CN115189756A - 卫星射频指标并行测试方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种卫星射频指标并行测试方法及系统，包括：步骤S1：根据指标测试资源管理控制执行信息，获取指标测试资源管理结果信息；步骤S2：根据指标测试资源管理结果信息，获取测试冲突解决策略结果信息；步骤S3：根据测试冲突解决策略结果信息，获取并行指标测试实施结果信息；本发明能够实现卫星地面测试时卫星不同射频指标测试项目之间的并行测试，通过指标测试资源管理、测试冲突解决策略、并行指标测试实施手段实现同一卫星不同射频通道的并行测试。本发明能够缩短地面射频指标测试的时间；本发明能够提高射频测试设备的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及，具体地射频指标测试方法技术领域，涉及一种卫星射频指标并行测试方法及系统。
背景技术
为了适应卫星的发展趋势，缩短卫星研制周期、降低卫星地面测试的人力物力成本，需要开展卫星的并行测试。射频链路是卫星在轨后与地面通讯的重要手段，射频指标测试是卫星地面综合测试中重要组成部分，射频指标被测对象通常是测控分系统、数传分系统、中继分系统及载荷分系统的星地通信链路，测试项目包含星地链路、功能和参数标定等，测试项目需要星地配合才能完成。同时射频仪器价格高昂，射频指标测试时间过长且长时间使用射频仪器造成卫星地面测试成本居高不下，因此亟需解决射频指标测试中并行测试的问题，解决单卫星不同项目的并行测试和多卫星的并行测试，对地面测试设备进行集中管理、对射频测试设备并行测试中的资源冲突进行解决，从而实现射频指标的并行测试。
当前卫星地面并行测试方法的研究集中在资源调度和资源池管理方面，主要解决的资源路由和资源利用率的问题，解决时间维度的资源竞争问题，未能针对射频指标测试和射频链路的特殊性进行研究。本文通过指标测试资源管理、测试冲突解决策略、并行指标测试实施手段解决不同指标测试项目的独立并行测试，极大程度上提高资源利用率，提高卫星测试效率，降低测试成本。
专利文献CN106932787A公开了一种北斗卫星导航信号大规模并行实时传输方法和系统，通过构建了大规模并行信号传输支路，将卫星导航电文按次序进行大规模分组，实现北斗卫星导航系统的实时导航定位。该专利在技术效果上仍然有待提高的空间。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种卫星射频指标并行测试方法及系统。
根据本发明提供的一种卫星射频指标并行测试方法，包括：步骤S1：根据指标测试资源管理控制执行信息，获取指标测试资源管理结果信息；
步骤S2：根据指标测试资源管理结果信息，获取测试冲突解决策略结果信息；
步骤S3：根据测试冲突解决策略结果信息，获取并行指标测试实施结果信息；
所述步骤S1包括：
步骤S1.1：根据分类执行控制信息，将射频测试资源分为信道调理类设备、测试类设备和链路控制类设备，获取分类执行结果信息；
所述测量类设备同一时刻只能完成一项测试功能，所述测量类设备在射频指标测试中定义为独享类测试设备，所述测量类设备在测试中同一时刻只能被一个测试项目使用；
所述信道调理类设备完成信道调理功能，完成上下行信号的接收和电平调整，所述信道调理类设备在射频指标测试中定义为共享类设备，所述信道调理类设备在测试中可以被多个测试项目共享；
所述链路控制设备完成星地多个通道之间的切换；所述链路控制设备在测试中互相不冲突的链路可以切换，定义为部分共享设备，测试项目使用的链路互相冲突的部分为独享，测试项目之间无关的部分为共享设备。
优选地，所述步骤S2包括：
步骤S2.1：执行优先级判别机制；
步骤S2.2：执行设备冲突判别机制；
步骤S2.3：执行操作冲突判别机制；
步骤S2.4：执行测试项目冲突判别机制。
