一种复杂电磁环境信号处理方法及装置与流程

本发明涉及复杂电磁环境信号构建，尤其涉及一种复杂电磁环境信号处理方法及装置。

背景技术：

1、为适应大规模复杂电磁环境信号场景构建，联合仿真平台系统必须具备载入场景装备电磁辐射信号模型，营造逼真构建战情想定场景，快速可靠地建立数据交互机制，准确计算过程数据及结果数据，模拟仿真场景数据，为战情对抗试验及装备性能验证，提供试验数据依据。

2、联合仿真过程中，涉及信号叠加、信号处理、数据交换、关键节点信号展示、态势显示及信号显示等业务环节，要求仿真平台建模能力强、计算性能可靠、运算速度快及数据交互同步，确保辐射信号数据并发异步交互和仿真模型状态同步一致。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于，提供一种复杂电磁环境信号处理方法及装置，兼容最新主处理器、从处理器和外部设备，构建环形数据缓冲交换器，适应主流并行系统架构，建立数据异步交互机制，实现辐射信号数据并发异步交互，在联合仿真模型之间，解决数据并发异步交互问题，确保联合仿真数据真实可靠，为装备性能验证、装备迭代改造、战术战法理论研究及装备对抗策略验证，提供了联合仿真验证平台。

2、为了解决上述技术问题，本发明实施例第一方面公开了一种复杂电磁环境信号处理方法，所述方法包括：

3、s1，利用主处理设备生成辐射信号描述字；所述主处理设备包括主存储器、辐射源和接收机；

4、s2，利用从处理设备对所述辐射信号描述字进行处理，得到辐射采样信号；所述从处理设备包括协存储器；

5、s3，将所述辐射采样信号发送至所述主处理设备；

6、s4，利用所述主处理设备，将所述辐射采样信号发送至外部设备；

7、s5，利用所述外部设备，对所述辐射采样信号进行处理，得到辐射采样信号处理结果。

8、作为一种可选的实施方式，本发明实施例第一方面中，所述利用主处理设备生成辐射信号描述字，包括：

9、s11，预设仿真时间长度；

10、s12，对所述仿真时间长度进行划分，得到仿真步长集合；所述仿真步长集合包括n个步长，n为正整数；

11、s13，在每个步长内，根据所述辐射源和所述接收机的状态，生成辐射信号描述字。

12、作为一种可选的实施方式，本发明实施例第一方面中，所述辐射信号描述字表达式为：

13、pi＝{ri,ai,wi,ii}

14、其中pi为第i个步长内的辐射信号描述字，ri为第i个步长内的辐射信号描述字的脉冲间载频分量，ai为第i个步长内的辐射信号描述字的脉冲间幅度分量，wi为第i个步长内的辐射信号描述字的脉冲间脉宽分量，ii为第i个步长内的辐射信号描述字的脉冲间重复间隔分量，i＝1,2,…,n。

15、作为一种可选的实施方式，本发明实施例第一方面中，所述利用从处理设备对所述辐射信号描述字进行处理，得到辐射采样信号，包括：

16、s21，对n个步长内的辐射信号描述字进行排序，得到辐射信号描述字列表；

17、s22，在所述从处理设备的协存储器上创建第一采样信号缓冲区；

18、s23，对所述辐射信号描述字列表进行计算，得到n个步长内的采样信号存储地址和采样信号存储空间；

19、s24，对所述n个步长内的采样信号存储地址和采样信号存储空间进行冲突检测，得到冲突检测结果；

20、s25，根据所述冲突检测结果，在所述第一采样信号缓冲区进行辐射采样信号生成和叠加，得到辐射采样信号。

21、作为一种可选的实施方式，本发明实施例第一方面中，所述根据所述冲突检测结果，在所述第一采样信号缓冲区进行辐射采样信号生成和叠加，得到辐射采样信号，包括：

22、s251，利用采样处理模型，对所述辐射信号描述字进行处理，得到第一辐射采样信号；

23、所述采样处理模型表达式为：

24、si＝pix(t)

