雷達(dá)系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)

張海

【摘要】 雷達(dá)系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)，作用不言而喻，尤其是在如今尖端武器設(shè)備層出不窮的年代，對(duì)雷達(dá)的要求更高。因此，本文就雷達(dá)系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀進(jìn)行闡述，通過分析雷達(dá)通信的特點(diǎn)，嘗試以PON技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信組網(wǎng)，以供參考。

【關(guān)鍵詞】 雷達(dá)系統(tǒng) 實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò) 特點(diǎn) PON技術(shù) 組網(wǎng)

雷達(dá)系統(tǒng)，在新時(shí)期，各種尖端科技出現(xiàn)的背景下，對(duì)雷達(dá)的要求更高，現(xiàn)今雷達(dá)通信一體化是各國研究的重點(diǎn)方向，隨著現(xiàn)階段電子干擾、信息化戰(zhàn)爭這些概念的逐步深入，研究雷達(dá)系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)通信具有強(qiáng)大的現(xiàn)實(shí)意義。

一、雷達(dá)系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀分析

隨著科技的不斷發(fā)展尤其是電子信息技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)雷達(dá)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)通信，已是較為成熟的技術(shù)，主要問題在于信息的軟件化處理。在通用微型計(jì)算機(jī)硬件上的大發(fā)展背景下，實(shí)現(xiàn)雷達(dá)系統(tǒng)信息的軟件化處理已經(jīng)具備可行。在雷達(dá)系統(tǒng)中主要包括發(fā)射、接收、天線、數(shù)據(jù)處理、操作系統(tǒng)控制臺(tái)等多個(gè)部分，各個(gè)分站間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大，對(duì)通信的要求高，同時(shí)在信息的處理上主要依靠硬件實(shí)現(xiàn)，而這給雷達(dá)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)的組建帶來了基礎(chǔ)，雷達(dá)主機(jī)的處理器通過個(gè)分系統(tǒng)開放的端口實(shí)現(xiàn)雷達(dá)系統(tǒng)部分的通信。這種方式十分的繁瑣，而且可靠性也不高。在計(jì)算機(jī)硬件尤其是多線程CPU以及顯示核心GPU的發(fā)展中，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議將雷達(dá)系統(tǒng)中各分系統(tǒng)鏈接起來，簡化各分系統(tǒng)的通信過程，實(shí)現(xiàn)雷達(dá)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)的組建以及軟件化信息處理。

以火控雷達(dá)的通信來看，由于需要高精度、高實(shí)時(shí)性以及高可靠性，對(duì)通信的要求就很高，而常用的通信方式有多種，如STD并行總線，CAN現(xiàn)場總線以及以太網(wǎng)等等。這些通信方式需要的端口是不一樣的，因此維護(hù)難度大，在實(shí)時(shí)性方面也各自存在一些缺點(diǎn)。

二、雷達(dá)系統(tǒng)中的時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

2.1設(shè)計(jì)方案

以目前的光纖傳輸技術(shù)的發(fā)展看，基于PON技術(shù)實(shí)現(xiàn)雷達(dá)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)通信是可行的。因此，本文使用PON技術(shù)接入通信網(wǎng)絡(luò)，建立樹形拓?fù)?，?shù)據(jù)上行方式為時(shí)分多址，下行的方式為廣播。該方案，以點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的形式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，相對(duì)來說比較復(fù)雜，但組網(wǎng)成本較低。

2.2實(shí)現(xiàn)方案

在數(shù)據(jù)上行方面，采用1.310μm光信號(hào)傳輸?shù)耐话l(fā)模式，下行采用1.55μm光信號(hào)傳送的連續(xù)模式，整個(gè)系統(tǒng)一單獨(dú)光纖進(jìn)行雙向WDM傳輸。在PON技術(shù)中，數(shù)據(jù)上行通過ONU即光網(wǎng)絡(luò)單元，下行通過OLT即光網(wǎng)絡(luò)終端。

在PON技術(shù)中數(shù)據(jù)上行一般是ONU至OLT的傳輸?shù)姆较?，而下行正好相反。上行以TDM模式接入網(wǎng)絡(luò)，下行以廣播形式傳輸。具體來說就是在數(shù)據(jù)上行過程中，以時(shí)分多址的方式實(shí)現(xiàn)，也就是將信道劃分成多個(gè)時(shí)間間隙，并且依次安排ONU發(fā)送一組數(shù)據(jù)。要注意為了避免在ONU發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)出現(xiàn)數(shù)據(jù)碰撞，時(shí)間間隙需要嚴(yán)格控制，也就是要對(duì)每一個(gè)ONU進(jìn)行定時(shí)發(fā)送。在PON技術(shù)中，由于環(huán)境以及距離的不同，ONU至OLT之間會(huì)出現(xiàn)不同程度的信號(hào)衰減。因此，要進(jìn)行嚴(yán)格的測距，同時(shí)在OLT端以突發(fā)模式進(jìn)行光接收。要注意，快速比特同步技術(shù)必須在OLT端利用起來，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的快速同步，ASIC是目前較為常用的快速比特同步。

2.3幀結(jié)構(gòu)以及幀同步

在該通信系統(tǒng)中，需要對(duì)幀結(jié)構(gòu)以及幀同步做專門的設(shè)計(jì)，以便符合雷達(dá)通信的特點(diǎn)。因此要實(shí)現(xiàn)這一方案，一方面，在下行數(shù)據(jù)中，幀結(jié)構(gòu)需要達(dá)到每一個(gè)雷達(dá)的信號(hào)周期內(nèi)需要發(fā)送一幀，這一幀包含248個(gè)時(shí)間間隙，每個(gè)時(shí)間間隙長度100bytes，長度固定，這時(shí)數(shù)據(jù)就被劃分成了固定的連續(xù)比特流，至少可達(dá)到155.52Mb/s。另一方面，上行數(shù)據(jù)的幀結(jié)構(gòu)，同下行幀結(jié)構(gòu)相同，但是在某一個(gè)信號(hào)接受站中，時(shí)間間隙會(huì)被動(dòng)態(tài)分配給ONU，進(jìn)而發(fā)送到OLT。能夠達(dá)到的速率為155.52Mb/s。

幀同步在一個(gè)組網(wǎng)方案中是一個(gè)難點(diǎn)，具體參照?qǐng)D1所示，以圖示的原理實(shí)現(xiàn)幀同步。

三、結(jié)束語

由于雷達(dá)系統(tǒng)的特殊通信特性，以如今的技術(shù)實(shí)現(xiàn)基于PON技術(shù)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)雷達(dá)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)通信組網(wǎng)，是十分可行的。總體上來說就是將光纖傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的顯示以及處理，從而實(shí)現(xiàn)即時(shí)通信。以PON技術(shù)的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的傳輸方式，在通信系統(tǒng)中以高性能光收發(fā)模塊，以及優(yōu)化后的線路結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)高可靠性、高性能以及較高的實(shí)時(shí)性，具有極高的現(xiàn)實(shí)意義。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]黃鶴.雷達(dá)-通信一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].雷達(dá)科學(xué)與技術(shù)，2014，05：460-464.

[2]張?jiān)隼^.基于ARM嵌入式系統(tǒng)在雷達(dá)接口控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 信息通信，2015，02：19-20.