一種無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備信號(hào)快速跟蹤方法

梁曉雷

摘要：該方法程序通過(guò)C#網(wǎng)絡(luò)編程實(shí)現(xiàn)。通過(guò)加入組播組，接收組播信息，確定信道狀態(tài)并讀取設(shè)備分配頻率值，經(jīng)由該頻率值設(shè)置頻譜模塊中心頻率，采用自動(dòng)跟蹤或手動(dòng)跟蹤方式，將設(shè)備工作信號(hào)置于頻譜中心，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)快速跟蹤。

關(guān)鍵詞：組播；頻譜模塊；信號(hào)跟蹤；C#

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2018）10-0031-02

新型通信裝備，普遍采用網(wǎng)絡(luò)接口集中控制，通過(guò)組播方式定時(shí)播發(fā)狀態(tài)信息，通過(guò)捕獲狀態(tài)信息，可以明確了解設(shè)備工作狀態(tài)，通過(guò)單播方式控制設(shè)備工作狀態(tài)，從而達(dá)成通信。

本裝置采用捕獲狀態(tài)信息，獲取頻率參數(shù)，通過(guò)頻率參數(shù)設(shè)置頻譜模塊中心頻率值，將信號(hào)頻譜置于中心位置觀察，判斷信號(hào)質(zhì)量，達(dá)到檢測(cè)信號(hào)的目的。

1 基本原理

多臺(tái)調(diào)制解調(diào)器的控制網(wǎng)口和頻譜模塊的數(shù)據(jù)網(wǎng)口連接到控制交換機(jī)，然后連接到信號(hào)監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)，通過(guò)信號(hào)監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)程序，捕獲調(diào)制解調(diào)器控制網(wǎng)口的控制信號(hào)，解析信號(hào)格式，讀取頻率信息，利用此頻率信息，控制頻譜模塊的中心頻率，將信號(hào)顯示在屏幕中央，以便觀察信號(hào)質(zhì)量。其基本原理如圖1所示。

2 接收組播狀態(tài)信息并提取頻率信息部分關(guān)鍵代碼

通過(guò)定義組播地址和組播端口，加入組播組（注意區(qū)分組播地址端口與單播地址端口的區(qū)別），并接收組播信息[1-3]。

receiveUdpClient = new UdpClient（local_port）；

receiveUdpClient.JoinMulticastGroup（multicast_IP）；

remoteipendpoint = new IPEndPoint（IPAddress.Any， 0）；

Thread threadReceive = new Thread（ReceiveMessage）；

threadReceive.Name = "ReceiveThread"；

threadReceive.Start（）；

線(xiàn)程threadReceive中的ReceiveMessage（）函數(shù)通過(guò)無(wú)限循環(huán)，不斷接收組播信息，并將接收到的十六進(jìn)制信息以ASCII方式顯示出來(lái)。displaytheresult（byte[] test）從接收信息幀中提取信道狀態(tài)，顯示在信道狀態(tài)標(biāo)簽中。此處涉及十六進(jìn)制與ASCII碼之間的轉(zhuǎn)換，以及頻率值計(jì)算等幀解析內(nèi)容，是程序的難點(diǎn)之一。

void displaytheresult（byte[] test）

{

if（test[7]==0x93） //幀標(biāo)識(shí)

{ byte tempbyte=test[11]； //信道狀態(tài)

switch（ tempbyte）

{ case 0x20：

lbl_status_Text="空閑"；

break；

……

}}

if（test[7]==0x97） //幀標(biāo)識(shí)

{ byte[] tempbytes1=new byte[4]； //取接收頻率字節(jié)，從15到18字節(jié)

tempbytes1[0] =test[15]； //倒序

tempbytes1[1] =test[16]；

tempbytes1[2] =test[17]；

tempbytes1[3] =test[18]；

uint tempint=System.BitConverter.ToUInt32（tempbytes1，0）； //變換為32bits整數(shù)

tempint-=9750000； //頻率變換

lbl_ReceiveFrequency_Text = tempint.ToString（）；

（（Label）（this.Controls.Find（tempstr22， true）[0]））.Text = lbl_ReceiveFrequency_Text；

…… //發(fā)送頻率，從19到23字節(jié)；通信對(duì)方電話(huà)號(hào)碼，從33到36字節(jié)

