CN103840900A - 雷达应答机通信链路测试系统与方法 - Google Patents
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Abstract
雷达应答机通信链路测试系统与方法，本发明涉及通信及测试测量领域。本发明是要解决传统的帧标发送方法在找发送数据所对应的转发数据时常常由于时标不同而找不到对应帧数据，造成计算的失误或者测试设备一发送和接收数据的时间是不同步的，在查找对应数据、计算误码率时带来错误的问题。雷达应答机通信链路测试系统包括测试设备一（1）、雷达（2）、应答机（3）与测试设备二（4）；完成两测试设备的时标同步，进行正常数据通信；通过检测“发送监测数据”、“硬件转发监测数据”、“接收监测数据”的时标即可判断相同帧数据，即完成了雷达应答机通信链路测试方法。本发明应用于通信领域。
Description
技术领域
本发明涉及通信及测试测量领域。
背景技术
本发明的背景来源于雷达研制过程的测试需求，完成雷达研制时雷达与应答机之间通信链路的过程监测，以此来判断雷达与应答机的通信性能。
雷达与应答机通信过程如图1所描述：
测试设备一以软件设置模式生成数据A，将数据A加包后发送给雷达，雷达对数据A解包后进行编码调制，再通过有线或无线传输的方式发送给应答机，应答机接收到数据A后译码解调并发送给测试设备二。测试设备二可以工作在两种模式下：软件设置与硬件转发。软件设置是通过上位机软件生成通信数据，之后经由测试设备二发送给应答机。硬件转发模式是将应答机发送给测试设备二的数据立即通过硬件转发回应答机，应答机编码后再发送给雷达，雷达译码后再发送给测试设备一，同时上位机软件提取一份测试设备二转发的数据存储起来。
在两台测试设备进行通信的过程中，会出现以下几个问题：首先，两台测试设备具有不同的时标，即在1时刻从测试设备一发送出的数据A在时刻2由测试设备二接收转发，然后测试设备一和测试设备二按不同时标将数据分别存储到上位机中。这样在找发送数据所对应的转发数据时常常由于时标不同而找不到对应帧数据，造成计算的失误。另一方面，两台设备之间的通信会出现延时现象，即测试设备一在时刻1发送数据A给测试设备二后于时刻3再回传数据A给测试设备一，测试设备一发送和接收数据的时间是不同步的，这样也会在查找对应数据、计算误码率时带来错误。
遗憾的是，传统的帧标发送方法无法解决上述问题。两个设备之间的数据可以用简单的帧标方法进行对齐，但是有多个设备时，数据A加帧标，经过加包后雷达接收数据，解包后再传给应答机、最后测试设备二接收转发数据，通信数据之间延时较大，帧标不能一一对应同步。
发明内容
本发明是要解决传统的帧标发送方法在找发送数据所对应的转发数据时常常由于时标不同而找不到对应帧数据，造成计算的失误或者测试设备一发送和接收数据的时间是不同步的，在查找对应数据、计算误码率时带来错误的问题，而提供了雷达应答机通信链路测试系统与方法。
雷达应答机通信链路测试系统包括测试设备一、雷达、应答机与测试设备二；
其中，所述测试设备一与测试设备二中均设置有FIFO数据存储器和定时器；
所述FIFO数据存储器包括发送FIFO数据存储器、发送监测FIFO数据存储器、接收FIFO数据存储器、接收监测FIFO数据存储器与硬件转发监测FIFO数据存储器；
所述测试设备一通信数据的发送端与雷达通信数据的接收端相连，所述雷达通信数据的发送端与应答机通信数据的接收端相连，所述应答机通信数据的发送端与测试设备二通信数据的接收端相连；
所述测试设备一用于生成通信数据并存储到测试设备一的发送FIFO数据存储器中；
所述发送FIFO数据存储器用于将通信数据中的第一帧数据发送给雷达；
所述测试设备一中的定时器用于对生成的通信数据末尾加上此刻定时器的值存储到测试设备一的发送监测FIFO数据存储器中；
所述雷达用于接收到测试设备一发送的通信数据后将数据通过无线或者有线的形式发送给应答机；
所述应答机用于在接收到通信数据后将得到的数据发送给测试设备二的接收FIFO数据存储器中；
