CN115061100A - 一种基于软件无线电技术的雷达信号仿真系统 - Google Patents

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张东良
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Abstract

本发明公开了一种基于软件无线电技术的雷达信号仿真系统，包括若干数字单元通道、软件总线、若干信号处理软件模块，每一数字单元通道与每一信号处理软件模块对应于同一雷达，信号处理软件模块通过软件总线和对应的数字单元通道一对一绑定占用，若干数字单元通道向软件总线发送同步信息和激励信息，若干数字单元通道从软件总线获取对应的雷达回波信息，软件总线通过对应的上行通信数据以及对应的下行通信数据与信号处理软件模块连接。

Description

一种基于软件无线电技术的雷达信号仿真系统
技术领域
本发明涉及雷达信号仿真系统技术领域，特别涉及一种基于软件无线电技术的雷达信号仿真系统。
背景技术
现代雷达信号仿真系统普遍采用了基于软件无线电技术的架构方式进行设计，其软件单元与数字单元通过串行数字总线标准接口相互隔离，从而实现了通过更换数字单元即可适配不同类型雷达的功能。但多数雷达信号仿真系统在每次仿真任务中只能与一台雷达同时工作，如果要实现与多台不同通信接口的雷达同时工作，则信号处理软件要并行处理多种不同类型不同时序的雷达激励信息，增加软件的复杂度和调试难度。而目前还没有一种可以实现与多台不同通信接口的雷达同时工作的雷达信号仿真系统。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的上述不足和缺陷，提供一种基于软件无线电技术的雷达信号仿真系统，以解决上述问题。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种基于软件无线电技术的雷达信号仿真系统，包括若干数字单元通道、软件总线、若干信号处理软件模块，每一数字单元通道与每一信号处理软件模块对应于同一雷达，信号处理软件模块通过软件总线和对应的数字单元通道一对一绑定占用，若干数字单元通道向软件总线发送同步信息和激励信息，若干数字单元通道从软件总线获取对应的雷达回波信息，软件总线通过对应的上行通信数据以及对应的下行通信数据与信号处理软件模块连接。
在本发明的一个优选实施例中，每一数字单元通道包括：
用以接收雷达同步信号的同步单元，同步单元将接收到的同步信息发送给软件总线，
用以接收雷达发射信号的接收机单元，
用以接收所述接收机单元发出的模拟信号的下变频单元，
用以接收所述下变频单元发出的模拟信号的数字信号接收单元，所述数字信号接收单元将激励信息发送给软件总线，
用以接收软件总线的回波信息的数字信号发射单元，
用以接收所述数字信号发射单元发出的模拟信号的上变频单元，
用以接收所述上变频单元发出的模拟信号的发射机单元，所述发射机单元将雷达回波信号发送给对应的雷达。
在本发明的一个优选实施例中，所述软件总线从底层到顶层依次包括驱动层、控制层和应用层，所述驱动层用以适配和挂载不同类型的串行总线驱动程序，所述控制层包括任务管理模块、资源管理模块和协议转换模块，所述应用层提供了各数字单元通道的数据上行通信接口和下行通信接口，并定义了下行数据格式和上行数据格式。
在本发明的一个优选实施例中，所述任务管理模块用以调度各数字单元通道数据上行和下行任务的运行方式，运行调度、优先级设置，接受信号处理软件模块的注册申请，绑定注册的信号处理软件模块和数字单元通道。
在本发明的一个优选实施例中，所述资源配置模块用以设置和调整各数字单元通道所占用的计算机内存资源大小和占用的CPU核心数量。
在本发明的一个优选实施例中，所述协议转换模块用以将数字单元通道的激励信息和同步信息转换为上行通信数据格式，将下行通信数据转换为数字单元通道对应的串行总线数据通信格式。
在本发明的一个优选实施例中，所述应用层使用回调方式向系统内的信号处理软件模块发送通道上行数据，信号处理软件模块通过此方式获取数字单元通道的同步信息和激励信息。
在本发明的一个优选实施例中，所述应用层提供FIFO队列接口，信号处理软件模块通过该接口写入下行数据，向数字单元通道发送回波信息。
