CN111294119A

CN111294119A - 一种基于航空信道的测试系统

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Publication number: CN111294119A
Application number: CN201910809012.1A
Authority: CN
Inventors: 李徐辉; 韩沛岑; 范玲; 夏国清; 童彦; 刘鹏寅
Original assignee: Shanghai Aircraft Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Shanghai Aircraft Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2019-08-29
Filing date: 2019-08-29
Publication date: 2020-06-16
Anticipated expiration: 2039-08-29
Also published as: CN111294119B

Abstract

本发明公开了一种基于航空信道的测试系统，包括：人机交互模块、控制模块、信号处理模块、信号收发模块和飞机高频通信模块，所述人机交互模块用于接收第一测试员输入的第一测试信息和选择信息；所述控制模块用于将所述第一测试信息处理成第一测试信号和根据选择信息选择模拟环境参数；所述信号处理模块用于将所述第一测试信号根据所述环境参数进行信道模拟，输出模拟结果信号；所述信号收发模块用于转发所述模拟结果信号；所述飞机高频通信模块用于接收所述模拟结果信号以确认模拟环境下的航空信道的质量。本发明的技术方案实现了无需试飞即可在地面模拟出各飞行状态的真实物理信道环境的效果。

Description

一种基于航空信道的测试系统

技术领域

本发明实施例涉及无线信息传输技术，尤其涉及一种基于航空信道的测试系统。

背景技术

飞机在滑行、起飞、爬升、巡航、下降、进近和着陆过程中，由于多普勒效应、多径效应、远近效应、阴影效应和信号干扰等不同原因，会对高频通信信号接收性能产生负面影响，甚或导致工作失效。

然而飞机通信系统在生产阶段的测试以地面静态测试为主，该种方法通过模拟理想环境对设备进行测试，无法考虑前述实际环境的影响，测试结果与实际环境中的测试结果相比误差较大，且不能满足实时性的需求。因此为了验证通信设备的性能，需要在一个接近实际传输特性的信道环境中对通信设备进行测试。若采用试飞测试，则受到气候条件，试验成本，重复性等因素的限制。

发明内容

本发明提供一种基于航空信道的测试系统，以实现无需试飞即可在地面模拟出各飞行状态的真实物理信道环境的效果。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于航空信道的测试系统，包括：人机交互模块、控制模块、信号处理模块、信号收发模块和飞机高频通信模块，

