基于组件化的软件定义信号快速生成方法及系统与流程

1.本技术涉及模拟信号生成技术领域，特别是涉及一种基于组件化的软件定义信号快速生成方法及系统。


背景技术：

2.在构建战场复杂电磁环境时，须产生多种不同体制、不同类型，并且拟真度很高的信号，以此来评估各种用频装备的实战化训练使用效能以及后续的装备定型。如果利用现有的部队实装设备或者常规的单一功能模拟设备来构设真实的复杂电磁环境，不仅成本高，效率低，也无法满足通信装备体系日益更新的各种试验需求。所以，需要开发复杂电磁环境下的多样式信号实时生成系统，完成对装备的检测以及部队的对抗演训。
3.随着世界各国电子侦察技术的快速发展，对我军研发电子通信对抗装备、进行实战化的对抗演练等构成了很大的威胁。因此，需多多增加内场复杂电磁环境下的装备效能评估，尽可能减少场外的实战化演训评测。一方面希望以最小的代价达到预期的演训评估效果;另一方面，也能对我军的各种武器装备信息起到很好的保密作用。在内场快速构建真实的战场复杂电磁环境，模拟外场完成各种用频装备的功能性能验证，还能大大减少人力、物力、财力的开销。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够进行自定义生成的基于组件化的软件定义信号快速生成方法及系统。
5.一种基于组件化的软件定义信号快速生成方法，所述方法包括：获取与信号部件选取相关的第一指令，以及与部件参数配置相关的第二指令；根据所述第一指令从自定义部件集合中选取多个部件，并根据所述第二指令对选取部件进行组件配置以及对所述组件进行参数设置，其中，所述自定义部件集合包括信源部件、组帧部件、编码部件、调制部件、信道部件以及信宿部件，所述信源部件的可配置组件包括：文件信源、音频信源、向量信源以及随机数信源；所述组帧部件的可配置组件包括：数据成帧以及数据包编码器；所述编码部件的可配置组件包括：g711语音编码、cvsd语音编码、bch编码、卷积编码以及rs编码；所述调制部件的可配置组件包括：am调制、fm调制、psk调制、qam调制、msk调制以及ofdm调制；所述信道部件的可配置组件包括：高斯信道以及多径信道；所述信宿部件的可配置组件包括：文件信宿、socket信宿以及射频信宿；按照信号生成流程，根据参数配置后的多个部件进行动态组合生成软件定义信号。
6.在其中一实施例中，各所述组件均通过软件编程将对应信号处理的相关算法进行封装得到。
7.在其中一实施例中，各所述部件均对应一个json文件，所述json文件记录包括：对应部件中的可配置组件及组件参数、对应算法接口信息。
8.在其中一实施例中，所述方法还包括对任意一部件的可配置组件进行更新：根据更新内容对对应json文件进行更新得到新json文件，所述更新内容包括增加新的可配置组件，以及对现有的可配置组件进行修改或删除；根据更新内容对可配置组件进行加载，运行一键更新脚本，对进行更新的可配置组件对应的部件进行快速匹配；对所述新json文件进行解析，并将解析后得到的信息保存至对应的部件中，同时自动刷新该部件的相关算法；将整个波形文件打包加载入库，以完成信号功能的升级。
9.在其中一实施例中，所述软件定义信号包括通信信号、雷达信号、导航信号、测控信号、敌我识别信号、干扰信号。
10.一种基于组件化的软件定义信号快速生成系统，所述系统包括：主控单元，所述主控单元根据上述基于组件化的软件定义信号快速生成方法生成所述软件定义信号，并将所述软件定义信号发送至射频单元；所述射频单元将所述软件定义信号进行数模转换，并将转换后的信号变频到对应频段，得到相应的宽带射频信号，并将所述宽带射频信号发送至天线单元；所述天线单元将所述宽带射频信号辐射输出。
11.一种基于组件化的软件定义信号快速生成装置，所述装置包括：指令获取模块，用于获取与信号部件选取相关的第一指令，以及与部件参数配置相关的第二指令；部件配置模块，用于根据所述第一指令从自定义部件集合中选取多个部件，并根据所述第二指令对选取部件进行组件配置以及对所述组件进行参数设置，其中，所述自定义部件集合包括信源部件、组帧部件、编码部件、调制部件、信道部件以及信宿部件，所述信源部件的可配置组件包括：文件信源、音频信源、向量信源以及随机数信源；所述组帧部件的可配置组件包括：数据成帧以及数据包编码器；所述编码部件的可配置组件包括：g711语音编码、cvsd语音编码、bch编码、卷积编码以及rs编码；所述调制部件的可配置组件包括：am调制、fm调制、psk调制、qam调制、msk调制以及ofdm调制；所述信道部件的可配置组件包括：高斯信道以及多径信道；所述信宿部件的可配置组件包括：文件信宿、socket信宿以及射频信宿；软件定义信号快速生成模块，用于按照信号生成流程，根据参数配置后的多个部件进行动态组合生成软件定义信号。