所述测试设备二用于以硬件转发模式读取测试设备二的接收FIFO数据存储器中的数据存储到测试设备二的发送FIFO数据存储器中；
所述测试设备二中的定时器用于对硬件转发的通信数据末尾加上此刻定时器的值存储到测试设备二的硬件转发监测FIFO数据存储器中；
所述测试设备二用于发送测试设备二的发送FIFO数据存储器中的数据给应答机；
所述应答机用于在接收到测试设备二发送来的通信数据后进行编码与调制，将数据发送给雷达；
所述雷达用于在接收到通信数据后进行解调和译码，然后将译码后的数据发送给测试设备一的接收FIFO数据存储器中；
所述测试设备一用于对接收到的通信数据末尾加上此刻定时器的值存储到测试设备一的接收监测FIFO数据存储器中。
雷达应答机通信链路测试方法按以下步骤实现：
一、对测试设备一与测试设备二的时标进行同步；
二、完成测试设备一与测试设备二的时标同步后，进行正常通信数据的通信，具体为：
（a）、测试设备一生成通信数据并存储到测试设备一的发送FIFO中，当发送脉冲来临时，将发送FIFO中的第一帧数据发送给雷达；同时在所述第一帧数据后加上此时刻测试设备一的定时器的值作为时标，存储到发送监测FIFO中，当上位机软件检测到发送监测FIFO中有数据时将其存储至上位机软件中，记为“发送监测数据”；其中，所述时标来自于经过校准后测试设备各自的定时器；
（b）、雷达接收到测试设备一发送的通信数据后将数据通过无线或者有线的形式发送给应答机，应答机在接收到通信数据后将得到的数据发送给测试设备二的接收FIFO，测试设备二以硬件转发模式读取测试设备二的接收FIFO中的数据并写入到测试设备二的发送FIFO，当下次发送脉冲到来时，测设设备二的发送逻辑将发送FIFO中的这帧数据发送出去，同时将这一帧数据的末尾加上此刻测试设备二定时器的值存储到硬件转发监测FIFO，上位机软件在检测到硬件转发监测FIFO中有数据时将数据提取到上位机软件中，存储为“硬件转发监测数据”；
（c）、应答机在接收到测试设备二发送来的通信数据后进行编码与调制，将数据发送给雷达，雷达在接收到通信数据后进行解调和译码，然后将译码后的数据发送给测试设备一，测试设备一接收到的通信数据末尾加上此刻定时器的值存储到测试设备一的接收监测FIFO中，上位机软件在检测到接收监测FIFO中有数据时就将数据提取到上位机软件存储为“接收监测数据”；
（d）、通过检测“发送监测数据”、“硬件转发监测数据”、“接收监测数据”的时标即可判断相同帧数据，即完成了雷达应答机通信链路测试方法。
发明效果：
本发明最初用于雷达测试设备的研发中对两测试设备间的通信数据进行精确对准，方便事后按照时标查找并处理数据。本发明还可拓展应用到相互通信的任意两设备之间，完成通信链路的对时同步。
本发明为了有效解决传统的帧标发送方法存在的问题，采用了时标同步方法，即通过对不同设备的时标进行校准，便于准确快速的找到相同帧数据。将测试设备一的发送的数据与测试设备二的转发数据通过时标按相同帧一一对应，可计算位误码率。而测试设备一发送的数据与之后测试设备一接收的数据对时同步可解决延时问题。
本发明将两设备之间的通信链路统一到同一时间，旨在有效解决两台设备通信时的时标不统一和通信延时问题。
本发明通过分析两测试设备间数据通信过程以及存在的问题，提出了一种对通信链路进行时标同步的技术，将发送监测数据、硬件转发监测数据、接收监测数据校准到相同的时标，以解决数据传送延时问题，便于在上位机等存储设备中查找相同帧数据，为后续通信质量的判断奠定基础。
本发明以解决测试设备间的通信问题为背景，提出了一种通信链路的测试技术，有效解决了通信过程中存在的延时问题。通过对该发明设计的拓展和完善，对时同步技术还可应用于任意相互通信的设备之间，对判断通信质量有重要作用。
本发明还具有以下优势：
1）同步精度高。通过前面的理论分析可知，该同步技术的精度与测试设备中定时器的精度有关。在该设计中通信链路时钟脉冲为1ms，即同步误差可以控制在1ms以内。