所述人机交互模块用于接收第一测试员输入的第一测试信息和选择信息；

所述控制模块用于将所述第一测试信息处理成第一测试信号和根据选择信息选择模拟环境参数。

所述信号处理模块用于将所述第一测试信号根据所述环境参数进行信道模拟，输出模拟结果信号；

所述信号收发模块用于转发所述模拟结果信号。

所述飞机高频通信模块用于接收所述模拟结果信号以确认模拟环境下的航空信道的质量。

可选的，所述人机交互模块包括交流单元和选择单元，

所述交流单元用于接收第一测试员输入的第一测试信息；

所述选择单元用于接收第一测试员选择的选择信息。

可选的，所述控制模块包括信息处理单元和动态飞行数据库单元，

所述信息处理单元用于将所述第一测试信息处理成所述第一测试信号；

所述动态飞行数据库单元用于根据所述选择信息输出所述模拟环境参数。

可选的，所述信号处理模块包括基带信号单元、信号调制单元和信道模拟单元，

所述基带信号单元用于将第一测试信号转换成基带信号；

所述信号调制单元用于将基带信号转换成通信信号；

所述信道模拟单元用于根据所述模拟环境参数将所述通信信号处理成模拟结果信号。

可选的，所述信号收发模块包括功率放大单元和第一天线单元，

所述功率放大单元用于将所述模拟结果信号放大；

所述第一天线单元用于输出放大后的所述模拟结果信号。

可选的，所述飞机高频通信模块包括第二天线单元、通信收发机和测试单元，

所述第二天线单元用于转发所述放大后的所述模拟结果信号；

所述通信收发机用于将所述放大后的所述模拟结果信号解调成第二测试信号；

所述测试单元用于输出所述第二测试信号供第二测试员确认模拟环境下的航空信道的质量。

可选的，所述第一测试信息包括语音信息和/文本信息。

可选的，所述第一测试信号由所述第一测试信息经过采样、量化和编码生成。

可选的，所述飞机高频通信模块还包括控制显示单元，用于设置通信收发机的工作参数。

可选的，所述飞机高频通信模块还包括供电电源，用于对所述通信收发机提供工作电压。

本发明的技术方案，通过控制模块将人机交互模块接收的第一测试信息处理成第一测试信号和根据选择信息选择模拟环境参数，信号处理模块将所述第一测试信号根据所述环境参数进行信道模拟，信号收发模块转发模拟结果信号输出模拟结果信号，飞机高频通信模块接收模拟结果信号以确认模拟环境下的航空信道的质量，解决了现有技术中通过模拟理想环境对设备进行测试，没有考虑前述实际环境的影响，测试结果与实际环境中的测试结果相比误差较大的问题，达到了无需试飞即可在地面模拟出各飞行状态的真实物理信道环境的效果。

附图说明

图1是本发明实施例一中的一种基于航空信道的测试系统的结构示意图。

图2是本发明实施例二中的一种基于航空信道的测试系统的结构示意图。

图3是本发明实施例三中的一种基于航空信道的测试系统的结构示意图。

图4是本发明实施例三中的一种基于航空信道的测试系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

此外，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种方向、动作、步骤或元件等，但这些方向、动作、步骤或元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个方向、动作、步骤或元件与另一个方向、动作、步骤或元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一测试信息为第二测试信息，且类似地，可将第二测试信息称为第一测试信息。第一测试信息和第二测试信息两者都是测试信息，但其不是同一测试信息。术语“第一”、“第二”等而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种基于航空信道的测试系统的结构示意图，本实施例可适用于航空信道测试的情况，该系统具体包括：人机交互模块1、控制模块2、信号处理模块3、信号收发模块4和飞机高频通信模块5。

所述人机交互模块1用于接收第一测试员输入的第一测试信息和选择信息。

所述控制模块2用于将所述第一测试信息处理成第一测试信号和根据选择信息选择模拟环境参数。

所述信号处理模块3用于将所述第一测试信号根据所述环境参数进行信道模拟，输出模拟结果信号。

所述信号收发模块4用于转发所述模拟结果信号。

所述飞机高频通信模块5用于接收所述模拟结果信号以确认模拟环境下的航空信道的质量。

本实施例中，由地面向飞机发送信息的场景中，第一测试信息可以为用于测试航空信道受环境影响程度的信息，可以为语音信息或者文本信息，本实施例为语音信息，通过耳麦获得。选择信息可以为第一测试员在人机交互模块1的显示屏上选择的选项信息。人机交互模块1将第一测试员输入的第一测试信息和选择信息发送给控制模块2。控制模块2根据接收到的第一测试信息进行去噪处理，提取出想要的第一测试信号，并根据选择信息输出对应选项的模拟环境参数。信号处理模块3根据模拟环境参数模拟现实飞机通信的环境影响，将接收的第一测试信号经过模拟环境处理，输出处理后的模拟结果信号。信号收发模块4将模拟结果信号转发至飞机高频通信模块5，第二测试员可以获取飞机高频通信模块5接收的模拟结果信号并与第一测试员输入的第一测试信息进行比较，以确认模拟环境下的航空信道的质量。

由飞机上向地面发送信息的场景中，第一测试员在人机交互模块1中选择需要的航空模拟环境参数，第二测试员在飞机高频通信模块5输入第二测试信息，并经由飞机高频通信模块5处理成第二测试信号转发至信号收发模块4，信号收发模块4继续转发第二测试信号给信号处理模块3，信号处理模块3根据选择的航空模拟环境参数将第二测试信号进行模拟现实环境影响的处理，输出第二模拟结果信号。控制模块2将第二模拟结果信号通过语音处理并发送给人机交互模块1中的耳麦，第一测试员可以通过耳麦接收该信息并与第二测试信息比较以确认模拟环境下的航空信道的质量。

