一種基于能量檢測的超短波信道狀態(tài)感知裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于能量檢測的超短波信道狀態(tài)感知裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]超短波通信是利用頻率在30MHz~300MHz之間的無線電波傳輸信息的通信方式，主要依靠地波傳播和空間視距傳播，具有通信頻段寬、通信容量大，因而被廣泛應(yīng)用于電視、調(diào)頻廣播、雷達探測、移動通信、軍事通信等領(lǐng)域。隨著無線通信業(yè)務(wù)的增長，超短波用頻設(shè)備不斷增加，從而使得無線頻譜資源變得越來越稀缺。在超短波無線通信系統(tǒng)中，經(jīng)常會遇到預(yù)定信道被占用或者存在嚴重干擾的情況，導(dǎo)致按照預(yù)定信道無法正常通信。因此，對無線電臺在工作頻段范圍內(nèi)進行頻譜掃描，感知信道頻譜狀態(tài)，獲得適宜的通信頻道對于無線通信系統(tǒng)的正常工作具有重要意義。
[0003]當(dāng)前主要的頻譜感知方法有匹配濾波法、能量檢測法和循環(huán)頻譜檢測法。匹配濾波法需要知道被檢測信號的先驗信息，缺乏靈活性；循環(huán)譜檢測法利用信號的譜相關(guān)特征進行檢測，低信噪比情況下有較好的檢測性能，但計算復(fù)雜度較大；能量檢測法是一種傳統(tǒng)的檢測方法，最大的優(yōu)點是無需知道信號的先驗知識，而且實現(xiàn)簡單，同時針對能量檢測方法對噪聲適應(yīng)能力有限的問題，可以引入合作檢測措施加以解決。一直以來，頻譜監(jiān)測設(shè)備都是以頻率級掃描檢測頻譜狀態(tài)，而且設(shè)備構(gòu)造復(fù)雜，操作使用不便，在實際應(yīng)用中缺少一種操作簡單、能夠提供信道級狀態(tài)感知結(jié)果的監(jiān)測設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種操作簡便、使用靈活的超短波信道狀態(tài)感知裝置，適用于超短波通信系統(tǒng)的信道狀態(tài)監(jiān)視與信道優(yōu)選。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種基于能量檢測的超短波信道狀態(tài)感知裝置，包括對接收信號進行Α/D轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波、傅里葉變換和信道參數(shù)估計，并采用能量檢測方法獲得固定間隔信道狀態(tài)參數(shù)的數(shù)字處理板，所述數(shù)字電路板分別與射頻接收前端、用于進行裝置操作和信道狀態(tài)顯示的觸摸屏模塊相連；還包括給所述數(shù)字處理板、射頻接收前端、觸摸屏模塊供電的電源電路。
[0006]所述射頻接收前端包括依次連接的超短波接收天線、保護電路、前置放大器、濾波電路和增益控制電路。
[0007]所述數(shù)字處理板包括依次連接的Α/D轉(zhuǎn)換器、FPGA模塊和DSP+ARM模塊。
[0008]所述FPGA模塊采用Virtex-5系列高性能FPGA。
[0009]所述DSP+ARM模塊選用0MAP-L138芯片。
[0010]所述觸摸屏模塊采用TIDEP0015模塊，通過WVGA接口與數(shù)字處理板相連。
[0011]所述電源電路提供直流供電。
[0012]本發(fā)明具有計算速度快、操作簡便、狀態(tài)顯示直觀的優(yōu)點，能夠提供信道級的狀態(tài)感知結(jié)果，方便超短波通信用戶的頻譜感知和信道優(yōu)選。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
[0014]圖2為本發(fā)明的超短波信道狀態(tài)感知界面示意圖。
[0015]圖3為本發(fā)明的超短波信道狀態(tài)感知結(jié)果界面示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0017]參見圖1，本發(fā)明提供一種基于能量檢測的超短波信道狀態(tài)感知裝置，包括對接收信號進行Α/D轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波、傅里葉變換和信道參數(shù)估計，并采用能量檢測方法獲得固定間隔信道狀態(tài)參數(shù)的數(shù)字處理板，數(shù)字電路板分別與射頻接收前端、用于進行裝置操作和信道狀態(tài)顯示的觸摸屏模塊相連；還包括給所述數(shù)字處理板、射頻接收前端、觸摸屏模塊供電的電源電路。
[0018]其中，各功能模塊具體如下:
射頻接收前端，包括依次連接的超短波接收天線、保護電路、前置放大器、濾波電路和增益控制電路，完成超短波射頻信號的限幅、放大、濾波和增益控制，將信號送至數(shù)字處理板的Α/D轉(zhuǎn)換模塊。
[0019]數(shù)字處理板，包括依次連接Α/D轉(zhuǎn)換器、FPGA模塊和DSP+ARM模塊，實現(xiàn)對接收信號的AD轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波、傅里葉變換和信道參數(shù)估計，采用能量檢測方法獲得固定間隔信道的狀態(tài)參數(shù)；其中FPGA模塊選用Xilinx公司的Virtex-5系列高性能FPGA，最大可達66萬個邏輯單元，DSP+ARM模塊選用TI公司的0MAP-L138芯片，內(nèi)部集成了 ARM9處理器和C674x DSP，最高工作頻率為456MHz。
