定向通信组网能力的实验室验证测试方法
【专利摘要】本发明提出的一种定向通信组网能力的实验室验证测试方法，利用本发明测试结果比仿真更具真实性，实时计算各设备间链路衰减值的高动态定向通信组网能力，本发明通过下述技术方案予以实现：信息处理器相连多通道定向通信射频交换网络，组成各平台向多通道定向通信射频交换网络输入1～n路中频信号的定向组网能力实验室验证测试系统；信息处理器加载不同的初始化参数、平台数目和位置数据，实时向多通道定向通信射频交换网络发送链路状态信息、采集各平台天线的天线波控码、功控码参数信息，自动设置多通道定向通信射频交换网络相应链路的衰减值，计算各成员间的信号衰减量，模拟信道衰减程度，虚拟不同的速度、姿态变化率和运动轨迹，验证定向组网算法的正确性。
【专利说明】定向通信组网能力的实验室验证测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多个运动速度不大于2马赫、姿态变化不超过200度每秒的高动态平台定向通信组网能力的实验室测试方法。
【背景技术】
[0002]随着通信技术的发展和应用需求驱动，定向通信组网在民用、军用通信系统中得到了越来越多的应用。定向通信不同于全向通信，只要在通信设备可达的距离内就可以建立通信链路，定向通信由于其方向性，当应用在多个动态用户间组网时，通信双方的定向波束是否能准确互指，并随着平台运动保持通信双方波束跟踪，是定向组网是否成功的关键，其成功率直接关系到组网能力的好坏。目前定向通信组网能力的验证方法主要为:
I仿真验证:通过系统建模测试组网能力，不直接与定向通信设备互联，该方法快捷简单，但不能真实反映整个网络运动过程中各设备位置、姿态、天线指向选择等参数改变对组网能力的影响。
[0003]2外场验证:将定向通信设备装载在应用平台上，在多个平台高动态运动过程中实测定向组网能力。该方法的优点在于试验环境的真实性，但其局限性也非常明显，营造各种不同的网络用户数、用户运动轨迹几乎是不可能的，另外它还存在受气候条件限制、试验安全、试验成本闻等一系列缺点。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种简单易操作，节约成本，测试结果比仿真更具真实性，能够动态实时计算各设备间的链路衰减值的高动态定向通信组网能力的验证测试方法，尤其是多用户定向通信组网能力的方法。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:一种定向通信组网能力的实验室验证测试方法，具有如下技术其特征:采用信息处理器相连多通道定向通信射频交换网络，以定向通信设备为一个平台，每个平台装备I?η个定向通信天线,组成一个动态测试I?M个平台，各平台向多通道定向通信射频交换网络输入I?η路中频信号的定向组网能力实验室验证测试系统；从网络运行开始时刻起，将多个动态平台天线安装位置、天线参数、实时参数和初始化参数加载到信息处理器，信息处理器实时向多通道定向通信射频交换网络发送链路状态信息、采集各平台天线指向数据、各平台真实位置、姿态数据，接收来自各定向通信设备的天线波控码、功控码参数信息、各平台最新位置和姿态数据，自动设置多通道定向通信射频交换网络相应链路的衰减值，计算各成员间由于通信距离、天线指向因素产生的信号衰减量，模拟各平台成员间信道的衰减程度，虚拟不同的速度、姿态变化率和运动轨迹，验证定向组网算法的正确性。
[0006]本发明具有如下有益效果:
本发明通过加载不同的初始化参数、平台数目和位置数据，在实验室条件下模拟由不同平台数目组成的定向网络，虚拟不同的速度、姿态变化率、运动轨迹等平台特性，从而节约外场试验由多个真实平台运动带来的场地及配套设施的经费需求；
本发明仅需对信息处理器进行参数设置，网络启动运行后，由信息处理器自动计算并实时设置多通道定向通信射频交换网络的相应链路衰减值，操作简单易行。
[0007]本发明利用具备中频接口的多通道定向通信射频交换网络接入多个定向通信设备的真实中频信号，利用具备控制接口的信息处理器接入多个定向通信设备的真实波控码、功控码信号，再利用信息处理器对各成员间链路衰减量进行实时解算，并设置多通道定向通信射频交换网络相应链路，从而模拟成员间信道的衰减程度，所有数据均来自真实设备，而非仿真中通过建模模拟生成的数据，因此测试结果比仿真更具真实性。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本发明定向通信组网能力的实验室验证测试系统架构示意图。
[0009]图2为本发明定向通信组网能力的实验室验证测试流程示意图。
【具体实施方式】
[0010]参阅图1。在以下描述的实施例中，采用能够实时发送链路状态信息的信息处理器相连多通道定向通信射频交换网络，组成一个动态测试I?M个平台、每个平台装备I?η个定向通信天线的定向组网能力实验室验证测试系统，预先将多个高动态平台天线安装位置等初始化参数加载到信息处理器，各成员开启定向通信设备，从网络运行开始时刻起，信息处理器实时接收来自I?M个平台的I?η个天线的波控码、功控码，各平台实际位置、姿态等，实时计算各成员间由于通信距离、天线指向等因素产生的信号衰减量，信息处理器设置多通道定向通信射频交换网络装置相应链路的衰减值，从而验证定向组网算法的正确性。
