[發明專利]一種基于FPGA的無線通信信號處理系統及方法

有效

• 申請號: 201910190533.3
• 申請日: 2019-03-13
• 公開（公告）號: CN109861717B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 強新娟;權永剛
• 申請（專利權）人: 西安玄黃通信技術有限公司
• 主分類號: H04B1/40
• 分類號: H04B1/40
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 張曉

1.一種基于FPGA的無線通信信號處理系統，其特征在于，包括：

射頻前端模塊，用于接收第一射頻信號或發送第二射頻信號；

射頻收發器模塊，連接所述射頻前端模塊，包括第一接口和第二接口，所述第一接口用于在接收信號時，接收所述第一射頻信號和調制指令，并根據所述調制指令從所述第一射頻信號的多種調制模式中選擇一種調制模式對所述第一射頻信號進行調制調控以控制數據的發送距離，得到并發送第一數字信號，所述多種調制模式對應多種信號速率等級；所述第二接口用于在發送信號時，接收第二數字信號和調解指令，并根據所述調解指令從所述第二數字信號的多種調解模式中選擇一種調解模式對所述第二數字信號進行調節控制，得到并發送所述第二射頻信號；

數字基帶處理模塊，連接所述射頻前端模塊和所述射頻收發器模塊，包括發射模塊和接收模塊，所述發射模塊用于根據所述調制指令和上行數據的特征從所述多種調制模式中選擇一種調制模式對發送的上行數據進行調制控制以控制數據的發送距離，得到并發送所述第二數字信號；所述接收模塊用于根據所述調解指令和下行數據的特征對從所述多種調解模式中選擇一種調解模式對接收到的所述第一數字信號進行調解處理，得到處理后的下行數據；

所述射頻收發器模塊包括AD9361射頻芯片、功率放大器以及一級射頻濾波器和收發切換開關，功率放大器包括功放發射器和功放接收器，功放發射器包括多級功放器和位于相鄰的兩級功放器之間的隔離器或者溫補衰減器；

所述數字基帶處理模塊包括：

以太網接口，用于進行網口通信；

時鐘輸出接口，用于提供工作時鐘；

功放通信接口，用于進行串口通信；

功放收發切換接口，用于控制功放；

I/O接口，用于進行外部控制與設置；

切換控制接口，用于擴展附加功能；

具體地，當接收信號時，通過所述射頻收發器模塊的第一接口調制第一射頻信號，包括QPSK、8PSK或16QAM多種調制模式，所述射頻收發器模塊根據接收到的調制指令選擇一種調制模式對射頻信號進行調制控制，不同的調制模式對應不同的信號速率等級以控制數據的發送距離，使得在無人區需要遠距離通信時輸入對應的調制指令，達到遠距離傳輸的目的，而不需要通信時輸入對應的調制指令，完成近距離通信；

當發送信號時，通過所述射頻收發器模塊的第二接口解調第二數字信號，包括對應的多種解調模式，所述射頻收發器模塊根據具體接收到的解調指令選擇一種解調模式對第二數字信號進行解調控制，對所述射頻收發器模塊和所述數字基帶處理模塊進行緩沖同步處理，同步以后，所述數字基帶處理模塊對所述射頻收發器模塊發送的數字信號進行匹配濾波，分組檢測、粗頻偏檢測和矯正、粗同步、細頻偏檢測和矯正、細同步、信道估計及頻域均衡。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，還包括：

電源模塊，連接所述射頻前端模塊、所述射頻收發器模塊和所述數字基帶處理模塊，用于提供外部電源電壓。

3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，還包括：

EMI保護模塊，連接所述電源模塊，用于阻隔電壓輸入浪涌。

4.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，還包括：

浪涌保護模塊，連接所述EMI保護模塊，用于抑止電壓浪涌干擾。

5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述射頻前端模塊包括：

射頻信號接口，用于根據反饋接收或發送射頻信號；

GPS天線接口，用于擴展附加功能。

6.根據權利要求5所述的系統，其特征在于，所述反饋為接收反饋或發送反饋。

7.一種基于FPGA的無線通信信號處理方法，其特征在于，利用權利要求1至6中任一項所述的基于FPGA的無線通信信號處理系統執行，所述方法包括：

接收第一射頻信號或發送第二射頻信號；

在接收信號時，接收所述第一射頻信號和調制指令，并根據所述調制指令從所述第一射頻信號的多種調制模式中選擇一種調制模式對所述第一射頻信號進行調制調控以控制數據的發送距離，得到并發送第一數字信號，所述多種調制模式對應多種信號速率等級；在發送信號時，接收第二數字信號和調解指令，并根據所述調解指令從所述第二數字信號的多種調解模式中選擇一種調解模式對所述第二數字信號進行調節控制，得到并發送所述第二射頻信號；

根據所述調制指令和上行數據的特征從所述多種調制模式中選擇一種調制模式對發送的上行數據進行調制控制以控制數據的發送距離，得到并發送所述第二數字信號；根據所述調解指令和下行數據的特征對從所述多種調解模式中選擇一種調解模式對接收到的所述第一數字信號進行調解處理，得到處理后的下行數據。