优选地，所述步骤S3包括：
步骤S3.1：并行指标测试实施采用星地配合实施，并行指标测试实施的过程由一系列的元操作组成，元操作是一条指令，完成测试的一个动作，包括星上指令和地面设备指令，星上指令是对卫星的状态进行设置，建立测试条件，地面设备指令是设置设备状态，完成测试项目。
优选地，所述步骤S2.1包括：
步骤S2.1.1：对测试项目进行优先级划分，对高优先级测试项目、中优先级测试项目、和低优先级测试项目进行优先级划分；
高优先级测试项目是当前必须进行的测试项目，当高优先级项目到达时将其直接插入预执行测试项目队列顶端；中优先级测试项目是当前优先执行的测试项目，将其插入到待执行项目队列的顶端。低优先级测试项目是当前可以推后执行的测试项目，按照测试项目到达顺序依次放入待执行测试项目队列，按照先入先出的原则顺序执行。
优选地，所述步骤S2.2包括：
步骤S2.2.1：设备冲突判别机制是针对独享设备的冲突判别，将设备冲突判别机制用于判别当前拟进行的测试项目是否能被进行；
对所有设备标记为被占用、未被占用、预占用三种状态。未被占用设备为空闲状态随时可被使用；被占用设备为正在使用设备当前无法使用，只能被标记为预占用状态；预占用设备不再能被使用，也不可再次被标记，当预占用设备不再标记为被占用状态自动则清除预占用状态变为被占用状态。
所述步骤S2.3包括：
步骤S2.3.1：所述操作冲突判别机制是针对部分共享和共享设备的冲突判别，将操作冲突判别机制用于判别当前拟进行的测试项目是否能被进行。设备被定为共享状态时，始终标记为未被占用状态，对可被共享的设备进一步细化为独立的元操作，一个设备内部含多个可操作的对象，这些对象和设备冲突判别类似，对象分为被操作、未被操作、预操作三种状态。对象标记为未被操作的为空闲状态随时可被使用；对象标记为被操作后当前无法使用，只能被标记为预操作状态；对象标记为预操作后不再能被使用，也不可再次被标记，当预操作不再标记为被操作状态时自动则清除预操作状态并变为被操作状态。
所述步骤S2.4包括：
步骤S2.4.1：项目冲突判别机制，卫星不同工作状态之间可能存在冲突，在进行某项测试时，另一个测试项目无法进行，需要对项目冲突进行判别，根据卫星设计知识和射频指标测试知识，对测试项目的冲突进行预设。
根据本发明提供的一种卫星射频指标并行测试系统，包括：模块M1：根据指标测试资源管理控制执行信息，获取指标测试资源管理结果信息；
模块M2：根据指标测试资源管理结果信息，获取测试冲突解决策略结果信息；
模块M3：根据测试冲突解决策略结果信息，获取并行指标测试实施结果信息；
所述模块M1包括：
模块M1.1：根据分类执行控制信息，将射频测试资源分为信道调理类设备、测试类设备和链路控制类设备，获取分类执行结果信息；
所述测量类设备同一时刻只能完成一项测试功能，所述测量类设备在射频指标测试中定义为独享类测试设备，所述测量类设备在测试中同一时刻只能被一个测试项目使用；
所述信道调理类设备完成信道调理功能，完成上下行信号的接收和电平调整，所述信道调理类设备在射频指标测试中定义为共享类设备，所述信道调理类设备在测试中可以被多个测试项目共享；
所述链路控制设备完成星地多个通道之间的切换；所述链路控制设备在测试中互相不冲突的链路可以切换，定义为部分共享设备，测试项目使用的链路互相冲突的部分为独享，测试项目之间无关的部分为共享设备。
优选地，所述模块M2包括：
模块M2.1：执行优先级判别机制；
模块M2.2：执行设备冲突判别机制；
模块M2.3：执行操作冲突判别机制；
模块M2.4：执行测试项目冲突判别机制。
优选地，所述模块M3包括：
模块M3.1：并行指标测试实施采用星地配合实施，并行指标测试实施的过程由一系列的元操作组成，元操作是一条指令，完成测试的一个动作，包括星上指令和地面设备指令，星上指令是对卫星的状态进行设置，建立测试条件，地面设备指令是设置设备状态，完成测试项目。
