一种基于USRP的二次雷达与DME信号模拟方法技术

本发明专利技术公开了一种基于USRP的二次雷达与DME信号模拟方法，方法包括根据询问、应答或者广播消息类型，生成对应消息类型的采样调制前的二进制原始数据；采用相应的调制方式，对二进制原始数据进行调制，生成I/Q调制数据；根据采样率参数，对I/Q调制数据进行数据采样，生成I/Q采样数据；对I/Q采样数据进行干扰信号叠加之后输出至射频端进行转换输出。本发明专利技术基于软件定义无线电技术，通过软件实现信号数据产生、生成采样数据、噪声叠加、生成I/Q调制采样数据，降低了不同调制模式、不同信号模拟的硬件开发难度，可实现不同信号、不同调制方式、不同噪声干扰叠加的组合，实现了不同各环节下复杂信号的生成模拟。杂信号的生成模拟。杂信号的生成模拟。

【技术实现步骤摘要】
一种基于USRP的二次雷达与DME信号模拟方法


[0001]本专利技术涉及雷达信号处理
，具体涉及一种基于USRP(Universal Software Radio Peripheral，通用软件无线电外设)的二次雷达与DME信号模拟方法。

技术介绍

[0002]软件无线电的基本思想就是将宽带模数变换器(A/D)及数模变换器(D/A)尽可能地靠近射频天线。在这个硬件平台上尽量利用软件技术来实现电台的各种功能模块。通过软件编程来实现各种通信频段的选择，如HF、VHF、UHF和SHF等；通过软件编程来完成传送信息抽样、量化、编码/解码、运算处理和变换，以实现射频电台的收发功能；通过软件编程实现不同的信道调制方式的选择，如调幅、调频、单边带、数据、跳频和扩频等；通过软件编程实现不同的保密结构、网络协议和控制终端功能等。软件无线电技术是软件化、计算密集型的操作形式。
[0003]软件定义无线电(Software
‑
Defined Redio，SDR)，是一种新型的无线电体系架构，是无线电邻域的一种新型解决方案，其特点是通过动态可变的软件编程对相同硬件进行重构，通过软件层面和硬件层面的组合调整使之完成不同的功能。软件无线电技术将尽可能多的功能实现从以往的硬件实现迁移至软件层面进行可重构、可升级的结构化软件实现，使得软件无线电解决方案具有极强的开放性、扩展性、模块性、易调试性和可重构性。
[0004]现有技术具有以下缺点：
[0005]1、依赖硬件实现的无线电信号模拟开发成本高、开发难度大、开发周期长、问题定位困难、功能单一不易扩展。
[0006]2、现有的软件无线电解决方案实现的信号模拟单一、调制频段相对固定、软件化程度不高。
[0007]3、现有的空中导航监视邻域的无线电信号模拟集成度低、模拟信号类型单一、与硬件的耦合依赖性强、扩展性弱。

