CN110636449A - 一种波形加载方法 - Google Patents

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彭文攀
黄干明
张雨农
吴敏
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Abstract

本申请提供一种波形加载方法，方法包括：时间和频段上的相关差对被检测信号进行多元自相关检测处理，获得通信导航波形类型；根据所述通信导航波形类型，通过调用软件无线电库对被检测信号进行调制处理。

Description

一种波形加载方法
技术领域
本发明属于航空无线电通信技术，具体涉及一种波形加载方法。
背景技术
航空通信导航***是航空电子***中必要组成部分，负责飞行器与地面、空中及相关设备的通信、协调、导航线路等，主要通过无线电设备传送无线电波形完成相关操作，按照国际民航通信导航标准，航空无线电波形有固定的频段、功率范围，及相关调制方式，编码方式。
航空无线电通信导航综合平台，是基于分布式式设计，可动态加载的航空无线电通用平台，该平台有多路射频通道和多路数字通道组成，可加载不同的航空导航通信波形。
近年来，国内外在航空无线电通信导航电子***设计方面取得了很大的成就，无线电波形验证平台的通用化，综合化设计是目前航空通信导航平台的基础。如何能快速的识别导航通信波形，进行自动的加卸载波形成为目前航空领域的一个方向。
发明内容
为了实现航空无线电通信导航***平台的动态加卸载功能，硬件平台***具备满足大部分的航空无线电调制解调功能，具备模块化的软件无线电设计，可动态的组合无线电波形的调制解调方式，包含编解码、滤波、解调、调制等各模块。根据接收到的无线电波形的自相关特性进行判断是何种通信导航波形，根据分析结果，动态的加载平台内的无线电通信导航波形。
本申请提供一种波形加载方法，方法包括：
时间和频段上的相关差对被检测信号进行多元自相关检测处理，获得通信导航波形类型；
根据所述通信导航波形类型，通过调用软件无线电库对被检测信号进行调制处理。
可选的，所述对被检测信号进行多元自相关检测处理，获得通信导航波形类型，具体包括：
对被检测信号进行过采样处理，获得采样信号；
利用时间差提取所述采样信号的二阶自相关参数；
利用频谱差提取所述采样信号的三阶自相关参数；
将所述二阶自相关参数和所述三阶自相关参数与航空通信导航波形参数库进行对比，确定被检测信号的通信导航波形类型。
可选的，软件无线电库包括射频通道、数字通道和中频交互网络。
可选的，所述数字通道包括航空波形的编码库、调制库、滤波库和解调库。
可选的，所述根据所述通信导航波形类型，通过调用软件无线电库对被检测信号进行调制处理，具体包括：
根据所述通信导航波形类型，对射频前端进行处理，并进行编码、调制、滤波和解调处理，根据加载的位置进行中频的交互。
可选的，所述根据所述通信导航波形类型，对射频前端进行处理，具体包括：
根据所述通信导航波形类型，控制射频前端开关、发射频点、发射带宽，数据脉冲。
可选的，方法还包括：
对所述采样信号、所述二阶自相关参数和所述三阶自相关参数进行监控处理，并对监控数据进行显示。
可选的，方法还包括：
通过人机交互方式获得修正部分调制参数；
结合所述修正部分调制参数对被检测信号进行调制处理。
本发明的有益效果为：
(1)无线电波形的多元自相关特性检测算法，可以根据被检测信号的多阶自相关特性，运用时间和频段上的相关差进行快速提取波形参数，快速检测出无线电波形类型，提高了对于无线电航空波形的实时监控能力。
(2)无线电综合通用加载平台，解决了航空无线电通信导航波形对硬件平台的依赖性，提供了一种通用化的航空无线电波形的运用平台，综合实现了对于多波形的运行要求。
(3)无线电平台监控交互机制，通过对于监控波形的过采样等大数据分析机制进行流实时处理监控，并提供交互机制，实时的修改加载不同的航空无线电导航通信波形。
附图说明
图1为本发明中基于无线电多元相关特性的波形加载平台结构示意图；
图2为本发明中无线电波形自相关检测模块结构示意图；
图3为本发明中无线电波形自相关检测模块流程示意图；
图4为本发明中波形综合通用加载平台示意图；
图5为本发明中无线电平台监控交互模块示意图。
具体实施方式
本发明基于无线电波形的多元自相关特性，实时的对导航通信波形进行分析加载，做到自动规划切换加载波形，完成航空通信导航任务。
具体的，本发明通过无线电波形的多元相关特性检测模块，对波形进行自相关参数检测，并根据检测结果与现有的航空无线电通信导航波形进行对比，得出被检测的无线电波形类型，并动态的加载管理各波形的加载，实时控制平台波形运行状态，如图1所示，本发明主要包含的模块有：无线电波形自相关检测模块、波形综合通用加载平台模块、无线电平台监控交互模块。
本发明的发明目的通过以下技术方案实现：
一种基于无线电波形多元相关特性检测算法的应用平台，包含无线电综合通用加载平台、无线电波形多元特性检测模块、无线电波形动态加载管理模块以及无线电波形运行监控交互模块。
本发明中有以下三个主要的技术要点。