优选地，所述模块M2.1包括：
模块M2.1.1：对测试项目进行优先级划分，对高优先级测试项目、中优先级测试项目、和低优先级测试项目进行优先级划分；
高优先级测试项目是当前必须进行的测试项目，当高优先级项目到达时将其直接插入预执行测试项目队列顶端；中优先级测试项目是当前优先执行的测试项目，将其插入到待执行项目队列的顶端。低优先级测试项目是当前可以推后执行的测试项目，按照测试项目到达顺序依次放入待执行测试项目队列，按照先入先出的原则顺序执行。
优选地，所述模块M2.2包括：
模块M2.2.1：设备冲突判别机制是针对独享设备的冲突判别，将设备冲突判别机制用于判别当前拟进行的测试项目是否能被进行；
对所有设备标记为被占用、未被占用、预占用三种状态。未被占用设备为空闲状态随时可被使用；被占用设备为正在使用设备当前无法使用，只能被标记为预占用状态；预占用设备不再能被使用，也不可再次被标记，当预占用设备不再标记为被占用状态自动则清除预占用状态变为被占用状态。
所述模块M2.3包括：
模块M2.3.1：所述操作冲突判别机制是针对部分共享和共享设备的冲突判别，将操作冲突判别机制用于判别当前拟进行的测试项目是否能被进行。设备被定为共享状态时，始终标记为未被占用状态，对可被共享的设备进一步细化为独立的元操作，一个设备内部含多个可操作的对象，这些对象和设备冲突判别类似，对象分为被操作、未被操作、预操作三种状态。对象标记为未被操作的为空闲状态随时可被使用；对象标记为被操作后当前无法使用，只能被标记为预操作状态；对象标记为预操作后不再能被使用，也不可再次被标记，当预操作不再标记为被操作状态时自动则清除预操作状态并变为被操作状态。
所述模块M2.4包括：
模块M2.4.1：项目冲突判别机制，卫星不同工作状态之间可能存在冲突，在进行某项测试时，另一个测试项目无法进行，需要对项目冲突进行判别，根据卫星设计知识和射频指标测试知识，对测试项目的冲突进行预设。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明能够实现卫星地面测试时卫星不同射频指标测试项目之间的并行测试，通过指标测试资源管理、测试冲突解决策略、并行指标测试实施手段实现同一卫星不同射频通道的并行测试；
2、本发明能够缩短地面射频指标测试的时间；
3、本发明能够提高射频测试设备的利用率。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明测试任务流转图；
图2为本发明测试项目实施流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1-2，一种针对单卫星射频指标并行测试方法，包括：指标测试资源管理、测试冲突解决策略、并行指标测试实施三个部分。
所述并行指标测试实施：并行指标测试实施需要星地配合实施，测试实施过程由一系列的元操作组成，元操作是一条指令，完成测试的一个动作，包括星上指令和地面设备指令，星上指令是对卫星的状态进行设置，建立测试条件，地面设备指令是设置设备状态，完成测试项目，同时给出测试结果的数据，包括测试数据表、测试报告和测试流程等。
优选地，所述卫星射频类指标测试项目包括AGC电压标定、频差电压测试、频谱特性测试、下行功率测试、下行调制度测试、下行功率测试、下行频率精度测试、下行频率稳定度测试、遥控灵敏度测试、输入输出特性测试、幅频特性测试、C/N0测试、双波交调测试、三波交调测试等。根据上述射频指标测试项目建立指标测试模板，不同卫星，不同通道的射频指标测试根据模板以及星地连接状态修改模板参数实现。
