[發明專利]一種適用于外場環境的水聲通信測試儀及測試方法

有效

• 申請號: 201810306680.8
• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN108599873B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 趙瑞琴;康玉柱;申曉紅;王海燕
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04B17/00;H04B11/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 劉新瓊

本發明涉及一種用于外場測試的水聲Modem通信性能的測試設備及測試方法，通過該設備可從第三方的角度在外場環境下對被測水聲Modem性能進行客觀準確的測定，避免了常用的基于被測設備自身對自身性能進行測試的方式中存在的測試結果客觀性不足的問題，填補了技術空白。該測試設備在外場試驗過程中能夠完成對通信誤碼率、數據傳輸速率、傳輸時延、通信距離指標的測試，完成對水聲Modem的可靠性和有效性的全面測試，能夠在外場湖試、海試過程中實地實時、客觀地測試與評估水聲通信機的性能。

技術領域

本發明屬于水聲通信技術領域，具體為一種用于湖試、海試等外場試驗測試水聲Modem(又稱為水聲通信機)通信性能的測試設備及測試方法，適用于對各種類型和各種接口的水聲通信設備進行性能測試。

背景技術

海洋約占地球表面積的71％，人類活動的空間逐漸從陸地向海洋擴展，21世紀也被稱為海洋的世紀。海洋蘊藏著豐富的礦產和魚類資源，同時也是我國連接世界的藍色橋梁和重要門戶，因此開發海洋具有重要的政治意義、民用價值和軍事價值。不管是海底資源勘探，還是潛艇或水下航行器航行，它們都需要有一個可靠的水聲通信網絡進行通信控制。水聲Modem是水聲通信網絡的通信節點，分布在網絡的空間各處，各節點間協同工作，用于完成數據的收發。

水聲Modem的性能對水聲通信網絡的通信質量影響很大。一個方面是海洋環境十分復雜，并時刻變化著，這種復雜性主要表現在多徑傳播和多普勒效應上；另一方面是水聲Modem本身設計的問題，水聲Modem所采用的設計方案和具體的通信技術都會影響其通信性能。

衡量一個水聲Modem的性能指標主要有通信誤碼率、數據傳輸速率、通信距離等。目前，鮮有用于水聲通信性能測試的專用設備的報道，通常的做法是發送端發送一段特定的數據，接收端在其解碼的基礎上計算誤碼率等性能指標，以此來完成對水聲Modem通信性能的測試。然而，這種測試方法通過被測試Modem來實現并給出測試結果，基于被測試設備自身對自身性能的測試和評價存在客觀性不足的問題。而另一方面，國內外水聲Modem目前都是定制的，其內部電路、編碼與制式都是不同的。因此通過一個第三方設備對被測水聲Modem性能進行客觀準確的測定就顯得尤為重要。

水聲Modem的主要功能是在水下用聲信號完成對數據的收發。在外場湖試或海試時，測試設備要實地實時、準確、客觀地測試水聲Modem的性能。同時，測試設備測試水聲Modem的通信性能，不能只用于某一類水聲Modem的性能測試，而要適用于全部或者大部分的水聲Modem。在測試設備設計中，要設計接口電路部分，提供多種接口供不同的水聲Modem連接。

發明內容

要解決的技術問題

針對目前沒有針對水聲Modem通信性能測試的測試設備，且現有的基于待測設備自身對自身性能的測試和評價存在客觀性不足的問題，本發明設計了一種用于外場測試的水聲Modem通信性能的測試設備及測試方法，通過該設備可從第三方的角度在外場環境下對被測水聲Modem性能進行客觀準確的測定。

技術方案

一種適用于外場環境的水聲通信測試儀，其特征在于包括人機顯控模塊、控制中心、測試序列生成器、性能評估與計算單元、射頻傳輸模塊、接口電路、定位與授時模塊和存儲模塊；

人機顯控模塊：測試人員可以通過顯控屏選擇測試設備的工作模式，選擇測試序列，啟動測試過程，察看測試數據；測試序列可以選擇設備存儲模塊中的預設測試序列，或由測試人員通過顯控屏直接輸入測試序列；

控制中心：負責設備工作模式的控制管理，響應人機顯控模塊，控制測試序列生成器、性能評估與計算單元、射頻傳輸模塊、接口電路、定位與授時模塊、存儲模塊；

測試序列生成器：根據控制中心的命令生成特定的電信號形式的測試序列；

存儲模塊：存儲用于測試的測試序列、測試結果、設備工作日志；