頻信號產生功能成員傳輸的數據信息和差分跳頻接收功能成員解算的頻率序列和數據信息進行對比，驗證差分環路接收性能的有效性和正確性；

所述的視景分析成員

視景分析成員主要提供差分跳頻信號產生功能成員、差分跳頻接收功能成員和傳輸信道的位置、距離和傳輸路徑等信息，為差分環路跳頻通信系統提供直觀的分析應用環境。

2.根據權利要求1所述的一種分布式差分跳頻通信測試系統的系統控制管理成員，其特征在于：

系統控制管理整個聯邦的運行，發送控制指令并完成狀態交互；系統控制管理成員是整個系統聯邦的重要成員之一，它管理整個聯邦的運行，包括創建聯邦、撤銷聯邦、開始測試、暫停測試、繼續測試以及顯示測試時間等功能；在聯邦中，除了仿真控制成員之外，其它各個聯邦成員與系統控制管理成員都有聯系，當他們加入聯邦后，只有控制成員發出啟動命令，各個功能成員才能運行；

系統控制初始化后，首先創建聯邦，然后設置時間管理策略、時間推進機制和公布/訂購關系，等到其它各功能成員都加入到聯邦后，開始執行控制交互，各成員開始測試；隨著仿真時間的推進，接收訂購的交互，并且可以通過界面調整相應成員的狀態顯示；

基于HLA/RTI的差分跳頻通信測試系統，是基于時間控制及時間受限的分布式系統控制機制；

系統控制管理成員管理整個測試聯邦的運行，發送控制指令并完成狀態交互；具體過程為：創建聯邦、開始運行、停止運行、撤銷聯邦；

(1)聯邦對象模型

HLA的聯邦對象模型的主要目的是提供聯邦成員之間用公共的、標準化的格式進行數據交換的規范，描述了在仿真運行過程中將參與聯邦成員信息交換的對象類、對象類屬性、交互類、交互類參數的特性；

(2)聯邦執行的狀態控制

HLA提供的聯邦執行狀態管理服務，實現了聯邦執行的創建、撤銷以及聯邦成員的加入、退出；但是，在基于HLA/RTI差分跳頻通信測試系統中，還需要實現聯邦執行的開始、暫停、繼續、結束和退出等狀態的控制，因此，直接利用HLA的聯邦管理提供的服務無法實現；為了解決多狀態控制問題，在控制端即聯邦控制成員設置枚舉類型變量，為每一個聯邦狀態設置一個枚舉值，并利用HLA中交互類的公布機制，發布控制信息；而在受控端即聯邦成員使用HLA中交互類的訂購機制，獲取控制信息，并結合多布爾變量控制技術，確定自身受控狀態；多布爾變量控制技術是在受控端設置多個布爾變量，根據枚舉控制信息，改變相應的布爾變量值，確定受控端自身的狀態；

受控端訂購控制信息后，利用在主線程中調用回調函數狀態控制交互回調函數，設置相應的布爾變量的值；

受控端獲取枚舉控制信息，并設置相應布爾變量值后，受控端系統主線程通過判斷各布爾變量的值，確定自身的狀態；

(3)聯邦時間管理機制

在HLA中，聯邦時間管理關注的是如何在聯邦執行時控制時間的推進；聯邦時間管理通過協調帶時戳聯邦成員的測試時間的消息傳遞，實現測試時間的推進；聯邦的時間管理機制包括兩方面內容：消息傳遞機制和時間推進機制；

①聯邦成員的消息傳遞機制

消息在HLA系統設計上是一個非常重要的概念，RTI通過消息來協調整聯邦的運行；HLA時間管理服務協調時間的方式就是通過相互發送消息進行的；

②聯邦成員的時間推進機制

在基于HLA/RTI差分跳頻通信測試系統中接收功能成員每次處理0.2ms的差分跳頻信號數據，并對產生的差分信號進行頻點檢測以及序列檢測，為了保證邏輯和時序的正確性，采用步進的時間推進機制；除此之外，步進的時間推進機制還可以將跳頻信號數據分多步產生，每一步產生較短的數據；在RTI中，基于步長的聯邦時間的推進過程包括三個步驟：首先，聯邦成員調用一個時間管理服務請求邏輯時間推進；接著，如果滿足時間推進條件，RTI向聯邦成員分發當前時間在消息隊列中滿足發送條件的消息；最后，RTI通過調用聯邦成員回調函數，表示該聯邦成員的邏輯時間已經推進；

(4)數據傳輸方式

基于HLA/RTI差分跳頻通信測試系統中設計傳輸的數據主要包括兩類：一類是測試系統正常運行所必需的交互類，通常只含有一個或幾個數值類型的數據，為小型數據；另一類主要是用于差分跳頻信號產生及發送的信號數據；在選取差分跳頻信號的時間片大小為0.2ms的情況下，每次產生并傳輸的跳頻信號數據的大小都超過上萬個浮點類型的數據所占的空間，為大型數據；

基于HLA/RTI差分跳頻通信測試系統供聯邦成員之間數據傳輸的方式主要有兩種：一種是基于HLA的公布與訂購機制實現的數據傳輸；另一種是基于windows平臺的套接字傳輸；

針對跳頻信號的傳輸數據類型，根據其特點，確定了的數據傳輸方式：對于交互類這種小型數據的傳輸，采用基于HLA的公布與訂購的機制實現，減少網絡通信量，節省處理器時間；對于差分跳頻信號數據的傳輸，由于基于HLA/RTI差分跳頻通信測試系統中差分跳頻信號數據比較大，每一次傳輸的浮點數量都超過一萬，而且為保證差分跳頻信號數據傳輸的正確性，必須進行可靠傳輸；因此，采用基于TCP的數據傳輸方式實現差分跳頻信號數據的傳輸；

(5)集成并測試聯邦

對聯邦中各個聯邦成員而言，RTI對聯邦每個功能成員的服務都是類似的，因此，可以開發一個通用的聯邦主線程來完成，將RTI執行服務的基本過程封裝起來，實現各聯邦成員的測試流程。