优选地，所述并行指标测试项目执行过程包括待执行测试项目队列、预执行测试项目队列、正在执行测试项目队列。测试任务下发后，首先进入待执行测试项目队列S＝{s1,s2,s3,……,sn-1,sn,sh0,sm1,sm2,sm3,……,smn}，待执行测试项目队列是一个先入先出的串行队列，进入待执行测试项目队列按照顺序检查是否能被执行；当测试项目经过冲突判别满足要求后进入预执行测试项目队列B＝{b1,b2,b3,……,bn-1,bn}，该队列是一个并行等待队列，一旦某项测试项目满足条件立刻进入正在执行测试项目队列A＝{a1,a2,a3,……,an-1,an}进行执行，正在执行测试项目队列是一个多线程并行执行队列，队列中的所有项目并行执行，完成后立刻退出队列。
所述指标测试资源管理：针对射频指标测试中使用的设备进行管理和分类。设备主要包括频谱仪、功率计、频率计、矢量网络分析仪、信号源、基带设备、变频设备、链路切换设备、星地信号调理设备、地面接收发送天线、衰减器、射频电缆等。
优选地，射频测试资源分为信道调理类设备、测试类设备和链路控制类设备。其中频谱仪、信号源、功率计、频率计、基带设备等射频测试中的射频信号发射和接收设备定义为测量设备；变频设备、星地信号调理设备等信道、地面接收发送天线、衰减器、射频电缆等信道转换设备定义为信道调理类设备，链路切换设备定义为链路控制设备。
优选地，所述测量类设备同一时刻只能完成一项测试功能，该类设备在射频指标测试中定义为独享类测试设备，在某一测试项目进行中占用该设备时，其他需要使用该设备的测试项目无法进行并行测试。特别地，对同一台测量设备具备多个通道时，将其作为多个测试独立的测量设备进行管理。
优选地，所述信道调理类设备完成信道调理功能，完成上下行信号的接收和电平调整，该类设备在射频指标测试汇总定义为共享类设备，该类设备在测试中可以被多个测试项目共享。
优选地，所述链路控制设备完成星地多个通道之间的切换。该类设备在测试中互相不冲突的链路可以切换，定义为部分共享设备，测试项目使用的链路互相冲突的部分为独享，测试项目之间无关的部分为共享。
所述测试冲突解决策略包括优先级判别机制、设备冲突判别机制、操作冲突判别机制、测试项目冲突判别机制。
优选地，所述优先级判别机制是对测试项目进行优先级划分，主要包括高优先级测试项目、中优先级测试项目、和低优先级测试项目。高优先级测试项目Sh0是当前必须进行的测试项目，当高优先级项目到达时将其直接插入预执行测试项目队列顶端，并且终止其他所有与其冲突的正在执行测试项目a1～an和预执行测试项目b1～bn，将a1～an和b1～bn重新放入待执行测试项目队列，每次只能有一个高优先级测试项目；中优先级测试项目Sm1～Smn是当前优先执行的测试项目，将其插入到待执行项目队列的顶端，且对预执行队列中的项目进行判断，将与其冲突预执行测试项目b1～bn移出预执行测试项目队列，重新放入待执行项目队列顶端。低优先级测试项目是当前可以推后执行的测试项目，按照测试项目到达顺序依次放入待执行测试项目队列，按照先入先出的原则顺序进入预执行队列后进行并行测试。
优选地，所述设备冲突判别机制是针对独享设备的冲突判别，设备冲突判别机制用于判别当前拟进行的测试项目是否能被进行。对所有设备标记为被占用、未被占用、预占用三种状态。未被占用设备为空闲状态随时可被使用；被占用设备为正在使用设备当前无法使用，只能被标记为预占用状态；预占用设备不再能被使用，也不可再次被标记，预占用设备不再被当前项目占用时自动则清除预占用状态变为被占用状态并将设备使用权交给标记为预占用的项目。当待执行测试项目队列顶端测试项目S0准备执行时，首先与正在执行测试项目a1～an和预执行测试项目b1～bn使用的设备进行冲突判别，如果使用到的所有测试设备均可以使用，则占用所需设备并标记为被占用并开始该项测试项目；如果部分设备冲突且被标记为预占用状态，则将该测试项目S0移入待执行测试项目队列底端Sn；如果部分设备可用，则对被占用的设备标记为预占用，对未被占用设备标记为被占用，等待所有释放后开始执行测试项目。
