[發明專利]信號處理方法及裝置、通信系統、電子設備及存儲介質

有效

• 申請號: 201911340827.6
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN113098814B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 康良川;史兢;邵枝暉
• 申請（專利權）人: 北京神經元網絡技術有限公司
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04L67/12
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙) 11446
• 代理人: 姚志遠;何春暉

本申請提供高速工業通信系統的信號處理方法及裝置、通信系統、電子設備及存儲介質，高速工業通信系統主要用來解決工業現場傳統總線低帶寬、無法同時承載實時和非實時以及網絡結構復雜的問題，高速工業通信系統可以支持IPV6地址通信，可以支持時間觸發的工業控制通信，可以支持TSN，可以支持白名單、深度檢測和數據加密等安全機制。所述方法包括發射信號處理方法和接收信號處理方法，發射信號處理方法用在發射鏈路，包括：獲取基帶采樣率的第一數字OFDM信號；對第一數字OFDM信號插值濾波得到統一采樣率的第二數字OFDM信號；對第二數字OFDM信號數模轉換形成模擬OFDM信號；接收信號處理方法用于接收鏈路，是發射鏈路的逆操作。

技術領域

本申請涉及高速工業通信系統技術領域，具體涉及信號處理方法及裝置、通信系統、電子設備及存儲介質。

背景技術

現有工業控制總線系統傳輸帶寬改變時，接口輸入、輸出的相應符號速率會改變，這就要求系統時鐘需要設計為多個頻率。特別是當這些頻率之間不是整數倍對應關系時，會有很高復雜度，使得系統實現的難度和成本提高。

在兩線工業總線通信場景，通常有不同傳輸距離或不同傳輸介質的通信需求。在長距離通信或使用某些傳輸介質時，高頻衰減嚴重，實際可用傳輸帶寬變小，只要求滿足較低的數據速率，對應基帶信號符號速率低。在短距離通信或使用其它一些傳輸介質時，高頻衰減少，實際可用傳輸帶寬大，要求滿足數據高速傳輸，對應基帶信號符號速率高。當系統的傳輸帶寬可變時，信號的基帶符號速率隨著傳輸帶寬按比例變化。

傳統工業總線通常采用接口的輸出/輸入符號速率和信號的基帶符號速率相同的設計方法，使得接口的輸出/輸入信號符號速率隨著傳輸帶寬改變。但是，這種設計方法會提高系統時鐘電路的設計復雜度。

發明內容

本申請實施例提供一種高速工業通信系統的發射信號處理方法，用于發射鏈路，所述發射信號處理方法包括：獲取與待發送數據流對應的調制信號；將所述調制信號分配到相應的有效子載波，所述有效子載波的數量不變；對所述調制信號進行逆快速傅里葉變換，形成第一數字OFDM信號，所述逆快速傅里 葉變換點數不變，所述第一數字OFDM信號的采樣率為基帶采樣率，所述基帶采樣率與傳輸帶的帶寬相對應；對所述第一數字OFDM信號進行插值濾波得到統一采樣率的第二數字OFDM信號；對所述第二數字 OFDM信號進行數模轉換形成模擬OFDM信號。

根據一些實施例，所述對所述第一數字OFDM信號進行插值濾波得到統一采樣率的第二數字OFDM信號，包括：計算所述統一采樣率除以所述基帶采樣率得到的第一商，所述第一商為分數；按照第一整數因子對所述第一數字OFDM信號進行上采樣得到第三數字OFDM信號，所述第一整數因子為第一商的分子；對所述第三數字OFDM信號進行FIR濾波，得到第四數字OFDM信號；對所述第四數字OFDM信號進行第二整數因子的抽取，得到所述第二數字OFDM信號，所述第二整數因子為所述第一商的分母。

根據一些實施例，所述對所述第一數字OFDM信號進行插值濾波得到統一采樣率的第二數字OFDM信號，包括：計算所述統一采樣率除以所述基帶采樣率得到的第一商，所述第一商為整數；按照所述第一商對所述第一數字OFDM信號進行上采樣得到第三數字OFDM信號；對所述第三數字 OFDM信號進行FIR濾波，得到所述第二數字OFDM信號。

根據一些實施例，所述對所述第一數字OFDM信號進行插值濾波得到統一采樣率的第二數字OFDM信號，包括：計算所述統一采樣率除以所述基帶采樣率得到的第一商，所述第一商為2的整數冪指數；采用所述整數冪指數個級聯HB內插器，對所述第一數字OFDM信號進行內插，得到所述第二數字OFDM信號；其中，每個所述HB內插器對輸入信號進行2倍上采樣和HB濾波。

根據一些實施例，所述對所述第一數字OFDM信號進行插值濾波得到統一采樣率的第二數字OFDM信號，包括：計算所述統一采樣率除以所述基帶采樣率得到的第一商；對所述第一數字OFDM信號進行所述第一商的 farrow內插，得到所述第二數字OFDM信號。