在本发明的一个优选实施例中，所述软件总线的启动步骤包括：总线启动、搜索串行总线设备生成通道、加载协议转换插件、获取CPU信息。
在本发明的一个优选实施例中，信息处理软件模块通过软件总线绑定通道流程步骤包括：获取当前可用通道列表、选择要绑定的通道、设置通道上行数据缓冲长度、设置通道下行数据缓冲长度、设置通道任务优先级、绑定通道CPU、绑定回调函数、绑定写入队列、绑定通道完成。
由于采用了如上技术方案，本发明的雷达信号仿真系统，满足了多部雷达并行仿真时的数据上下行需求，可适配多种串行通信总线，对数据通信协议进行统一管理，使信号处理软件模块专注于对信号数据的处理，简化其对具体硬件的实际操作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种实施例的系统框图。
图2为本发明一种实施例的软件总线启动流程图。
图3为本发明一种实施例的信息处理软件模块通过软件总线绑定通道流程图。
图4为本发明一种实施例的软件总线上下行数据通信流程图。
图5为本发明一种实施例的通信接口所规定的下行数据格式定义图。
图6为本发明一种实施例的通信接口所规定的上行数据格式定义图
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。
参见图1至图4所示的一种基于软件无线电技术的雷达信号仿真系统，包括若干数字单元通道100、软件总线200、若干信号处理软件模块300。
每一数字单元通道100与每一信号处理软件模块300对应于同一雷达1，信号处理软件模块300通过软件总线200和对应的数字单元通道100一对一绑定占用。若干数字单元通道100向软件总线200发送同步信息和激励信息，若干数字单元通道100从软件总线200获取对应的雷达回波信息。软件总线200通过对应的上行通信数据以及对应的下行通信数据与信号处理软件模块300连接。
本实施例中，每一数字单元通道100包括同步单元110、接收机单元120、下变频单元130、数字信号接收单元140、数字信号发射单元150、上变频单元160、发射机单元170。同步单元110用以接收雷达同步信号，同步单元110将接收到的同步信息发送给软件总线200。接收机单元120用以接收雷达发射信号。下变频单元130用以接收接收机单元120发出的模拟信号。数字信号接收单元140用以接收下变频单元130发出的模拟信号，数字信号接收单元140将激励信息发送给软件总线200。数字信号发射单元150用以接收软件总线200的回波信息。上变频单元160用以接收数字信号发射单元140发出的模拟信号。发射机单元170用以接收上变频单元160发出的模拟信号，发射机单元170将雷达回波信号发送给对应的雷达1。
软件总线200从底层到顶层依次包括驱动层210、控制层220和应用层230。驱动层210用以适配和挂载不同类型的串行总线驱动程序。控制层220包括任务管理模块221、资源管理模块222和协议转换模块223，应用层230提供了各数字单元通道100的数据上行通信接口和下行通信接口，并定义了下行数据格式和上行数据格式。软件总线的应用层230所规定的下行数据格式定义如图5所示，数据字段说明如表1所示。
表1软件总线下行格式各字段说明
Figure BDA0003664164090000051
Figure BDA0003664164090000061
软件总线的应用层230所规定的上行数据格式定义如图6所示，数据字段说明如表2所示。
表2软件总线上行格式各字段说明
Figure BDA0003664164090000062
优选的，任务管理模块221用以调度各数字单元通道100数据上行和下行任务的运行方式，运行调度、优先级设置，接受信号处理软件模块300的注册申请，绑定注册的信号处理软件模块300和数字单元通道100。资源配置模块222用以设置和调整各数字单元通道100所占用的计算机内存资源大小和占用的CPU核心数量。协议转换模块223用以将数字单元通道100的激励信息和同步信息转换为上行通信数据格式，将下行通信数据转换为数字单元通道100对应的串行总线数据通信格式。
应用层230使用回调方式向系统内的信号处理软件模块300发送通道上行数据，信号处理软件模块300通过此方式获取数字单元通道100的同步信息和激励信息。应用层230提供FIFO队列接口，信号处理软件模块300通过该接口写入下行数据，向数字单元通道100发送回波信息。