2）简单易行，容易实现。该同步技术在实现过程中，不会对前期PCB的设计提出过高要求，只需将硬件逻辑进行更改以及通过上位机发送相应的校准数据即可完成系统时间的对时同步。
3）应用范围广泛。除了本发明所涉及的测试设备以外，对于任意两个通信系统，均可使用该方法进行板卡间的时标对时同步，是具有通用化效果的。
附图说明
图1是背景技术中的雷达与应答机通信过程原理图；
图2是本发明雷达应答机通信链路测试系统结构图；
图3是本发明雷达应答机通信链路测试方法流程图；
图4是具体实施方式四中的通信数据格式图；
图5是具体实施方式四中的校准数据格式图；
图6是具体实施方式四中的监测数据格式图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的雷达应答机通信链路测试系统包括测试设备一、雷达、应答机与测试设备二；
其中，所述测试设备一与测试设备二中均设置有FIFO数据存储器和定时器；
所述FIFO数据存储器包括发送FIFO数据存储器、发送监测FIFO数据存储器、接收FIFO数据存储器、接收监测FIFO数据存储器与硬件转发监测FIFO数据存储器；
所述测试设备一通信数据的发送端与雷达通信数据的接收端相连，所述雷达通信数据的发送端与应答机通信数据的接收端相连，所述应答机通信数据的发送端与测试设备二通信数据的接收端相连；
所述测试设备一用于生成通信数据并存储到测试设备一的发送FIFO数据存储器中；
所述发送FIFO数据存储器用于将通信数据中的第一帧数据发送给雷达；
所述测试设备一中的定时器用于对生成的通信数据末尾加上此刻定时器的值存储到测试设备一的发送监测FIFO数据存储器中；
所述雷达用于接收到测试设备一发送的通信数据后将数据通过无线或者有线的形式发送给应答机；
所述应答机用于在接收到通信数据后将得到的数据发送给测试设备二的接收FIFO数据存储器中；
所述测试设备二用于以硬件转发模式读取测试设备二的接收FIFO数据存储器中的数据存储到测试设备二的发送FIFO数据存储器中；
所述测试设备二中的定时器用于对硬件转发的通信数据末尾加上此刻定时器的值存储到测试设备二的硬件转发监测FIFO数据存储器中；
所述测试设备二用于发送测试设备二的发送FIFO数据存储器中的数据给应答机；
所述应答机用于在接收到测试设备二发送来的通信数据后进行编码与调制，将数据发送给雷达；
所述雷达用于在接收到通信数据后进行解调和译码，然后将译码后的数据发送给测试设备一的接收FIFO数据存储器中；
所述测试设备一用于对接收到的通信数据末尾加上此刻定时器的值存储到测试设备一的接收监测FIFO数据存储器中。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述测试设备一与测试设备二的通信通道都有各自的32位宽、时间分辨力为1ms的定时器，在雷达应答机通信链路测试系统加电后，定时器开始分别计数。
其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：雷达应答机通信链路测试方法按以下步骤实现：
一、对测试设备一与测试设备二的时标进行同步；
二、完成测试设备一与测试设备二的时标同步后，进行正常通信数据的通信，具体为：
（a）、测试设备一生成通信数据并存储到测试设备一的发送FIFO中，当发送脉冲来临时，将发送FIFO中的第一帧数据发送给雷达；同时在所述第一帧数据后加上此时刻测试设备一的定时器的值作为时标，存储到发送监测FIFO中，当上位机软件检测到发送监测FIFO中有数据时将其存储至上位机软件中，记为“发送监测数据”；其中，所述时标来自于经过校准后测试设备各自的定时器；
（b）、雷达接收到测试设备一发送的通信数据后将数据通过无线或者有线的形式发送给应答机，应答机在接收到通信数据后将得到的数据发送给测试设备二的接收FIFO，测试设备二以硬件转发模式读取测试设备二的接收FIFO中的数据并写入到测试设备二的发送FIFO，当下次发送脉冲到来时，测设设备二的发送逻辑将发送FIFO中的这帧数据发送出去，同时将这一帧数据的末尾加上此刻测试设备二定时器的值存储到硬件转发监测FIFO，上位机软件在检测到硬件转发监测FIFO中有数据时将数据提取到上位机软件中，存储为“转发监测数据”；