}}

3 操作頻譜模塊部分關(guān)鍵代碼

第一步、分配頻率組播信息僅僅在分配頻率時(shí)出現(xiàn)一次，因此，頻率信息稍縱即逝，必須持續(xù)監(jiān)聽(tīng)組播信息，獲取分配的頻率值，結(jié)合判斷信道狀態(tài)，確定頻率的有效性，如果頻率有效，且獲取了頻率信息，則將頻率值顯示在發(fā)送頻率或接收頻率標(biāo)簽上。

第二、在接收頻率或發(fā)送頻率標(biāo)簽上點(diǎn)擊鼠標(biāo)或設(shè)置為自動(dòng)跟蹤方式，點(diǎn)擊鼠標(biāo)觸發(fā)事件，該事件將標(biāo)簽頻率值設(shè)置為頻譜模塊中心頻率，頻譜模塊的頻譜中心顯示通信信號(hào)，通過(guò)該信號(hào)觀察信號(hào)質(zhì)量，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)送頻率或接收頻率的快速跟蹤。

頻譜模塊控制采用標(biāo)準(zhǔn)SCPI命令[4-5]，但是頻譜控件的操作參考資料少，功能強(qiáng)大，編程使用比較復(fù)雜，是本程序的另一個(gè)難點(diǎn)。

設(shè)置頻譜模塊中心頻率代碼如下。

private void btn_centerfrequency_setup_Click（object sender， EventArgs e）

{double center_freq1 = double.Parse（tbox_centerfrequency.Text）；

center_freq1 = center_freq1 * 1000000；

ulong center_freq2 = Convert.ToUInt64（center_freq1）；

string center_freq3 = center_freq2.ToString（）；

string center_freq4 = "：FREQ：CENT " + center_freq3 + '＼n'；

if （socket ！= null）

{if （socket.Connected）

{socket.Send（Encoding.ASCII.GetBytes（center_freq4））；

readout_x_data（）；

display_x_data（）；}}}

設(shè)置頻譜模塊掃寬代碼如下：

private void btn_span_setup_Click（object sender， EventArgs e）

{double span1 = double.Parse（tbox_span.Text）；

span1 = span1 * 1000000；

ulong span2 = Convert.ToUInt64（span1）；

string span3 = span2.ToString（）；

string span4 = "：FREQ：SPAN " + span3 + '＼n'；

if （socket！=null）

{if（socket.Connected）

{ socket.Send（Encoding.ASCII.GetBytes（span4））；

readout_x_data（）；

display_x_data（）；}}}

參考電平的設(shè)置，沒(méi)有采用設(shè)置頻譜模塊參數(shù)的方式實(shí)現(xiàn)，而是直接設(shè)置頻譜控件的Y軸范圍，實(shí)現(xiàn)控制參考電平，其代碼如下所示：

private void btn_reflevel_setup_Click（object sender， EventArgs e）

{int yreflevel = int.Parse（tbox_ref_level.Text）；

int ybase = yreflevel - yinterval * 10；

yAxis1.SetMinMax（ybase， yreflevel）；}

循環(huán)讀取頻譜模塊頻譜數(shù)據(jù)，解析該數(shù)據(jù)并顯示頻譜圖的代碼如下所示：

private void timer1_Tick（object sender， EventArgs e）

{double[] temp_data = new double[601]；

if （socket.Connected）

{ socket.Send（Encoding.ASCII.GetBytes（"：TRAC：DATA？ TRACE1＼n"））；

temp_data = GetData（）； //接收頻譜數(shù)據(jù)

PlotData（temp_data）； //繪制頻譜圖

value_display（）； //MARKER動(dòng)態(tài)顯示

if（peak_enable） //峰值搜索

{peak_x = getmaxandindex（temp_data）；

xyCursor1.XPosition = peak_x；

peak_enable = false； }}}

4 結(jié)論

該方法程序運(yùn)行結(jié)果如圖2所示。

該方法程序還具有存儲(chǔ)頻譜圖片功能、頻譜錄像及回放功能、標(biāo)識(shí)讀數(shù)功能、峰值搜索功能等頻譜模塊常用功能，便于在快速跟蹤信號(hào)頻率的基礎(chǔ)上，達(dá)到快速判斷信號(hào)質(zhì)量的目的。該程序?qū)嶋H使用穩(wěn)定可靠，跟蹤快速，達(dá)到任務(wù)目的。

參考文獻(xiàn)：

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[4] 秦凡，韋高.基于VISA庫(kù)及SCPI命令的儀器程控測(cè)量[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011（11）：118-120.

[5] 徐宙，劉連照，程彥杰，等.基于C#的數(shù)字存儲(chǔ)示波器控制軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2016（2）：53-55.