一种光纤网络信号级数据自适应延迟补偿同步传输方法与流程

本发明涉及相控阵雷达系统中的信号接收处理，具体涉及一种光纤网络信号级数据自适应延迟补偿同步传输方法。

背景技术：

1、本节中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

2、相控阵雷达系统要求各个阵元的时钟信号严格同步，各个阵元接收通道的幅相一致性满足一定的指标要求；各个子阵一般先进行接收通道信号预处理，进行dbf相关运算，生成dbf数据；然后各个子阵的dbf数据传输给信号处理模块，进行检测/跟踪/测速/测角/成像等进一步的信号处理及数据处理；一般分布式相控阵雷达只是子阵位置的分布式，通过光纤将子阵dbf数据传输到统一的、固定的信号处理节点进行系统功能的信号处理及数据处理；dbf数据可以采用时间戳等方式，实现dbf数据的同步传输。

3、随着新兴技术的迅猛发展，未来机载雷达的发展趋势之一是由集中式孔径向分布式孔径发展，天线阵面向轻薄化并与蒙皮共形的方向发展；分布式去中心化的系统设计需求要求相控阵雷达系统的信号处理节点由固定信号处模块转变为不固定信号处理模块；针对上述需求，有方案提出采用tcp/ip协议光纤组网，将各个子阵的dbf数据传输汇集到指定信号处理节点进行系统功能的信号处理；但是对于光纤网络，从传输延迟、中断响应上讲，以太网复杂的多级硬件(mac+phy+transformer)和协议栈造成的数据延迟约100us，明显不符合相控阵雷达信号级数据传输的延迟要求，很难实现dbf数据的同步传输；同时，由于信号处理节点不固定，各个子阵的dbf数据传输路径随着信号处理节点变化而变化，dbf数据传输的同步面临技术难题。

4、因此，虽然传统相控阵雷达架构，信号处理模块固定，各个接收通道的信号级数据传输路径长短基本相同，通过严格的时钟、数据同步传输设计方案，可以实现相控阵雷达对各个阵元/子阵的接收通道信号预处理数据同步传输的要求；但是对于上述分布式去中心化、信号处理节点不固定的新的机载相控阵雷达系统设计需求，传统相控阵雷达架构的数据同步设计手段，显然无法满足需求；而采用常见的以太网协议的光纤网络，进行dbf数据同步传输的设计方案，数据延迟高达100us，也很难实现相控阵雷达信号级数据同步传输的技术要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：针对传统相控阵雷达架构无法满足上述分布式去中心化、信号处理节点不固定的新的机载相控阵雷达系统设计需求以及采用常见的以太网协议的光纤网络，进行dbf数据同步传输的设计方案，数据延迟高达100us，也很难实现相控阵雷达信号级数据同步传输的技术要求的问题，提供了一种光纤网络信号级数据自适应延迟补偿同步传输方法，基于srio协议光纤网络，将数据传输时间戳技术与数据传输路由固定延迟技术相结合，能够实现光纤网络同步传输多路信号级数据的技术要求，实现信号级数据传输延迟自适应补偿并可实现多个子阵的信号级数据同步传输功能，从而解决了上述问题。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种光纤网络信号级数据自适应延迟补偿同步传输方法，包括：

4、对相控阵雷达各个子阵进行接收通道信号预处理，生成具有时间戳的经dbf处理后的dbf数据；

5、将各个子阵生成的dbf数据通过光纤网络传输给指定的某一信号处理节点进行具体功能的信号处理及数据处理；

6、其中，在信号处理节点，根据各个子阵的dbf数据的传输路径，以及时间戳，计算出从子阵传输到信号处理节点的传输延迟时间；

7、信号处理节点根据传输延迟时间数据，进行延迟补偿，最终实现各个子阵的dbf数据的同步接收。

8、进一步地，所述子阵，包含：

9、信号处理模块，所述信号处理模块对要传输的dbf数据进行加时间戳的打包处理。

10、进一步地，所述子阵，还包含：

11、数据交换路由模块，所述数据交换路实现本地子阵与相邻子阵之间的dbf数据的传输、交换、汇集；

12、所述数据交换路由模块基于srio协议进行路由设计，具备组网必备的参数设置功能。

13、进一步地，所述各个子阵的数据交换路由模块之间，通过光纤进行连接，进而构建基于srio协议的数据传输光纤网络。

14、进一步地，所述数据交换路由模块端口到端口的传输延迟为固定延迟，从而准确算出各个子阵的dbf数据流经数据交换路由模块的延迟总时间。

15、进一步地，在指定实现某一具体功能的信号处理节点的前提下，各个子阵的dbf数据通过规划好的数据传输路径，传输给指定的信号处理节点。

16、进一步地，所述信号处理节点，包含：

17、路径延迟补偿同步处理模块，所述路径延迟补偿同步处理模块根据实现某一具体功能的各个子阵的dbf数据传输路径规划，估算出最大路由延迟总时间，进而在信号处理节点的路径延迟补偿同步处理模块中设置同步传输数据缓存池的大小；