25、式中，si为第i个第一辐射采样信号，是对第i个步长内的辐射信号描述字进行处理的结果，i＝1,2,…,n，rect()表示矩形函数，δ(t)为单位冲激信号，ts为预设的采样周期，tp为每个步长的时间长度，t为时间变量；

26、s252，对n个第一辐射采样信号进行叠加，得到辐射采样信号。

27、作为一种可选的实施方式，本发明实施例第一方面中，所述对n个第一辐射采样信号进行叠加，得到辐射采样信号，包括：

28、利用信号叠加模型，对所述对n个第一辐射采样信号进行叠加，得到辐射采样信号；

29、所述信号叠加模型表达式为：

30、

31、式中，hi(t)为第i个重建滤波器，i＝1,2,…,n，*表示卷积。

32、作为一种可选的实施方式，本发明实施例第一方面中，所述将所述辐射采样信号发送至所述主处理设备，包括：

33、s31，在所述主处理设备的主存储器上创建第二采样信号缓冲区；

34、s32，将所述辐射采样信号发送至所述主处理设备的第二采样信号缓冲区。

35、本发明实施例第二方面公开了一种复杂电磁环境信号处理装置，所述装置包括：

36、描述字生成模块，用于利用主处理设备生成辐射信号描述字；所述主处理设备包括主存储器、辐射源和接收机；

37、辐射采样信号产生模块，用于利用从处理设备对所述辐射信号描述字进行处理，得到辐射采样信号；所述从处理设备包括协存储器；

38、信号传输模块，用于将所述辐射采样信号发送至所述主处理设备；

39、辐射采样信号发送模块，用于利用所述主处理设备，将所述辐射采样信号发送至外部设备；

40、辐射采样信号处理模块，用于利用所述外部设备，对所述辐射采样信号进行处理，得到辐射采样信号处理结果。

41、作为一种可选的实施方式，本发明实施例第二方面中，所述利用主处理设备生成辐射信号描述字，包括：

42、s11，预设仿真时间长度；

43、s12，对所述仿真时间长度进行划分，得到仿真步长集合；所述仿真步长集合包括n个步长，n为正整数；

44、s13，在每个步长内，根据所述辐射源和所述接收机的状态，生成辐射信号描述字。

45、作为一种可选的实施方式，本发明实施例第二方面中，所述辐射信号描述字表达式为：

46、pi＝{ri,ai,wi,ii}

47、其中pi为第i个步长内的辐射信号描述字，ri为第i个步长内的辐射信号描述字的脉冲间载频分量，ai为第i个步长内的辐射信号描述字的脉冲间幅度分量，wi为第i个步长内的辐射信号描述字的脉冲间脉宽分量，ii为第i个步长内的辐射信号描述字的脉冲间重复间隔分量，i＝1,2,…,n。

48、作为一种可选的实施方式，本发明实施例第二方面中，所述利用从处理设备对所述辐射信号描述字进行处理，得到辐射采样信号，包括：

49、s21，对n个步长内的辐射信号描述字进行排序，得到辐射信号描述字列表；

50、s22，在所述从处理设备的协存储器上创建第一采样信号缓冲区；

51、s23，对所述辐射信号描述字列表进行计算，得到n个步长内的采样信号存储地址和采样信号存储空间；

52、s24，对所述n个步长内的采样信号存储地址和采样信号存储空间进行冲突检测，得到冲突检测结果；

53、s25，根据所述冲突检测结果，在所述第一采样信号缓冲区进行辐射采样信号生成和叠加，得到辐射采样信号。

54、作为一种可选的实施方式，本发明实施例第二方面中，所述根据所述冲突检测结果，在所述第一采样信号缓冲区进行辐射采样信号生成和叠加，得到辐射采样信号，包括：

55、s251，利用采样处理模型，对所述辐射信号描述字进行处理，得到第一辐射采样信号；

56、所述采样处理模型表达式为：

57、si＝pix(t)

58、式中，si为第i个第一辐射采样信号，是对第i个步长内的辐射信号描述字进行处理的结果，i＝1,2,…,n，rect()表示矩形函数，δ(t)为单位冲激信号，ts为预设的采样周期，tp为每个步长的时间长度，t为时间变量；