软件总线的启动步骤包括：总线启动、搜索串行总线设备生成通道、加载协议转换插件、获取CPU信息。
信息处理软件模块通过软件总线绑定通道流程步骤包括：获取当前可用通道列表、选择要绑定的通道、设置通道上行数据缓冲长度、设置通道下行数据缓冲长度、设置通道任务优先级、绑定通道CPU、绑定回调函数、绑定写入队列、绑定通道完成。
本发明的雷达信号仿真系统，满足了多部雷达并行仿真时的数据上下行需求，可适配多种串行通信总线，对数据通信协议进行统一管理，使信号处理软件模块专注于对信号数据的处理，简化其对具体硬件的实际操作。本发明已在实际项目中予以应用。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种基于软件无线电技术的雷达信号仿真系统，其特征在于，包括若干数字单元通道、软件总线、若干信号处理软件模块，每一数字单元通道与每一信号处理软件模块对应于同一雷达，信号处理软件模块通过软件总线和对应的数字单元通道一对一绑定占用，若干数字单元通道向软件总线发送同步信息和激励信息，若干数字单元通道从软件总线获取对应的雷达回波信息，软件总线通过对应的上行通信数据以及对应的下行通信数据与信号处理软件模块连接。
2.如权利要求1所述的一种基于软件无线电技术的雷达信号仿真系统，其特征在于，每一数字单元通道包括：
用以接收雷达同步信号的同步单元，同步单元将接收到的同步信息发送给软件总线，
用以接收雷达发射信号的接收机单元，
用以接收所述接收机单元发出的模拟信号的下变频单元，
用以接收所述下变频单元发出的模拟信号的数字信号接收单元，所述数字信号接收单元将激励信息发送给软件总线，
用以接收软件总线的回波信息的数字信号发射单元，
用以接收所述数字信号发射单元发出的模拟信号的上变频单元，
用以接收所述上变频单元发出的模拟信号的发射机单元，所述发射机单元将雷达回波信号发送给对应的雷达。
3.如权利要求1所述的一种基于软件无线电技术的雷达信号仿真系统，其特征在于，所述软件总线从底层到顶层依次包括驱动层、控制层和应用层，所述驱动层用以适配和挂载不同类型的串行总线驱动程序，所述控制层包括任务管理模块、资源管理模块和协议转换模块，所述应用层提供了各数字单元通道的数据上行通信接口和下行通信接口，并定义了下行数据格式和上行数据格式。
4.如权利要求3所述的一种基于软件无线电技术的雷达信号仿真系统，其特征在于，所述任务管理模块用以调度各数字单元通道数据上行和下行任务的运行方式，运行调度、优先级设置，接受信号处理软件模块的注册申请，绑定注册的信号处理软件模块和数字单元通道。
5.如权利要求3所述的一种基于软件无线电技术的雷达信号仿真系统，其特征在于，所述资源配置模块用以设置和调整各数字单元通道所占用的计算机内存资源大小和占用的CPU核心数量。
6.如权利要求3所述的一种基于软件无线电技术的雷达信号仿真系统，其特征在于，所述协议转换模块用以将数字单元通道的激励信息和同步信息转换为上行通信数据格式，将下行通信数据转换为数字单元通道对应的串行总线数据通信格式。
7.如权利要求3所述的一种基于软件无线电技术的雷达信号仿真系统，其特征在于，所述应用层使用回调方式向系统内的信号处理软件模块发送通道上行数据，信号处理软件模块通过此方式获取数字单元通道的同步信息和激励信息。
8.如权利要求3所述的一种基于软件无线电技术的雷达信号仿真系统，其特征在于，所述应用层提供FIFO队列接口，信号处理软件模块通过该接口写入下行数据，向数字单元通道发送回波信息。
9.如权利要求1所述的一种基于软件无线电技术的雷达信号仿真系统，其特征在于，所述软件总线的启动步骤包括：总线启动、搜索串行总线设备生成通道、加载协议转换插件、获取CPU信息。
10.如权利要求1所述的一种基于软件无线电技术的雷达信号仿真系统，其特征在于，信息处理软件模块通过软件总线绑定通道流程步骤包括：获取当前可用通道列表、选择要绑定的通道、设置通道上行数据缓冲长度、设置通道下行数据缓冲长度、设置通道任务优先级、绑定通道CPU、绑定回调函数、绑定写入队列、绑定通道完成。
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