本发明实施例的技术方案，通过控制模块2将人机交互模块1接收的第一测试信息处理成第一测试信号和根据选择信息选择模拟环境参数，信号处理模块3将所述第一测试信号根据所述环境参数进行信道模拟，信号收发模块4转发模拟结果信号输出模拟结果信号，飞机高频通信模块5接收模拟结果信号以确认模拟环境下的航空信道的质量，解决了现有技术中通过模拟理想环境对设备进行测试，没有考虑前述实际环境的影响，测试结果与实际环境中的测试结果相比误差较大的问题，达到了无需试飞即可在地面模拟出各飞行状态的真实物理信道环境的效果。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种基于航空信道的测试系统的结构示意图，本发明实施例在实施例一的基础上进一步优化，具体如下：

如图2所示，控制模块2包括信息处理单元21和动态飞行数据库单元22，信号处理模块3包括基带信号单元31、信号调制单元32和信道模拟单元33。

信息处理单元21将所述第一测试信息处理成所述第一测试信号。本实施例中，信息处理单元21可以分为语音处理子单元和数据处理子单元，语音处理子单元中，语音信号处理基本分为数字信号处理和模拟信号处理，由于数字信号具有高可靠性、快速的优点，适于在强干扰信道中传输，易于加密传输，因此，本实施例使用数字语音处理。语音处理子单元分为采样、量化和编码三个步骤。将人机交互模块1输出的第一测试信息的模拟信号波形采用该信号最高频率的2倍进行采样，保证不失真地重构与那时信号波形。量化将模拟语音信号转换成数字信号，然后通过编码对其进行压缩以减少数据率，进而转换成第一测试信号。数据处理子单元则是根据测试员在人机交互模块1输入的文本信息采集所需的信息，然后转换成机器能接受的形式的第一测试信号。

动态飞行数据库单元22根据所述选择信息输出所述模拟环境参数。动态飞行数据单元22是一个模拟环境参数的数据库，包括多普勒效应、多径效应、远近效应、路径损耗、阴影效应和信号干扰等，还有由于现实地理因数等影响，测试员可以通过人机交互模块1对需要的场景环境参数进行选择，动态飞行数据单元输出模拟环境参数，以模拟真实物理信道环境。

基带信号单元31将第一测试信号转换成基带信号。基带信号单元31主要是通过内部的频率转换将信息处理单元21输出的第一测试信号处理成方便传输的基带信号。

信号调制单元32将基带信号转换成通信信号。信号调制单元32则是通过调制用基带脉冲对载波波形某个参数进行控制，将基带信号调制成适合远距离传输的通信信号，模拟地面与飞机远距离通信的场景。

信道模拟单元33根据所述模拟环境参数将所述通信信号处理成模拟结果信号。信道模拟单元33是根据动态飞行数据单元22输出的模拟环境参数进行参数转换，动态模拟出真实物理信道环境，信号调制单元32输出的通信信号经过信道模拟单元33，模拟出真实物理环境对航空信道的影响，并得出影响后的信号为模拟结果信号，通过信号收发模块4转发至飞机高频通信模块5，以供第二测试员确认模拟环境下的航空信道的质量。

本实施例的技术方案，通过信息处理单元21将所述第一测试信息处理成所述第一测试信号；动态飞行数据库单元22根据所述选择信息输出所述模拟环境参数；基带信号单元31将第一测试信号转换成基带信号；信号调制单元32将基带信号转换成通信信号；信道模拟单元33根据所述模拟环境参数将所述通信信号处理成模拟结果信号，达到了能模拟多种飞行状态的真实物理信道环境影响的效果。

实施例三

图3所示为本发明实施例三提供的一种基于航空信道的测试系统的结构示意图，本发明实施例在上述各实施例的基础上进一步优化，具体如下：

人机交互模块1包括交流单元11和选择单元12，交流单元接收第一测试员输入的第一测试信息；选择单元接收第一测试员选择的选择信息。

信号收发模块4包括功率放大单元41和第一天线单元42，功率放大单元41用于将所述模拟结果信号放大；第一天线单元42用于输出放大后的所述模拟结果信号。

飞机高频通信模块5包括第二天线单元51、通信收发机52和测试单元53，第二天线单元51转发所述放大后的所述模拟结果信号；通信收发机52将所述放大后的所述模拟结果信号解调成第二测试信号；测试单元53输出所述第二测试信号供第二测试员确认模拟环境下的航空信道的质量。