（c）、应答机在接收到测试设备二发送来的通信数据后进行编码与调制，将数据发送给雷达，雷达在接收到通信数据后进行解调和译码，然后将译码后的数据发送给测试设备一，测试设备一接收到的通信数据末尾加上此刻定时器的值存储到测试设备一的接收监测FIFO中，上位机软件在检测到接收监测FIFO中有数据时就将数据提取到上位机软件存储为“接收监测数据”；
（d）、通过检测“发送监测数据”、“硬件转发监测数据”、“接收监测数据”的时标即可判断相同帧数据，即完成了雷达应答机通信链路测试方法。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式三不同的是：所述对测试设备一与测试设备二的时标进行同步具体为：
一、测试设备一发送校准数据给雷达；
二、雷达编码调制后发送数据给应答机，应答机解调译码后发送数据给测试设备二，测试设备二接收到数据后检测：
如果数据是校准数据，测试设备二将此时的定时器值强制清0，并将数据转发出去，如果数据不是校准数据，则不对数据进行任何处理，完成测试设备一与测试设备二的一次系统时间同步；
三、将通信设备二转发过来的数据，经过编码调制后发送给雷达，雷达解调译码后发送数据给测试设备一，测试设备一接收到数据后检测：
判断接收到的数据是否是校准数据，如果是，测试设备一中的逻辑将此时定时器强制清0，如果否，不对数据进行任何处理，完成测试设备二与测试设备一的一次系统对时同步；
经过以上三步，完成两测试设备的时标同步，进行正常数据通信。
其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式三或四不同的是：所述步骤二中的通信数据格式为54字节，其中帧头占2字节，有效数据50字节，帧标1字节，累加和1字节。其它步骤及参数与具体实施方式三或四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式三至五之一不同的是：所述步骤一中的校准数据格式为数据帧头不变，有效数据的前四个字节是特殊字节55AA90EB。其它步骤及参数与具体实施方式三至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式三至六之一不同的是：所述监测数据格式为58字节，是通信数据后加四字节时标构成。其它步骤及参数与具体实施方式三至六之一相同。
Claims (7)
1.雷达应答机通信链路测试系统，其特征在于雷达应答机通信链路测试系统包括测试设备一、雷达、应答机与测试设备二；
其中，所述测试设备一与测试设备二中均设置有FIFO数据存储器和定时器；
所述FIFO数据存储器包括发送FIFO数据存储器、发送监测FIFO数据存储器、接收FIFO数据存储器、接收监测FIFO数据存储器与硬件转发监测FIFO数据存储器；
所述测试设备一通信数据的发送端与雷达通信数据的接收端相连，所述雷达通信数据的发送端与应答机通信数据的接收端相连，所述应答机通信数据的发送端与测试设备二通信数据的接收端相连；
所述测试设备一用于生成通信数据并存储到测试设备一的发送FIFO数据存储器中；
所述发送FIFO数据存储器用于将通信数据中的第一帧数据发送给雷达；
所述测试设备一中的定时器用于对生成的通信数据末尾加上此刻定时器的值存储到测试设备一的发送监测FIFO数据存储器中；
所述雷达用于接收到测试设备一发送的通信数据后将数据通过无线或者有线的形式发送给应答机；
所述应答机用于在接收到通信数据后将得到的数据发送给测试设备二的接收FIFO数据存储器中；
所述测试设备二用于以硬件转发模式读取测试设备二的接收FIFO数据存储器中的数据存储到测试设备二的发送FIFO数据存储器中；
所述测试设备二中的定时器用于对硬件转发的通信数据末尾加上此刻定时器的值存储到测试设备二的硬件转发监测FIFO数据存储器中；
所述测试设备二用于发送测试设备二的发送FIFO数据存储器中的数据给应答机；