12.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：获取与信号部件选取相关的第一指令，以及与部件参数配置相关的第二指令；根据所述第一指令从自定义部件集合中选取多个部件，并根据所述第二指令对选取部件进行组件配置以及对所述组件进行参数设置，其中，所述自定义部件集合包括信源部件、组帧部件、编码部件、调制部件、信道部件以及信宿部件，所述信源部件的可配置组件包括：文件信源、音频信源、向量信源以及随机数信源；所述组帧部件的可配置组件包括：数据成帧以及数据包编码器；所述编码部件的可配置组件包括：g711语音编码、cvsd语音编码、bch编码、卷积编码以及rs编码；所述调制部件的可配置组件包括：am调制、fm调制、psk
调制、qam调制、msk调制以及ofdm调制；所述信道部件的可配置组件包括：高斯信道以及多径信道；所述信宿部件的可配置组件包括：文件信宿、socket信宿以及射频信宿；按照信号生成流程，根据参数配置后的多个部件进行动态组合生成软件定义信号。
13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：获取与信号部件选取相关的第一指令，以及与部件参数配置相关的第二指令；根据所述第一指令从自定义部件集合中选取多个部件，并根据所述第二指令对选取部件进行组件配置以及对所述组件进行参数设置，其中，所述自定义部件集合包括信源部件、组帧部件、编码部件、调制部件、信道部件以及信宿部件，所述信源部件的可配置组件包括：文件信源、音频信源、向量信源以及随机数信源；所述组帧部件的可配置组件包括：数据成帧以及数据包编码器；所述编码部件的可配置组件包括：g711语音编码、cvsd语音编码、bch编码、卷积编码以及rs编码；所述调制部件的可配置组件包括：am调制、fm调制、psk调制、qam调制、msk调制以及ofdm调制；所述信道部件的可配置组件包括：高斯信道以及多径信道；所述信宿部件的可配置组件包括：文件信宿、socket信宿以及射频信宿；按照信号生成流程，根据参数配置后的多个部件进行动态组合生成软件定义信号。
14.上述基于组件化的软件定义信号快速生成方法及系统，通过根据接收到的指令，在自定义部件集合中选取多个相应的部件以及对各选取的部件进行组件配置以及对各组件进行参数设置，再按照信号生成流程，根据参数配置后的多个部件进行动态组合生成软件定义信号。本方法基于软件可重构技术，通过软件定义信号快速生成方法，加载在通用的软件无线电硬件平台上，可以形成通信、雷达、导航、干扰等多种设备，以解决构建复杂电磁环境繁琐以及电子侦察设备功能验证不全面等问题。
附图说明
15.图1为一个实施例中基于组件化的软件定义信号快速生成方法的流程示意图；图2为一个实施例中基于组件化的软件定义信号快速生成方法的流程框图；图3为一个实施例中信号功能升级方法的流程示意图；图4为一个实施例中基于组件化的软件定义信号快速生成装置的结构框图；图5为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
16.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
17.如图1所示，提供了一种基于组件化的软件定义信号快速生成方法，包括以下步骤：步骤s100，获取与信号部件选取相关的第一指令，以及与部件参数配置相关的第二指令；
步骤s110，根据所述第一指令从自定义部件集合中选取多个部件，并根据所述第二指令对选取部件进行组件配置以及对所述组件进行参数设置；步骤s120，按照信号生成流程，根据参数配置后的多个部件进行动态组合生成软件定义信号。
18.在步骤s100中，通过人机界面互动的方式获取第一指令和第二指令。这里的界面可以指电脑界面、平板界面、手机界面或者是其他的可进行人机互动的界面。而指令获取的方式，可通过手指点击，鼠标点击或者是声音输入的方式。
19.在其中一实施例中，可进行选择的部件以图标形式显示在界面上，以点击的方式进行选择需要的部件，而对选择的部件进行参数配置时，则可以点击部件后进入另一界面，在该界面上有可供选择的参数图标进行选择点击，或者可通过键盘输入的方式进行选择。