技术实现思路

[0008]为了克服现有依赖硬件实现的无线电信号模拟技术存在的开发难度大、周期长、问题定位困难、功能难以扩展等问题，本专利技术提供了一种基于USRP的二次雷达与DME信号模拟方法。本专利技术基于软件定义无线电技术，通过软件实现信号数据产生、生成采样数据、噪声叠加、生成I/Q调制采样数据，降低了不同调制模式、不同信号模拟的硬件开发难度，可实现不同信号、不同调制方式、不同噪声干扰叠加的组合，实现了各种不同环境下复杂信号的生成模拟。
[0009]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0010]一种基于USRP的二次雷达与DME信号模拟方法，包括：
[0011]根据询问、应答或者广播消息类型，生成对应消息类型的采样调制前的二进制原始数据；
[0012]采用相应的调制方式，对所述二进制原始数据进行调制，生成I/Q调制数据；
[0013]根据采样率参数，对所述I/Q调制数据进行数据采样，生成I/Q采样数据；
[0014]对所述I/Q采样数据进行干扰信号叠加之后输出至射频端进行转换输出。
[0015]作为优选实施方式，本专利技术的询问、应答或广播信息类型以外部输入参数的形式进行动态控制，可生成(1)
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(7)中的至少一种数据：
[0016](1)带参数未进行采样的西方体制IFF询问的脉冲波形数据；
[0017](2)带参数未进行采样的西方体制IFF应答的脉冲波形数据；
[0018](3)带参数的未进行采样S模式询问的脉冲波形数据；
[0019](4)带参数的未进行采样S模式应答的脉冲波形数据；
[0020](5)带参数的未进行采样ADS
‑
B广播的脉冲波形数据；
[0021](6)带参数的未进行采样DME询问的脉冲波形数据；
[0022](7)带参数的未进行采样DME应答的脉冲波形数据。
[0023]作为优选实施方式，本专利技术的外部输入参数用于计算该消息报文每个比特位的值，每个比特可映射为1us或者0.5us脉冲宽度或者其它预设脉冲宽度，具体映射规则由不同信号格式决定。
[0024]作为优选实施方式，本专利技术的调制方式至少包括(1)
‑
(3)中的一种：
[0025](1)ASK调制；
[0026](2)DPSK调制；
[0027](3)AM调制。
[0028]作为优选实施方式，本专利技术叠加的干扰信号至少包括(1)
‑
(4)中的一种：
[0029](1)白噪声干扰；
[0030](2)多径噪声干扰；
[0031](3)单脉冲干扰；
[0032](4)同频干扰。
[0033]第二方面，本专利技术提出了一种基于USRP的无线电信号模拟设备，包括：
[0034]数据生成模块，根据询问、应答或者广播信息类型，生成对应消息类型的采样调制前的二进制原始数据；
[0035]调制模块，采用相应的调制方式，对所述二进制原始数据进行调制，生成I/Q调制数据；
[0036]数据采样模块，根据采样率参数，对所述I/Q调制数据进行数据采样，生成I/Q采样数据；
[0037]干扰叠加模块，对所述I/Q采样数据进行干扰信号叠加之后输出至射频端进行转换输出。
[0038]作为优选实施方式，本专利技术的数据生成模块包括MARK X/XII西方体制的IFF询问数据生成单元、MARK X/XII西方体制的IFF应答数据生成单元、S模式询问数据生成单元、S模式应答数据生成单元、ADS
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B广播数据生成单元、DME询问数据生成单元、DME应答数据生成单元等七种典型信号生成模块。
[0039]作为优选实施方式，本专利技术的调制模块包括ASK调制单元、DPSK调制单元和AM调制单元。
[0040]作为优选实施方式，本专利技术的干扰叠加模块包括白噪声干扰单元、多径干扰单元、同频干扰单元和单脉冲干扰单元。
[0041]第三方面，本专利技术提出了一种基于USRP的无线电信号模拟系统，包括上述基于USRP的无线电信号模拟设备和硬件设备；
[0042]所述硬件设备包括主控单元、DA转换单元、缓存单元和射频通道管理单元；
[0043]所述无线电信号模拟设备将采样并叠加干扰信号后的数据传输至所述缓存单元进行缓存，所述主控单元控制所述DA转换单元对所述缓存单元中缓存的数据进行DA转换，并由所述射频通道管理单元控制DA转换后的数据输出。
[0044]本专利技术具有如下的优点和有益效果：
[0045]1、本专利技术提供了开放性、标准化、模块化的通用软件无线电信号模拟技术，基于软件控制和再定义的平台，选用不同软件模块就可以实现不同的功能，而且软件可以升级更新，硬件层面仅需维持最简单的功能支持。本专利技术将信号模拟中主要功能(信号生成、调制、采样、干扰叠加等)由软件实现，硬件仅负责实现数模转换、设置载波频率、载波功率设置，即硬件仅需承担后续射频功能。因此如果要实现新的业务或调制方式，仅需要增加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于USRP的二次雷达与DME信号模拟方法，其特征在于，包括：根据询问、应答或者广播消息类型，生成对应消息类型的采样调制前的二进制原始数据；采用相应的调制方式，对所述二进制原始数据进行调制，生成I/Q调制数据；根据采样率参数，对所述I/Q调制数据进行数据采样，生成I/Q采样数据；对所述I/Q采样数据进行干扰信号叠加之后输出至射频端进行转换输出。2.根据权利要求1所述的一种基于USRP的二次雷达与DME信号模拟方法，其特征在于，询问、应答或广播信息类型以外部输入参数的形式进行动态控制，可生成(1)
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(7)中的至少一种数据：(1)带参数未进行采样的西方体制IFF询问的脉冲波形数据；(2)带参数未进行采样的西方体制IFF应答的脉冲波形数据；(3)带参数的未进行采样S模式询问的脉冲波形数据；(4)带参数的未进行采样S模式应答的脉冲波形数据；(5)带参数的未进行采样ADS
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B广播的脉冲波形数据；(6)带参数的未进行采样DME询问的脉冲波形数据；(7)带参数的未进行采样DME应答的脉冲波形数据。3.根据权利要求2所述的一种基于USRP的二次雷达与DME信号模拟方法，其特征在于，所述外部输入参数用于计算该消息报文每个比特位的值，每个比特能够映射为预设脉冲宽度，具体映射规则由不同信号格式决定。4.根据权利要求1所述的一种基于USRP的二次雷达与DME信号模拟方法，其特征在于，所述调制方式至少包括(1)
‑
(3)中的一种：(1)ASK调制；(2)DPSK调制；(3)AM调制。5.根据权利要求1所述的一种基于USRP的二次雷达与DME信号模拟方法，其特征在于，叠加的干扰信号至少包括(1)
‑
(4)中的一种：(1)白噪声干扰；(2)多径噪声干扰；(3)单脉冲干扰；(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪良军，段煜，郗厚山，
申请(专利权)人：四川九洲空管科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：