优选地，所述操作冲突判别机制是针对部分共享和共享设备的冲突判别，操作冲突判别机制用于判别当前拟进行的测试项目是否能被进行。设备被定为共享状态时，始终标记为未被占用状态，对可被共享的设备进一步细化为独立的元操作，一个设备内部含多个可操作的对象，这些对象和设备冲突判别类似，对象分为被操作、未被操作、预操作三种状态。对象标记为未被操作后该对象为空闲状态随时可被使用；对象标记为被操作后无法再被使用，只能被标记为预操作状态；对象标记为预操作后不再能被使用，也不可再次被标记，预操作不再被当前项目占用时自动则清除预操作状态变为被占用状态并将设备使用权交给标记为预占用的项目。当执行测试项目队列顶端测试项目S0准备执行时，首先进行设备冲突判别，然后对共享设备进行操作冲突判别。在操作冲突判断中，如果使用到的对象操作均可以使用，则占用所需操作并标记为被操作状态；如果部分设备冲突且被标记为预操作状态，则将该测试项目S0移入执行测试项目队列底端Sn并释放所有占用的资源，如果部分设备可用，则对被占用操作标记为预操作，对未被操作的对象标记为被操作，等待所有资源释放后开始执行测试项目。
项目冲突判别机制，卫星不同工作状态之间可能存在冲突，在进行某项测试时，另一个测试项目无法进行，需要对项目冲突进行判别，根据卫星设计知识和射频指标测试知识，需要对测试项目的冲突进行预设。当待执行测试项目队列顶端测试项目S0准备执行时，与正在执行测试项目a1～an和预执行测试项目b1～bn进行项目冲突判别，如果项目冲突，则将该测试项目S0移入待执行测试项目队列底端Sn。
图1为本发明一种卫星射频指标并行测试方法测试流转图，测试任务下发后，首先进入待执行测试项目队列，进入该队列后进行冲突判断，如果所使用的所有资源均可被使用或可被预使用，则将该项目移入待执行测试项目队列，待执行测试项目队列中的设备进行冲突判别后进行设备占用，对已经被占用的设备进行预占用，等待资源全部可用后，则项目进入正在执行测试项目队列进行执行，完成执行后进行结果输出，完成项目执行。
当正在执行的测试项目执行失败，如超时、所需资源断线等条件下，释放所需资源重新加入待执行测试项目队列进行排队。同样地，当高优先级项目到来时且需要占用当前项目的资源，则释放资源，终止当前项目，将资源让出供稿优先级项目执行，释放所需资源重新加入待执行测试项目队列进行排队执行。
图2为本发明一种卫星射频指标并行测试方法测试项目实施流程图，在测试项目执行前首先对拥有的测试资源进行配置，完成配置后对测试资源进行初始化，对其状态进行检查，开始进行测试项目执行后。首先进行优先级判别，高优先级的项目中断其他测试项目，将冲突的资源抢占。完成优先级判别后依次进行项目冲突判别、设备冲突判别、操作冲突判别。完成冲突判别后进行项目的并行执行。项目进行独立运行，每个项目完成后输出独立的测试结果，完成项目的执行。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种卫星射频指标并行测试方法，其特征在于，包括：
步骤S1：根据指标测试资源管理控制执行信息，获取指标测试资源管理结果信息；
步骤S2：根据指标测试资源管理结果信息，获取测试冲突解决策略结果信息；
步骤S3：根据测试冲突解决策略结果信息，获取并行指标测试实施结果信息；
所述步骤S1包括：
步骤S1.1：根据分类执行控制信息，将射频测试资源分为信道调理类设备、测试类设备和链路控制类设备，获取分类执行结果信息；
所述测量类设备同一时刻只能完成一项测试功能，所述测量类设备在射频指标测试中定义为独享类测试设备，所述测量类设备在测试中同一时刻只能被一个测试项目使用；
所述信道调理类设备完成信道调理功能，完成上下行信号的接收和电平调整，所述信道调理类设备在射频指标测试中定义为共享类设备，所述信道调理类设备在测试中可以被多个测试项目共享；
所述链路控制设备完成星地多个通道之间的切换；所述链路控制设备在测试中互相不冲突的链路可以切换，定义为部分共享设备，测试项目使用的链路互相冲突的部分为独享，测试项目之间无关的部分为共享设备。