20.在本实施例中，用户根据需要生成的信号类型对相应的部件进行选择，并对选择的部件进一步的进行参数配置，是输入的过程，实质上步骤s100也就是前端的指令输入过程，后端再根据指令进行操作。
21.在步骤s110中，根据第一指令在自定义部件集合中识别用户具体选择的哪些部件，并根据第二指令中信息对其进行配置。而这一步骤也就是部件聚合识别的过程，根据用户确认选择的自定义部件组合方式及参数信息，智能识别各功能组件类别并将所有的部件信息聚合分类管理。
22.在本实施例中，自定义部件集合s=s1∪s2∪s3∪s4∪s5∪s6，包括信源部件、组帧部件、编码部件、调制部件、信道部件以及信宿部件。
23.具体的，信源部件s1的可配置参数包括：文件信源、音频信源、向量信源以及随机数信源；具体的，组帧部件s2的可配置参数包括：数据成帧以及数据包编码器；具体的，编码部件s3的可配置参数包括：g711语音编码、cvsd语音编码、bch编码、卷积编码以及rs编码；具体的，调制部件s4的可配置参数包括：am调制、fm调制、psk调制、qam调制、msk调制以及ofdm调制；具体的，信道部件s5的可配置参数包括：高斯信道以及多径信道；具体的，信宿部件s6的可配置参数包括：文件信宿、socket信宿以及射频信宿。
24.在对各部件进行组件配置后，再对组件的参数进行配置。
25.在本实施例中，si={s1，s2...sn}（i=1,2,3,4,5,6），每个功能部件si中的不同类型功能组件均通过软件定义编程实现，将系统提供的各种信号处理相关算法部件进行封装，形成一个个具备独立功能的组件模块si，且关键参数均可配置。
26.在本实施例中，各功能部件均对应一个json文件，json文件记录包括：对应部件中的可配置组件及参数、对应算法接口等关键信息。
27.在步骤s120中，自动加载生成功能按照信号生成流程自动加载相应的功能部件模块算法，动态组合软件定义信号波形，实时产生信号。
28.在本实施例中，软件定义信号快速生成的流程还可如图2所示。具体流程包括：通过用户人机操作界面选择不同类型的功能部件进行自定义信号组合，并设置每个部件模块的组件及组件参数，根据接收到的各部件信息进行聚合分类管理并智能识别不同类型部
件，获取其详细参数，快速匹配加载模块算法接口，动态组合软件定义信号波形并产生信号，然后通过射频单元实现信号的处理以及射频信号的输出，最后由天线单元处理后将信号实时发出。
29.例如，通过用户人机操作界面选择信源部件、编码部件、调制方式以及信宿部件，然后分别设置其参数，其中信源部件选择向量信源，设置数据信息、向量长度、选择重复发送；编码部件选择bch编码，设置编码类型；调制方式选择gmsk调制，设置每符号采样数、额外带宽等，信宿部件选择射频信宿，设置天线频率、发射增益。点击启动，就会产生一个经过bch编码后的gmsk调制信号，并通过射频发出。
30.在本实施例中，本方法还包括对任意一部件的可配置组件进行更新：根据更新内容对对应json文件进行更新得到新json文件，其中，更新内容包括增加新的可配置组件，以及对现有的可配置组件进行修改或删除等其他操作，根据更新内容对可配置组件进行加载，运行一键更新脚本，对进行更新的可配置组件对应的部件进行快速匹配，对新json文件进行解析，并将解析后得到的信息保存至对应的部件中，同时自动刷新该部件的相关算法，将整个波形文件打包加载入库，以完成信号功能的升级。
31.在本实施例中，波形文件为对所有部件进行封装后得到的文件。
32.具体的，升级的过程如图3所示，以更新内容为增加新的可配置组件为例，当需要增加功能部件模块si中的组件si时，同步修改对应部件si的json配置文件，将新增加的组件si相关具体信息（包含模块的api算法接口、具体的配置参数等）更新到json配置文件里，接着加载组件到系统，运行一键更新脚本，对si所属部件进行快速匹配，解析其json文件获取相应信息后，保存至对应部件模块集合si，同时，自动刷新si信号处理的相关算法，然后将整个波形文件打包加载入库，即可完成软件信号功能快速升级的操作。
33.同时，人机界面解析文件实时刷新界面，即可按照更新后的功能部件进行自定义信号组合快速生成。
34.在本实施例中，通过本方法通过自定义选择可生成包括通信信号、雷达信号、导航信号、测控信号、敌我识别信号、干扰信号等信号。
35.本技术还提供了一种基于组件化的软件定义信号快速生成系统，所述系统包括依次连接的主控单元、射频单元以及天线单元。