本实施例中，第一测试员通过交流单元11输入第一测试信息，交流单元11可以为耳麦或者其他可以接收语音信息的设备，也可以包括能用来输入文本数据信息的设备。选择单元12是第一测试员在人机交互模块1的显示屏上选择的环境参数选项信息，可以根据需求选择任意种环境参数。

功率放大单元41对模拟结果信号进行功率放大，转换成高频信号，可以承载更多的信息，传输距离更远，不易受干扰。

第一天线单元42将模拟结果信号放大后的高频信号转发给飞机高频通信模块5中的第二天线单元51。

通信收发机52将所述放大后的模拟结果信号解调成第二测试信号，解调将携带消息的已调信号恢复成消息的过程，测试单元53接收该第二测试信号，可以通过耳麦播放语音信息，或者通过显示屏显示文本信息，第二测试员可以将接收到的信息与第一测试信息进行对比，以得出通信受环境的影响程度，通信质量的受损程度。

可选的，第一测试信息包括语音信息和/文本信息。

可选的，第一测试信号由所述第一测试信息经过采样、量化和编码生成。

如图4所示，可选的，飞机高频通信模块5还包括控制显示单元54，用于设置通信收发机的工作参数。

本实施例中，可以在控制显示单元54上对通信收发机的工作模式或频率等工作参数进行相应的设置，通信收发机52也将相应的控制结果反馈至控制显示单元，以便于测试员对通信收发机的工作状态进行观察。

可选的，飞机高频通信模块5还包括供电电源55，用于对所述通信收发机52提供工作电压。

本实施例中，工作电压与通信收发机在飞机上的工作电压相同，以模拟通信收发机52现实工作环境。

本发明实施例的技术方案，通过飞机高频通信模块5包括第二天线单元51、通信收发机52和测试单元53，第二天线单元51转发所述放大后的所述模拟结果信号；通信收发机52将所述放大后的所述模拟结果信号解调成第二测试信号；测试单元53输出所述第二测试信号供第二测试员确认模拟环境下的航空信道的质量，达到了实时对通信质量测试的效果。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种基于航空信道的测试系统，其特征在于，包括：人机交互模块、控制模块、信号处理模块、信号收发模块和飞机高频通信模块，

所述控制模块用于将所述第一测试信息处理成第一测试信号和根据选择信息选择模拟环境参数；

所述信号收发模块用于转发所述模拟结果信号；

2.根据权利要求1所述的基于航空信道的测试系统，其特征在于，所述人机交互模块包括交流单元和选择单元，

所述交流单元用于接收第一测试员输入的第一测试信息；

所述选择单元用于接收第一测试员选择的选择信息。

3.根据权利要求2所述的基于航空信道的测试系统，其特征在于，所述控制模块包括信息处理单元和动态飞行数据库单元，

4.根据权利要求3所述的基于航空信道的测试系统，其特征在于，所述信号处理模块包括基带信号单元、信号调制单元和信道模拟单元，

所述基带信号单元用于将第一测试信号转换成基带信号；

所述信号调制单元用于将基带信号转换成通信信号；

5.根据权利要求4所述的基于航空信道的测试系统，其特征在于，所述信号收发模块包括功率放大单元和第一天线单元，

所述功率放大单元用于将所述模拟结果信号放大；

所述第一天线单元用于输出放大后的所述模拟结果信号。

6.根据权利要求5所述的基于航空信道的测试系统，其特征在于，所述飞机高频通信模块包括第二天线单元、通信收发机和测试单元，

7.根据权利要求2所述的基于航空信道的测试系统，其特征在于，所述第一测试信息包括语音信息和/文本信息。

8.根据权利要求3所述的基于航空信道的测试系统，其特征在于，所述第一测试信号由所述第一测试信息经过采样、量化和编码生成。

9.根据权利要求1所述的基于航空信道的测试系统，其特征在于，所述飞机高频通信模块还包括控制显示单元，用于设置通信收发机的工作参数。

10.根据权利要求1所述的基于航空信道的测试系统，其特征在于，所述飞机高频通信模块还包括供电电源，用于对所述通信收发机提供工作电压。