[发明专利]一种数据链半实物仿真测试系统

说明书

技术领域

本发明涉及数据链技术领域，具体涉及一种数据链半实物仿真测试系统。

背景技术

数据链作为军队指挥、控制与情报系统传输信息的工具和手段，是信息化战争中的一种重要通信方式。在数字化战场中，指挥中心、各级指挥所、各参战部队和武器系统通过“数据链”链接在一起，构成陆、海、空、天一体化的数据通信网络。在该网络中，各种信息按照规定的信息格式，实时、自动、保密地进行传输和交换，从而实现信息资源共享，为指挥员迅速、正确地决策提供整个战区统一、及时和准确的作战态势。

与一般的通信系统不同，数据链系统传输的主要信息是实时的格式化作战数据，包括各种目标参数及各种指挥引导数据。因此，数据链具有以下几个主要特点：

●信息传输的实时性。数据链力求提高数据传输的速率，缩短各种机动目标信息的更新周期，以便及时显示目标的运动轨迹。

●信息传输的可靠性。数据链系统要在保证作战信息实时传输的前提下，保证信息传输的可靠性。因此，数据链系统采用了先进、高效和高性能的纠错编码技术，以降低数据传输的误码率。

●信息传输的安全性。为了不让敌方截获己方信息，数据链系统一般采用数据加密手段，以确保信息传输安全可靠。

●信息格式的一致性。为避免信息在网络间交换时因格式转换造成时延，保证信息的实时性，数据链系统规定了各种目标信息格式。指挥控制系统按格式编辑需要通过数据链系统传输的目标信息，以便于自动识别目标和对目标信息进行处理。

●通信协议的有效性。根据系统不同的体系结构，如点对点结构或网络结构，数据链系统采用相应的通信协议。

●系统的自动化运行。数据链设备在设定其相应的工作方式后，系统将按相应通信协议在网络通信控制器的控制下自动运行。

鉴于数据链系统以上的特点，开发针对数据链的半实物仿真测试系统就显得非常重要。数据链半实物仿真测试系统对数据链系统进行作战应用、通信、导航、定位、识别综合性能等方面进行仿真评估，其主要功能是模拟数据链系统端机的接口及数据关系，仿真系统通信网络协议，测试端机工作状态、显示并处理端机接收的数据，为端机提供各系统的业务数据，模拟端机工作环境并对端机工作情况给予有限测试及评估。

国内在数据链研究方面起步较晚，许多系统和设备还处于研制阶段，其相应的数据链半实物仿真测试系统更倾向于功能单一的纯软件协议仿真，或者针对硬件编解码性能和射频传输性能的模拟器仿真。电子科技大学在2008年研制了一套数据链仿真测试系统，其主要采用一台计算机作为端机模拟器，通过串口或以太网口与仿真机进行通讯，在仿真机上对端机模拟器发来的信息进行处理和统计，从而测试不同的数据链设置对组网和通讯带来的影响，进而调整组网策略。可见该半实物仿真测试系统并没有真正对端机的物理链路层进行仿真测试，同时受限于仿真机的运算能力和建模精度，并不支持较大规模的组网测试。由于是针对某种型号单独研制的设备，因此所研制的数据链仿真测试系统不具备通用性，并且不支持物理层的射频交联，因而不能满足需求。

发明内容

本发明提出一种数据链半实物仿真测试系统，能够支持多种网络模型的仿真，具备通用性。所述数据链半实物仿真测试系统包括：

网络仿真单元，用于建立网络设备、链路和通信协议模型，定义每个网络设备的网络层协议和业务流量特征，并模拟网络流量的传输；

信号处理单元，用于对射频示波器采集到的数据进行解调运算并发送到网络仿真单元，对从网络仿真单元接收到的数据进行调制，产生IQ矢量数字信号；

矢量信号发生器，用于根据信号处理单元发送来的IQ矢量数字信号，产生射频信号，并将所述射频信号传输到射频网络柜；

射频示波器，从射频网络柜接收射频信号，对射频信号进行数字混频下变频处理，降低信号的数据率，并发送至信号处理单元；

射频网络柜，用于将来自矢量信号发生器的射频信号发送至端机，将从端机接收的射频信号发送至射频示波器。

特别地，所述射频网络柜中集成有射频信号收发通道，所述射频信号收发通道包括环形器和衰减器，所述矢量信号发生器产生的射频信号通过环形器输出到端机，所述端机发出的射频信号通过环形器和衰减器输出到射频示波器。

特别地，所述射频信号收发通道具有多组，且彼此之间相互独立。

特别地，所述网络仿真单元为一台服务器级计算机，其上能够运行网络仿真软件OPNET，利用所述网络仿真软件OPNET建立网络设备、链路和通信协议模型，定义每个网络设备的网络层协议和业务流量特征，并模拟网络流量的传输。