一种Link16信号的模拟系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种Link16信号模拟系统及方法，实现步骤为：显示控制终端生成消息流；消息解析模块和消息识别模块对消息流分别进行解析识别；多路选择器模块根据使能信号将数据向量选择不同端口输出；基础模式中频信号产生链路单元生成Link16中频信号；RTT模式中频信号产生链路单元生成Link16中频信号；软件无线电设备获取Link16信号的模拟结果生成Link16射频信号。本发明专利技术通过将报头处理模块和报文处理对同步字、报头消息和报文信息以向量的形式并行处理，提高了数据和信号处理速度，以及Link16信号实时性；通过增加对Link16信号配置信息的校验验证和序列识别码，提高了生成Link16信号的可靠性。Link16信号的可靠性。Link16信号的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种Link16信号的模拟系统及方法


[0001]本专利技术属于无线通信
，涉及一种Link16信号的模拟系统及方法，可通过Link16信号完成信息的实时分发与自动化处理。
技术背景
[0002]数据链是一种新型通信技术，支持敌我识别、精确定位、相对导航等广泛的业务，Link16信号是Link16数据链的信号波形，可以在复杂电磁环境下为多个网络用户提供完整可靠的通信服务。随着信息技术的高速发展，对信息的实时性要求日益迫切，而话音通信在实效性上和传输能力上已远不能满足要求，因此客观上需要一种新的信息传输手段，Link16系统应运而生。Link16与传统语音通信相比，具有抗干扰能力强、保密性高和实时性高等优点，因此，对Link16信号进行模拟研究，不仅具有重大理论意义，而且对我国通信对抗技术发展具有重要意义。
[0003]传统的Link16信号的模拟系统基于混合架构的软硬件实现，由软件显示控制终端、CRC检验模块、RS编码模块、交织模块、CCSK编码模块、MSK调制模块和跳频模块级联组成。软件显示控制终端负责计算生成的信号参数信息的数据流，然后把控制命令等下发到硬件，由CPU+FPGA或CPU+DSP架构依次进行CRC编码、RS编码、交织处理、CCSK编码、MSK调制和跳频处理产生信号将生成的数据流，得到Link16射频信号。
[0004]为了解决传统Link16信号的模拟系统及方法存在的系统结构复杂和抗干扰能力较低的缺陷，林帅在其发表的论文“电磁环境信号模拟源软件设计与实现”(电子与通信工程，2022)中，公开了一种基于通用硬件平台的Link16信号的模拟方法，显示控制终端负责计算生成的信号参数信息的数据流，通过软件建模对数据流进行CRC编码、RS编码、交织处理、CCSK编码、MSK调制和跳频处理得到Link16射频数字信号，最后通过通用硬件平台将数字信号转换为模拟信号，得到Link16射频信号。该方法将硬件组件通过软件实现，简化了系统结构，降低了系统成本，且可以对较为复杂环境场景下的信号进行编辑设计和对多种信号类型进行协同模拟产生，提高了Link16系统的抗干扰能力。但其存在的不足之处在于，Link16信号模拟方法中将报头信息和报文信息以数据流的形式顺序进行处理，使得数据处理速度较慢，导致产生的Link16信号实时性相对较差；接收方无法对接收信号进行校验验证，导致Link16信号可靠性较低。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提供了一种Link16信号的模拟系统及方法，用于解决现有技术产生的Link16信号实时性较差和可靠性较低的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用技术方案为：
[0007]一种Link16信号的模拟系统，包括顺次连接的显示控制终端、多路选择器模块和软件无线电设备，多路选择器模块与软件无线电设备之间加载有并行排布的基础模式中频信号产生链路单元和RTT模式中频信号产生链路单元；所述显示控制终端与多路选择器模
块之间加载有并行排布的消息解析模块和消息识别模块；所述基础模式中频信号产生链路单元包括依次级联CRC检错编码模块、数据拼接模块、跳频模块和传输保护模块，在CRC检错编码模块和数据拼接模块还加载有并行排布的报头处理模块和报文处理模块；RTT模式中频信号产生链路单元包括依次级联的报头处理模块、跳频模块和传输保护模块。
[0008]上述一种Link16信号的模拟系统，所述报头处理模块，包括依次级联的数据添加模块、RS编码模块、并行排布的数据添加模块和交织模块、数据拼接模块、CCSK编码模块、MSK调制模块和脉冲调制模块。
[0009]上述一种Link16信号的模拟系统，所述报文处理模块，包括包括依次级联的RS编码模块、交织模块、CCSK编码模块、MSK调制模块和脉冲调制模块。