2.根据权利要求1所述的卫星射频指标并行测试方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
步骤S2.1：执行优先级判别机制；
步骤S2.2：执行设备冲突判别机制；
步骤S2.3：执行操作冲突判别机制；
步骤S2.4：执行测试项目冲突判别机制。
3.根据权利要求1所述的卫星射频指标并行测试方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
步骤S3.1：并行指标测试实施采用星地配合实施，并行指标测试实施的过程由一系列的元操作组成。
4.根据权利要求2所述的卫星射频指标并行测试方法，其特征在于，所述步骤S2.1包括：
步骤S2.1.1：对高优先级测试项目、中优先级测试项目、和低优先级测试项目进行优先级划分。
5.根据权利要求2所述的卫星射频指标并行测试方法，其特征在于，所述步骤S2.2包括：
步骤S2.2.1：将设备冲突判别机制用于判别当前拟进行的测试项目是否能被进行；对所有设备标记为被占用、未被占用、预占用三种状态；
所述步骤S2.3包括：
步骤S2.3.1：将操作冲突判别机制用于判别当前拟进行的测试项目是否能被进行；
所述步骤S2.4包括：
步骤S2.4.1：根据卫星设计知识和射频指标测试知识，对测试项目的冲突进行预设。
6.一种卫星射频指标并行测试系统，其特征在于，包括：
模块M1：根据指标测试资源管理控制执行信息，获取指标测试资源管理结果信息；
模块M2：根据指标测试资源管理结果信息，获取测试冲突解决策略结果信息；
模块M3：根据测试冲突解决策略结果信息，获取并行指标测试实施结果信息；
所述模块M1包括：
模块M1.1：根据分类执行控制信息，将射频测试资源分为信道调理类设备、测试类设备和链路控制类设备，获取分类执行结果信息；
所述测量类设备同一时刻只能完成一项测试功能，所述测量类设备在射频指标测试中定义为独享类测试设备，所述测量类设备在测试中同一时刻只能被一个测试项目使用；
所述信道调理类设备完成信道调理功能，完成上下行信号的接收和电平调整，所述信道调理类设备在射频指标测试中定义为共享类设备，所述信道调理类设备在测试中可以被多个测试项目共享；
所述链路控制设备完成星地多个通道之间的切换；所述链路控制设备在测试中互相不冲突的链路可以切换，定义为部分共享设备，测试项目使用的链路互相冲突的部分为独享，测试项目之间无关的部分为共享设备。
7.根据权利要求6所述的卫星射频指标并行测试系统，其特征在于，所述模块M2包括：
模块M2.1：执行优先级判别机制；
模块M2.2：执行设备冲突判别机制；
模块M2.3：执行操作冲突判别机制；
模块M2.4：执行测试项目冲突判别机制。
8.根据权利要求7所述的卫星射频指标并行测试系统，其特征在于，所述模块M3包括：
模块M3.1：并行指标测试实施采用星地配合实施，并行指标测试实施的过程由一系列的元操作组成。
9.根据权利要求7所述的卫星射频指标并行测试系统，其特征在于，所述模块M2.1包括：
模块M2.1.1：对高优先级测试项目、中优先级测试项目、和低优先级测试项目进行优先级划分。
10.根据权利要求7所述的卫星射频指标并行测试系统，其特征在于，所述模块M2.2包括：
模块M2.2.1：将设备冲突判别机制用于判别当前拟进行的测试项目是否能被进行；对所有设备标记为被占用、未被占用、预占用三种状态；
所述模块M2.3包括：
模块M2.3.1：将操作冲突判别机制用于判别当前拟进行的测试项目是否能被进行；
所述模块M2.4包括：
模块M2.4.1：根据卫星设计知识和射频指标测试知识，对测试项目的冲突进行预设。
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