(1)设计无线电波形的多元自相关特性检测算法，完成对于航空无线电波形的多元自相关参数的提取，主要包含2阶和3阶自相关参数的提取。对于被检测信号首先进行2阶自相关处理，提取频谱差单位内的2阶自相关特性参数，综合已有的航空规范进行检测确定其调制方式，以时间差为3阶自相关单元参数进行自相关处理，进一步提取调制参数，然后进行归一化处理，根据2组不同的参数值确定被检测信号。
(2)设计无线电综合化通用加载平台，该平台主要完成了通用化的无线电加载应用功能。该通用加载平台可以加载大部分的航空无线电导航通信波形，射频发射接收部分具有多通道全频段的接收发射调制能力，通过中频交互网络与数字调制部分进行连接，数字部分具备波形的数字调制功能，编码，数字映射，数字解调功能，直接调用波形数据库配置功能。
(3)设计无线电平台监控加载交互机制，对测试波形进行监控，对无线电航空平台上各射频通道已经数字调制模块部分的加载波形进行实时的监控，包含对检测算法快速提取后参数比较的选择处理，并将最后加载波形运行状态进行实时的汇报，由于要实时监控对模拟波形进行过采样，三阶相关大数据处理，交互算法进行快速流处理机制。
本发明采用无线电波形的多元自相关特性检测算法，对被检测信号进行多元自相关特性参数提取，区分各个被检测信号，由无线电波形自相关检测模块完成，并将检测结果传递给波形综合通用加载平台模块，由加载模块完成最终的测试波形加载，无线电平台监控交互模块为各波形控制监控模块，下面近一步的详细说明。
(1)无线电波形自相关检测模块：
无线电波形具有多阶自相关特性，并且调制方式不同，其自相关特性也不同，并且对于波形的提取不容易受到噪声影响，如图2所示，该模块主要由过采样、2阶自相关、3阶自相关和航空通信导航波形参数库组成。首先对被检测信号进行过采样处理，利用高速AD器件进行多路采集，并利用时间差进行2阶自相关参数的提取，通过时间差进行的二阶自相关参数分析可得出波形的频段及相关基本波形特性。然后以频点中心为中心引入频谱差进行三阶自相关特性提取，并将各相关参数与航空通信导航波形参数库进行对比，得出被检测信号是哪一种通信导航波形，具体的流程如图3所示。
(2)波形综合通用加载平台模块：
波形通用加载平台主要由通用的射频通道、通用数字通道和中频交互网络组成，如图4所示，通过检查模块送入的检测结果，调用现有的软件无线电库，进行配置管理。射频通道载频覆盖航空全频段，并支持多种调制方式。数字部分包含航空波形的各种编码、调制、滤波和解调等库，针对不同的波形进行实时的软件无线电调调整，满足不同波形的调制要求。被检测信号调用库，根据时域和频域的不同，控制射频前端开关、发射频点、发射带宽，数据脉冲，根据加载的位置进行中频的交互。
(3)无线电平台监控交互模块：
该模块主要负责检测波形的采样数据流监控处理。主要包含过采样数据流的监控，参数提取监控，人机交互纠正学***台运行监控部分，如图5所示，对于各模块的监控，实时的传递给监控人员，并根据交互模块进行人为的修正部分调制参数，如编码，无法通过自相关参数得出的调制部分等。
可以理解的是，对航空无线电监控检测领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同设备平台的替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种波形加载方法，其特征在于，方法包括：
时间和频段上的相关差对被检测信号进行多元自相关检测处理，获得通信导航波形类型；
根据所述通信导航波形类型，通过调用软件无线电库对被检测信号进行调制处理。
2.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述对被检测信号进行多元自相关检测处理，获得通信导航波形类型，具体包括：
对被检测信号进行过采样处理，获得采样信号；
利用时间差提取所述采样信号的二阶自相关参数；
利用频谱差提取所述采样信号的三阶自相关参数；
将所述二阶自相关参数和所述三阶自相关参数与航空通信导航波形参数库进行对比，确定被检测信号的通信导航波形类型。
3.根据权利要求1所述的，其特征在于，软件无线电库包括射频通道、数字通道和中频交互网络。
4.根据权利要求3所述的，其特征在于，所述数字通道包括航空波形的编码库、调制库、滤波库和解调库。
5.根据权利要求3所述的，其特征在于，所述根据所述通信导航波形类型，通过调用软件无线电库对被检测信号进行调制处理，具体包括：
根据所述通信导航波形类型，对射频前端进行处理，并进行编码、调制、滤波和解调处理，根据加载的位置进行中频的交互。
6.根据权利要求5所述的，其特征在于，所述根据所述通信导航波形类型，对射频前端进行处理，具体包括：
根据所述通信导航波形类型，控制射频前端开关、发射频点、发射带宽，数据脉冲。
7.根据权利要求2所述的，其特征在于，方法还包括：
对所述采样信号、所述二阶自相关参数和所述三阶自相关参数进行监控处理，并对监控数据进行显示。
8.根据权利要求7所述的，其特征在于，方法还包括：
通过人机交互方式获得修正部分调制参数；
结合所述修正部分调制参数对被检测信号进行调制处理。
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