18、路径延迟补偿同步处理模块根据时间戳，将同一时间戳的各个子阵的dbf数据先缓存在数据缓存池中；

19、当同一时间戳的各路dbf数据全部缓存完毕，然后在下一时刻，将各路dbf数据全部同时读出，送入信号处理模块进行信号处理，进而实现数据的传输同步功能。

20、进一步地，所述数据交换路由模块由数据交换路由模块核心电路和各个端口的延迟补偿构成；

21、数据交换路由模块核心电路由数据交换路由模块实体电路、路由控制中心、i2c控制器、jtag控制器以及各个数据传输端口组成。

22、进一步地，所述各个子阵之间的srio通道设计为两路双向数据传输通道，可以进行乒乓传输。

23、与现有的技术相比本发明的有益效果是：

24、1、一种光纤网络信号级数据自适应延迟补偿同步传输方法，采用数据包加时间戳技术，构建纳秒级数据路由解析延迟的srio协议光纤网络，同时将数据交换路由模块设计成具备端口到端口固定延迟功能，并在信号处理节点进行数据同步传输延迟补偿，最终实现多个路径数据的传输同步功能；其能够实现光纤网络同步传输多路信号级数据的技术要求，同时，该发明可广泛应用于对数据传输延迟和同步有苛刻技术要的系统和设备。

25、2、一种光纤网络信号级数据自适应延迟补偿同步传输方法，基于srio协议的光纤网络的数据传输延迟在纳秒级，具备数据传输延迟小、数据传输稳定的特点；本发明可以应用于分布式、去中心化的光纤网络中，同步传输信号级数据的应用场景，以及要求数据传输延迟小的嵌入式应用场景。

技术特征：

1.一种光纤网络信号级数据自适应延迟补偿同步传输方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种光纤网络信号级数据自适应延迟补偿同步传输方法，其特征在于，所述子阵，包含：

3.根据权利要求2所述的一种光纤网络信号级数据自适应延迟补偿同步传输方法，其特征在于，所述子阵，还包含：

4.根据权利要求3所述的一种光纤网络信号级数据自适应延迟补偿同步传输方法，其特征在于，所述各个子阵的数据交换路由模块之间，通过光纤进行连接，进而构建基于srio协议的数据传输光纤网络。

5.根据权利要求3所述的一种光纤网络信号级数据自适应延迟补偿同步传输方法，其特征在于，所述数据交换路由模块端口到端口的传输延迟为固定延迟，从而准确算出各个子阵的dbf数据流经数据交换路由模块的延迟总时间。

6.根据权利要求1所述的一种光纤网络信号级数据自适应延迟补偿同步传输方法，其特征在于，在指定实现某一具体功能的信号处理节点的前提下，各个子阵的dbf数据通过规划好的数据传输路径，传输给指定的信号处理节点。

7.根据权利要求6所述的一种光纤网络信号级数据自适应延迟补偿同步传输方法，其特征在于，所述信号处理节点，包含：

8.根据权利要求6所述的一种光纤网络信号级数据自适应延迟补偿同步传输方法，其特征在于，所述数据交换路由模块由数据交换路由模块核心电路和各个端口的延迟补偿构成；

9.根据权利要求4所述的一种光纤网络信号级数据自适应延迟补偿同步传输方法，其特征在于，所述各个子阵之间的srio通道设计为两路双向数据传输通道，可以进行乒乓传输。

技术总结
本发明公开了一种光纤网络信号级数据自适应延迟补偿同步传输方法，涉及信号接收处理技术领域，包括：对相控阵雷达各个子阵进行接收通道信号预处理，生成具有时间戳的DBF数据；将各个子阵生成的DBF数据通过光纤网络传输给指定的某一信号处理节点；其中，在信号处理节点，根据各个子阵的DBF数据的传输路径，以及时间戳，计算出从子阵传输到信号处理节点的传输延迟时间；信号处理节点根据传输延迟时间数据，进行延迟补偿，最终实现各个子阵的DBF数据的同步接收；本发明，具备数据传输延迟小、数据传输稳定的特点，同时，可广泛应用于对数据传输延迟和同步有苛刻技术要的系统和设备。

技术研发人员：吴志勇,刘江,马庆杭,徐奎,檀立刚
受保护的技术使用者：四川九洲电器集团有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12