[0020]電源為整個裝置提供直流供電，輸入220V(±10V) 50Hz，輸出供電12V (11V~13V)4A,蓄電池供電不少于1.5小時。
[0021]觸摸屏模塊包括觸摸屏和驅(qū)動電路，用于進行裝置的操作和信道狀態(tài)顯示，觸摸屏選用TIDEP0015模塊，為7英寸電容式觸摸顯示屏，通過WVGA接口與數(shù)字處理板相連。
[0022]本發(fā)明的超短波檢測頻段范圍為30MHz~88MHz，信道間隔為25kHz，共有信道數(shù)2320個，信道掃描帶寬10MHz，頻率分辨率IkHz ;幅度測量范圍為-110dBm~0dBm，幅度準(zhǔn)確度為土 IdB ;衰減器調(diào)節(jié)范圍0~21dB，步進3dB。
[0023]參見圖2所示的信道狀態(tài)感知界面示意圖，在觸摸屏顯示的信道能量狀態(tài)和操作界面上，通過操作可以改變顯示頻率范圍、信道范圍、信道空閑判決閾值，改變左側(cè)信道監(jiān)視界面的顯示內(nèi)容。
[0024]參見圖3所示的信道狀態(tài)感知結(jié)果界面示意圖，在觸摸屏左側(cè)界面顯示空閑信道或已占用信道，在右側(cè)操作界面設(shè)置篩選空閑信道的頻率范圍和信道范圍。
[0025]本發(fā)明具有計算速度快、操作簡便、狀態(tài)顯示直觀的優(yōu)點，適用于超短波通信系統(tǒng)的信道狀態(tài)監(jiān)視與信道優(yōu)選。通過多個裝置的合作檢測，可以獲得適宜的通信信道，為超短波通信系統(tǒng)的互聯(lián)互通提供重要的信息支持。
【主權(quán)項】
1.一種基于能量檢測的超短波信道狀態(tài)感知裝置，其特征在于:包括對接收信號進行A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波、傅里葉變換和信道參數(shù)估計，并采用能量檢測方法獲得固定間隔信道狀態(tài)參數(shù)的數(shù)字處理板，所述數(shù)字電路板分別與射頻接收前端、用于進行裝置操作和信道狀態(tài)顯示的觸摸屏模塊相連；還包括給所述數(shù)字處理板、射頻接收前端、觸摸屏模塊供電的電源電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于能量檢測的超短波信道狀態(tài)感知裝置，其特征在于:所述射頻接收前端包括依次連接的超短波接收天線、保護電路、前置放大器、濾波電路和增益控制電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于能量檢測的超短波信道狀態(tài)感知裝置，其特征在于:所述數(shù)字處理板包括依次連接的A/D轉(zhuǎn)換器、FPGA模塊和DSP+ARM模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于能量檢測的超短波信道狀態(tài)感知裝置，其特征在于:所述FPGA模塊采用Virtex-5系列高性能FPGA。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于能量檢測的超短波信道狀態(tài)感知裝置，其特征在于:所述DSP+ARM模塊選用0MAP-L138芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于能量檢測的超短波信道狀態(tài)感知裝置，其特征在于:所述觸摸屏模塊采用TIDEP0015模塊，通過WVGA接口與數(shù)字處理板相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于能量檢測的超短波信道狀態(tài)感知裝置，其特征在于:所述電源電路提供直流供電。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于能量檢測的超短波信道狀態(tài)感知裝置，包括對接收信號進行A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波、傅里葉變換和信道參數(shù)估計，并采用能量檢測方法獲得固定間隔信道狀態(tài)參數(shù)的數(shù)字處理板，所述數(shù)字電路板分別與射頻接收前端、用于進行裝置操作和信道狀態(tài)顯示的觸摸屏模塊相連；還包括給所述數(shù)字處理板、射頻接收前端、觸摸屏模塊供電的電源電路。本發(fā)明具有計算速度快、操作簡便、狀態(tài)顯示直觀的優(yōu)點，能夠提供信道級的狀態(tài)感知結(jié)果，方便超短波通信用戶的頻譜感知和信道優(yōu)選。
【IPC分類】H04B17-30, H04B17-309
【公開號】CN104683049
【申請?zhí)枴緾N201410750751
【發(fā)明人】劉伯棟, 楊會杰, 郝二偉, 宋正來, 楊昭
【申請人】中國人民解放軍63888部隊
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2014年12月10日