[0010]一种Link16信号的模拟方法，包括如下步骤：
[0011](1)显示控制终端生成消息流：
[0012](1a)显示控制终端通过可视化界面设置固定帧头F和包括Link16信号模式M、报头信息H和报文信息P的Link16信号信息，其中，Link16信号模式M采用基础模式或RTT模式，基础模式采用STDP模式、P2SP模式、P2DP模式和P4SP模式中的一种；
[0013](1b)显示控制终端对Link16信号信息进行相与计算，并将固定帧头F、Link16信号信息和相与计算得到的校验位C拼接成消息流Message：
[0014]Message＝F+M+H+P+C
[0015]H＝Slot+TI+TN+DP+SDU
[0016]C＝F&M&H&P
[0017]其中，Slot表示时隙类型，TI表示传输指示符，TN表示航迹号，DP表示同步字，SDU表示保密数据单元序号，&表示相与计算；
[0018](2)消息解析模块和消息识别模块对消息流分别进行解析识别：
[0019]消息解析模块将消息流Message中的Link16信号模式M以标签的形式添加至报头消息H处，组成带标签的报头消息和报文消息并将和分别以向量的形式存储，得到报头向量和报文向量再将和组成的数据向量传输至多路选择器模块的一个输入端口；同时消息识别模块判断消息流Message中的Link16信号模式M是否为RTT模式，若是，生成状态为1的使能信号En1，否则，生成状态为0使能信号En0，并将En0或En1传输至多路选择器模块的另一个输入端口；
[0020](3)多路选择器模块根据使能信号将数据向量选择不同端口输出：
[0021]多路选择器模块判断接收的使能信号是否为En0，若是，将接收的数据向量通过与基础模式中频信号产生链路单元连接的端口输出，并执行步骤(4)，否则将接收的数据向量通过与RTT模式中频信号产生链路单元连接的端口输出，并执行步骤(5)；
[0022](4)基础模式中频信号产生链路单元生成Link16中频信号：
[0023]基础模式中频信号产生链路单元通过所接收的数据向量生成Link16中频信号sig
IF
，并执行步骤(6)；
[0024](5)RTT模式中频信号产生链路单元生成Link16中频信号：
[0025]RTT模式中频信号产生链路单元通过所接收的数据向量生成RTT模式Link16中频信号sig
RIF
，并执行步骤(6)；
[0026](6)软件无线电设备获取Link16信号的模拟结果：
[0027]软件无线电设备对所接收到的Link16中频信号sig
IF
或sig
RIF
进行频谱搬移，并对频谱搬移后的射频信号进行数模转换，然后对数模转换所得到的Link16模拟信号进行滤波，得到Link16射频信号sig
RF
。
[0028]本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Link16信号的模拟系统，包括顺次连接的显示控制终端、多路选择器模块和软件无线电设备，多路选择器模块与软件无线电设备之间加载有并行排布的基础模式中频信号产生链路单元和RTT模式中频信号产生链路单元；其特征在于，所述显示控制终端与多路选择器模块之间加载有并行排布的消息解析模块和消息识别模块；所述基础模式中频信号产生链路单元包括依次级联CRC检错编码模块、数据拼接模块、跳频模块和传输保护模块，在CRC检错编码模块和数据拼接模块还加载有并行排布的报头处理模块和报文处理模块；RTT模式中频信号产生链路单元包括依次级联的报头处理模块、跳频模块和传输保护模块。2.根据权利要求1所述的一种Link16信号的模拟系统，其特征在于，所述报头处理模块，包括依次级联的数据添加模块、RS编码模块、并行排布的数据添加模块和交织模块、数据拼接模块、CCSK编码模块、MSK调制模块和脉冲调制模块。3.根据权利要求1所述的一种Link16信号的模拟系统，其特征在于，所述报文处理模块，包括包括依次级联的RS编码模块、交织模块、CCSK编码模块、MSK调制模块和脉冲调制模块。4.一种根据权利要求1所述的Link16信号模拟系统的模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)显示控制终端生成消息流：(1a)显示控制终端通过可视化界面设置固定帧头F和包括Link16信号模式M、报头信息H和报文信息P的Link16信号信息，其中，Link16信号模式M采用基础模式或RTT模式，基础模式采用STDP模式、P2SP模式、P2DP模式和P4SP模式中的一种；(1b)显示控制终端对Link16信号信息进行相与计算，并将固定帧头F、Link16信号信息和相与计算得到的校验位C拼接成消息流Message：Message＝F+M+H+P+CH＝Slot+TI+TN+DP+SDUC＝F&amp;M&amp;H&amp;P其中，Slot表示时隙类型，TI表示传输指示符，TN表示航迹号，DP表示同步字，SDU表示保密数据单元序号，&amp;表示相与计算；(2)消息解析模块和消息识别模块对消息流分别进行解析识别：消息解析模块将消息流Message中的Link16信号模式M以标签的形式添加至报头消息H和报文消息P处，组成带标签的报头消息和报文消息并将和分别以向量的形式存储，得到报头向量和报文向量再将和组成的数据向量传输至多路选择器模块的一个输入端口；同时消息识别模块判断消息流Message中的Link16信号模式M是否为RTT模式，若是，生成状态为1的使能信号En1，否则，生成状态为0使能信号En0，并将En0或En1传输至多路选择器模块的另一个输入端口；(3)多路选择器模块根据使能信号将数据向量选择不同端口输出：多路选择器模块判断接收的使能信号是否为En0，若是，将接收的数据向量通过与基础模式中频信号产生链路单元连接的端口输出，并执行步骤(4)，否则将接收的数据向量通过与RTT模式中频信号产生链路单元连接的端口输出，并执行步骤(5)；(4)基础模式中频信号产生链路单元生成Link16中频信号：
基础模式中频信号产生链路单元通过所接收的数据向量生成Link16中频信号sig
IF
，并执行步骤(6)；(5)RTT模式中频信号产生链路单元生成Link16中频信号：RTT模式中频信号产生链路单元通过所接收的数据向量生成RTT模式Link16中频信号sig
RIF
，并执行步骤(6)；(6)软件无线电设备获取Link16信号的模拟结果：软件无线电设备对所接收到的sig
IF
或sig
RIF
进行频谱搬移，并对频谱搬移后的数字域射频信号sig
Drf
进行数模转换，然后对数模转换所得到的Link16模拟信号进行滤波，得到Link16射频信号sig
RF
。5.根据权利要求4所述的模拟方法，其特征在于，步骤(4)中所述的基础模式中频信号产生链路单元通过所接收的数据向量生成Link16中频信号sig
IF
，实现步骤为：(4a)CRC检错编码模块将接收到的数据向量拆分成报头向量和报文向量并将报文向量与报头向量中的航迹号TN组成二进制序列向量然后对进行CRC检错编码，得到CRC编码向量同时生成序列识别标签S
crc
；然后将S
crc
添加在CRC编码向量中，得到报文CRC编码向量最后将报头向量和报文CRC编码向量组合成CRC编码数据向量(4b)报头处理模块对接收的CRC编码数据向量中的报头向量进行报头字处理，实现步骤为：(4b1)数据添加模块将CRC编码数据向量清空并将报头向量重新添加，得到中的报头向量后输出；(4b2)RS编码模块将接收的报头向量拆分成7组报头子向量拆分成7组报头子向量和在7组报头子向量前添加8组与报头子向量大小相等的零向量得到RS待编码向量即再对RS待编码向量进行RS编码，得到包括16组子向量的校验向量将后9组子向量截取得到报头字的校验向量同时生成状态为1的序列识别标签S
rs
；然后将S
rs
添加在报头向量中，得到报头标签向量将报头标签向量和校验向量组成报头字RS编码向量输出；(4b3)数据添加模块将接收的报头字RS编码向量清空并将添加同步字DP，得到同步向量输出；同时交织模块将报头字RS编码向量通过一个交织矩阵E4×4进行报头字交织处理，得到交织后的报头字向量同时生成序列识别标签S
i
；然后将S
i
添加在中得到
交织报头向量输出；(4b4)数据拼接模块将接收到的同步向量和交织报头向量拼接得到同步报头向量(4b5)CCSK编码模块将同步报头向量进行CCSK序列映射，得到同步报头扩频码向量然后将与等长的伪随机噪声进行异或逻辑运算，得到同步报头加密扩频码向量同时生成序列识别标签S
ccsk
；将S
ccsk
添加到同步报头加密扩频码向量中，得到同步报头字加密扩频码向量输出；(4b6)MSK调制模块对同步报头字加密扩频码向量进行MSK调制，得到MSK信号同时生成序列识别标签S
msk
；将S
msk
添加到MSK信号中，得到同步报头信号(4b7)脉冲调制模块将同步报头信号拆分得到信号信号信号在信号信号信号后依次添加持续时间为6.6us的状态为0的信号得到脉冲L1、脉冲L2……
脉冲L
n
；然后将脉冲L1、脉冲L2……
脉冲L
n
重复得到脉冲L1'、脉冲L2'
……
脉冲L
n
'，将脉冲L1'、脉冲L2'
……
脉冲L
n
'依次添加到脉冲L1、脉冲L2……
脉冲L
n
后得到脉冲向量同时生成的序列识别标签S
p
；将S
p
添加到脉冲向量中得到双脉冲向量(4c)报文处理模块对接收的CRC编码数据向量中的报文CRC编码向量进行报文字处理，实现步骤为：(4c1)RS编码模块对的数据向量中的报文CRC编码向量进行RS编码，得到校验向量同时生成序列识别标签S
rs
；将报文CRC编码向量与校验向...

【专利技术属性】
技术研发人员：臧博，魏石林，李林，龙璐岚，张文博，姬红兵，代传金，张良，李斌，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：