[0011]所述的初始参数包括:平台数量、降雨损耗、周期设定值、大气损耗、平台天线数目、天线极化损耗、天线指向误差、天线馈线损耗、天线罩损耗、天线在平台坐标系中的坐标值、发射增益、接收增益、接收噪声系数和接收馈线损耗。
[0012]所述天线参数包括:天线选择信号、天线波控码、功率控制码、工作频率、起控信号;
所述实时参数包括:各平台在东北天坐标系中的位置、各平台在东北天坐标系中的速度、各平台在东北天坐标系中的加速度、各平台俯仰角、横滚角、航向角；各平台俯仰角速率、横滚角速率、航向角速率。
[0013]参阅图2。在定向通信组网能力测试中，信息处理器开机后，进行初始化参数加载，信息处理器判断是否接收到来自I?M个平台的I?η个天线的波控码，收到，则从定向通信设备获取天线选择、波束指向、频率等信息，否则继续等待；信息处理器从定向通信设备获取天线选择、波束指向、频率等信息的同时，信息处理器实时接收各平台位置数据，自动计算各成员之间通信的理想波束指向，根据天线选择、波束指向信息等信息计算指向误差、各链路信号衰减值，获得计算结果，判断是否收到起控信号，若收到则根据上述计算结果将收发通道选择及链路衰减量值下发多通道定向通信射频交换网络，向多通道定向通信射频交换网络设置相应链路衰减值，然后返回至获取天线初始化参数步骤、重新获取新的实时参数。信息处理器若判断未收到起控信，则仍然继续等待；计算各平台之间定向天线指向误差、各链路信号衰减值；信息处理器根据测试设定值，延时固定周期，计算下一组各成员之间理想波束指向数据。
【权利要求】
1.一种定向通信组网能力的实验室验证测试方法，具有如下技术其特征:采用信息处理器相连多通道定向通信射频交换网络，以定向通信设备为一个平台，每个平台装备I?η个定向通信天线，组成一个动态测试I?M个平台，各平台向多通道定向通信射频交换网络输入I?η路中频信号的定向组网能力实验室验证测试系统；从网络运行开始时刻起，将多个动态平台天线安装位置、天线参数、实时参数和初始化参数加载到信息处理器，信息处理器实时向多通道定向通信射频交换网络发送链路状态信息、采集各平台天线指向数据、各平台真实位置、姿态数据，接收来自各定向通信设备的天线波控码、功控码参数信息、各平台最新位置和姿态数据，自动设置多通道定向通信射频交换网络相应链路的衰减值，计算各成员间由于通信距离、天线指向因素产生的信号衰减量，模拟各平台成员间信道的衰减程度，虚拟不同的速度、姿态变化率和运动轨迹，验证定向组网算法的正确性。
2.如权利要求1所述的定向通信组网能力的实验室验证测试方法，其特征在于:所述天线参数，包括:天线选择信号、天线波控码、功率控制码、工作频率和起控信号。
3.如权利要求1所述的定向通信组网能力的实验室验证测试方法，其特征在于:所述的初始化参数包括:平台数量、降雨损耗、周期设定值、大气损耗、平台天线数目、天线极化损耗、天线指向误差、天线馈线损耗、天线罩损耗、天线在平台坐标系中的坐标值、发射增益、接收增益、接收噪声系数和接收馈线损耗。
4.如权利要求1所述的定向通信组网能力的实验室验证测试方法，其特征在于:所述实时参数包括:各平台在东北天坐标系中的位置、各平台在东北天坐标系中的速度、各平台在东北天坐标系中的加速度、各平台俯仰角、横滚角、航向角；各平台俯仰角速率、横滚角速率和航向角速率。
5.如权利要求1所述的定向通信组网能力的实验室验证测试方法，其特征在于:在定向通信组网能力测试中，信息处理器开机后，进行初始化参数加载，信息处理器判断是否接收到来自I?M个平台的I?η个天线的波控码，收到，则从定向通信设备获取天线选择、波束指向、频率等信息，否则继续等待。
6.如权利要求1所述的定向通信组网能力的实验室验证测试方法，其特征在于:信息处理器从定向通信设备获取天线选择、波束指向、频率等信息的同时，实时接收各平台位置数据，自动计算各成员之间通信的理想波束指向，根据天线选择、波束指向信息等信息计算指向误差、各链路信号衰减值，获得计算结果，判断是否收到起控信号，若收到则根据上述计算结果将收发通道选择及链路衰减量值下发多通道定向通信射频交换网络，向多通道定向通信射频交换网络设置相应链路衰减值，然后返回至获取天线初始化参数步骤、重新获取新的实时参数。
7.如权利要求6所述的定向通信组网能力的实验室验证测试方法，其特征在于:信息处理器若判断未收到起控信，则仍然继续等待；计算各平台之间定向天线指向误差、各链路信号衰减值，或根据测试设定值，延时固定周期，计算下一组各成员之间理想波束指向数据。
【文档编号】H04L12/26GK103997430SQ201410184456
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年5月4日 优先权日:2014年5月4日
【发明者】董桢, 邓雪群, 肖汉杰 申请人:中国电子科技集团公司第十研究所