所述应答机用于在接收到测试设备二发送来的通信数据后进行编码与调制，将数据发送给雷达；
所述雷达用于在接收到通信数据后进行解调和译码，然后将译码后的数据发送给测试设备一的接收FIFO数据存储器中；
所述测试设备一用于对接收到的通信数据末尾加上此刻定时器的值存储到测试设备一的接收监测FIFO数据存储器中。
2.根据权利要求1所述的雷达应答机通信链路测试系统，其特征在于所述测试设备一与测试设备二的通信通道都有各自的32位宽、时间分辨力为1ms的定时器，在雷达应答机通信链路测试系统加电后，定时器开始分别计数。
3.利用如权利要求1所述测试系统的雷达应答机通信链路测试方法，其特征在于雷达应答机通信链路测试方法按以下步骤实现：
一、对测试设备一与测试设备二的时标进行同步；
二、完成测试设备一与测试设备二的时标同步后，进行正常通信数据的通信，具体为：
（a）、测试设备一生成通信数据并存储到测试设备一的发送FIFO中，当发送脉冲来临时，将发送FIFO中的第一帧数据发送给雷达；同时在所述第一帧数据后加上此时刻测试设备一的定时器的值作为时标，存储到发送监测FIFO中，当上位机软件检测到发送监测FIFO中有数据时将其存储至上位机软件中，记为“发送监测数据”；其中，所述时标来自于经过校准后测试设备各自的定时器；
（b）、雷达接收到测试设备一发送的通信数据后将数据通过无线或者有线的形式发送给应答机，应答机在接收到通信数据后将得到的数据发送给测试设备二的接收FIFO，测试设备二以硬件转发模式读取测试设备二的接收FIFO中的数据并写入到测试设备二的发送FIFO，当下次发送脉冲到来时，测设设备二的发送逻辑将发送FIFO中的这帧数据发送出去，同时将这一帧数据的末尾加上此刻测试设备二定时器的值存储到硬件转发监测FIFO，上位机软件在检测到硬件转发监测FIFO中有数据时将数据提取到上位机软件中，存储为“硬件转发监测数据”；
（c）、应答机在接收到测试设备二发送来的通信数据后进行编码与调制，将数据发送给雷达，雷达在接收到通信数据后进行解调和译码，然后将译码后的数据发送给测试设备一，测试设备一接收到的通信数据末尾加上此刻定时器的值存储到测试设备一的接收监测FIFO中，上位机软件在检测到接收监测FIFO中有数据时就将数据提取到上位机软件存储为“接收监测数据”；
（d）、通过检测“发送监测数据”、“硬件转发监测数据”、“接收监测数据”的时标即可判断相同帧数据，即完成了雷达应答机通信链路测试方法。
4.根据权利要求3所述的雷达应答机通信链路测试方法，其特征在于所述对测试设备一与测试设备二的时标进行同步具体为：
一、测试设备一发送校准数据给雷达；
二、雷达编码调制后发送数据给应答机，应答机解调译码后发送数据给测试设备二，测试设备二接收到数据后检测：
如果数据是校准数据，测试设备二将此时的定时器值强制清0，并将数据转发出去，如果数据不是校准数据，则不对数据进行任何处理，完成测试设备一与测试设备二的一次系统时间同步；
三、将通信设备二转发过来的数据，经过编码调制后发送给雷达，雷达解调译码后发送数据给测试设备一，测试设备一接收到数据后检测：
判断接收到的数据是否是校准数据，如果是，测试设备一中的逻辑将此时定时器强制清0，如果否，不对数据进行任何处理，完成测试设备二与测试设备一的一次系统对时同步；
经过以上三步，完成两测试设备的时标同步，进行正常数据通信。
5.根据权利要求3所述的雷达应答机通信链路测试方法，其特征在于所述步骤二中的通信数据格式为54字节，其中帧头占2字节，有效数据50字节，帧标1字节，累加和1字节。
6.根据权利要求4所述的雷达应答机通信链路测试方法，其特征在于所述步骤一中的校准数据格式为数据帧头不变，有效数据的前四个字节是特殊字节55AA90EB。
7.根据权利要求3所述的雷达应答机通信链路测试方法，其特征在于所述监测数据格式为58字节，是通信数据后加四字节时标构成。
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