59、s252，对n个第一辐射采样信号进行叠加，得到辐射采样信号。

60、作为一种可选的实施方式，本发明实施例第二方面中，所述对n个第一辐射采样信号进行叠加，得到辐射采样信号，包括：

61、利用信号叠加模型，对所述对n个第一辐射采样信号进行叠加，得到辐射采样信号；

62、所述信号叠加模型表达式为：

63、

64、式中，hi(t)为第i个重建滤波器，i＝1,2,…,n，*表示卷积。

65、作为一种可选的实施方式，本发明实施例第二方面中，所述将所述辐射采样信号发送至所述主处理设备，包括：

66、s31，在所述主处理设备的主存储器上创建第二采样信号缓冲区；

67、s32，将所述辐射采样信号发送至所述主处理设备的第二采样信号缓冲区。

68、本发明第三方面公开了另一种复杂电磁环境信号处理装置，所述装置包括：

69、存储有可执行程序代码的存储器；

70、与所述存储器耦合的处理器；

71、所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行本发明实施例第一方面公开的复杂电磁环境信号处理方法中的部分或全部步骤。

72、本发明第四方面公开了一种计算机可存储介质，所述计算机可存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时，用于执行本发明实施例第一方面公开的复杂电磁环境信号处理方法中的部分或全部步骤。

73、与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

74、本发明方法可以最大限度利用协处理器高速信号生成能力和主处理器复杂逻辑处理能力，显著提升复杂电磁环境信号构建的运行速度。采用主处理器、从处理器与外部设备涵盖目前主流技术设备，实现了数据环形缓冲存储器，保证了仿真模型辐射信号与采集叠加辐射信号之间的数据交换。采用环形缓冲存储器，建立并发异步数据复制机制，确保联合仿真模型数据同步交互，为战情场景仿真运行，提供机制保障。建立异构模型数据交互机制，实现了异构模型数据交互技术手段，提高了仿真平台扩展性。

技术特征：

1.一种复杂电磁环境信号处理方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的复杂电磁环境信号处理方法，其特征在于，所述利用主处理设备生成辐射信号描述字，包括：

3.根据权利要求2所述的复杂电磁环境信号处理方法，其特征在于，所述辐射信号描述字表达式为：

4.根据权利要求1所述的复杂电磁环境信号处理方法，其特征在于，所述利用从处理设备对所述辐射信号描述字进行处理，得到辐射采样信号，包括：

5.根据权利要求4所述的复杂电磁环境信号处理方法，其特征在于，所述根据所述冲突检测结果，在所述第一采样信号缓冲区进行辐射采样信号生成和叠加，得到辐射采样信号，包括：

6.根据权利要求5所述的复杂电磁环境信号处理方法，其特征在于，所述对n个第一辐射采样信号进行叠加，得到辐射采样信号，包括：

7.根据权利要求1所述的复杂电磁环境信号处理方法，其特征在于，所述将所述辐射采样信号发送至所述主处理设备，包括：

8.一种复杂电磁环境信号处理装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种复杂电磁环境信号处理装置，其特征在于，所述装置包括：

10.一种计算机可存储介质，其特征在于，所述计算机可存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时，用于执行如权利要求1-7任一项所述的复杂电磁环境信号处理方法。

技术总结
本发明公开了一种复杂电磁环境信号处理方法及装置，该方法包括：利用主处理设备生成辐射信号描述字；所述主处理设备包括主存储器、辐射源和接收机；利用从处理设备对所述辐射信号描述字进行处理，得到辐射采样信号；所述从处理设备包括协存储器；将所述辐射采样信号发送至所述主处理设备；利用所述主处理设备，将所述辐射采样信号发送至外部设备；利用所述外部设备，对所述辐射采样信号进行处理，得到辐射采样信号处理结果。本发明方法可以最大限度利用协处理器高速信号生成能力和主处理器复杂逻辑处理能力，显著提升复杂电磁环境信号构建的运行速度。

技术研发人员：陈忠宽,吴平,刘磊
受保护的技术使用者：北京方州科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5