36.其中，主控单元根据上述的软件定义信号快速生成方法生成软件定义信号，并将生成好的软件定义信号发送至射频单元。射频单元将软件定义信号进行数模转换，并将转换后的信号变频到对应频段，得到相应的宽带射频信号，并将宽带射频信号发送至天线单元。最后由天线单元将宽带射频信号辐射输出。
37.上述基于组件化的软件定义信号快速生成方法中，基于软件可重构技术，通过软件定义信号快速生成方法，加载在通用的软件无线电硬件平台上，可以形成通信、雷达、导航、干扰等多种设备，而且系统具有波形信号一键升级功能，改进了传统信号模拟设备信号种类单一、信号升级迭代缓慢、构建复杂电磁环境繁琐以及电子侦察设备功能验证不全面等问题。
38.应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分
步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
39.在一个实施例中，如图4所示，提供了一种基于部件化的软件定义信号快速生成装置，包括：指令获取模块200、部件配置模块210和软件定义信号快速生成模块220，其中：指令获取模块200，用于获取与信号部件选取相关的第一指令，以及与对应部件参数相关的第二指令；部件配置模块210，用于根据所述第一指令从自定义部件集合中选取多个部件，并根据所述第二指令对选取部件进行组件配置以及对所述组件进行参数设置；软件定义信号快速生成模块220，用于按照信号生成流程，根据参数配置后的多个部件进行动态组合生成软件定义信号。
40.关于基于组件化的软件定义信号快速生成装置的具体限定可以参见上文中对于基于组件化的软件定义信号快速生成方法的限定，在此不再赘述。上述基于组件化的软件定义信号快速生成装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
41.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图5所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种基于组件化的软件定义信号快速生成方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
42.本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
43.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：获取与信号部件选取相关的第一指令，以及与部件参数配置相关的第二指令；根据所述第一指令从自定义部件集合中选取多个部件，并根据所述第二指令对选取部件进行组件配置以及对所述组件进行参数设置；按照信号生成流程，根据参数配置后的多个部件进行动态组合生成软件定义信号。
44.在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：获取与信号部件选取相关的第一指令，以及与部件参数配置相关的第二指令；
根据所述第一指令从自定义部件集合中选取多个部件，并根据所述第二指令对选取部件进行组件配置以及对所述组件进行参数设置；按照信号生成流程，根据参数配置后的多个部件进行动态组合生成软件定义信号。
45.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（rom）、可编程rom（prom）、电可编程rom（eprom）、电可擦除可编程rom（eeprom）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（ram）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram（sram）、动态ram（dram）、同步dram（sdram）、双数据率sdram（ddrsdram）、增强型sdram（esdram）、同步链路（synchlink） dram（sldram）、存储器总线（rambus）直接ram（rdram）、直接存储器总线动态ram（drdram）、以及存储器总线动态ram（rdram）等。
46.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
47.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。