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一种基于 能量检测的超短波信道状态感知装置

阅读：780发布：2020-05-13

专利汇可以提供一种基于能量检测的超短波信道状态感知装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种基于能量检测的超短波信道状态感知装置，包括对接收信号进行A/D转换、数字滤波、傅里叶变换和信道参数估计，并采用能量检测方法获得固定间隔信道状态参数的数字处理板，所述数字电路板分别与射频接收前端、用于进行装置操作和信道状态显示的触摸屏模块相连；还包括给所述数字处理板、射频接收前端、触摸屏模块供电的电源电路。本发明具有计算速度快、操作简便、状态显示直观的优点，能够提供信道级的状态感知结果，方便超短波通信用户的频谱感知和信道优选。，下面是一种基于能量检测的超短波信道状态感知装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于能量检测的超短波信道状态感知装置，其特征在于：包括对接收信号进行A/D转换、数字滤波、傅里叶变换和信道参数估计，并采用能量检测方法获得固定间隔信道状态参数的数字处理板，所述数字电路板分别与射频接收前端、用于进行装置操作和信道状态显示的触摸屏模块相连；还包括给所述数字处理板、射频接收前端、触摸屏模块供电的电源电路；
触摸屏模块包括触摸屏和驱动电路，用于进行装置的操作和信道状态显示，在触摸屏显示的信道能量状态和操作界面上，通过操作可以改变显示频率范围、信道范围、信道空闲判决阈值；
所述射频接收前端包括依次连接的超短波接收天线、保护电路、前置放大器、滤波电路和增益控制电路。
2.根据权利要求1所述的基于能量检测的超短波信道状态感知装置，其特征在于：所述数字处理板包括依次连接的A/D转换器、FPGA模块和DSP+ARM模块。
3.根据权利要求2所述的基于能量检测的超短波信道状态感知装置，其特征在于：所述FPGA模块采用Virtex-5系列高性能FPGA。
4.根据权利要求2所述的基于能量检测的超短波信道状态感知装置，其特征在于：所述DSP+ARM模块选用OMAP-L138芯片。
5.根据权利要求1所述的基于能量检测的超短波信道状态感知装置，其特征在于：所述触摸屏模块采用TIDEP0015模块，通过WVGA 接口与数字处理板相连。
6.根据权利要求1所述的基于能量检测的超短波信道状态感知装置，其特征在于：所述电源电路提供直流供电。

说明书全文

一种基于能量检测的超短波信道状态感知装置

技术领域

[0001] 本发明属于无线通信技术领域，特别涉及一种基于能量检测的超短波信道状态感知装置。

背景技术

[0002] 超短波通信是利用频率在30MHz 300MHz之间的无线电波传输信息的通信方式，主~要依靠地波传播和空间视距传播，具有通信频段宽、通信容量大，因而被广泛应用于电视、调频广播、雷达探测、移动通信、军事通信等领域。随着无线通信业务的增长，超短波用频设备不断增加，从而使得无线频谱资源变得越来越稀缺。在超短波无线通信系统中，经常会遇到预定信道被占用或者存在严重干扰的情况，导致按照预定信道无法正常通信。因此，对无线电台在工作频段范围内进行频谱扫描，感知信道频谱状态，获得适宜的通信频道对于无线通信系统的正常工作具有重要意义。

[0003] 当前主要的频谱感知方法有匹配滤波法、能量检测法和循环频谱检测法。匹配滤波法需要知道被检测信号的先验信息，缺乏灵活性；循环谱检测法利用信号的谱相关特征进行检测，低信噪比情况下有较好的检测性能，但计算复杂度较大；能量检测法是一种传统的检测方法，最大的优点是无需知道信号的先验知识，而且实现简单，同时针对能量检测方法对噪声适应能力有限的问题，可以引入合作检测措施加以解决。一直以来，频谱监测设备都是以频率级扫描检测频谱状态，而且设备构造复杂，操作使用不便，在实际应用中缺少一种操作简单、能够提供信道级状态感知结果的监测设备。

发明内容

[0004] 针对现有技术存在的不足，本发明要解决的技术问题在于提供一种操作简便、使用灵活的超短波信道状态感知装置，适用于超短波通信系统的信道状态监视与信道优选。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

[0006] 一种基于能量检测的超短波信道状态感知装置，包括对接收信号进行A/D转换、数字滤波、傅里叶变换和信道参数估计，并采用能量检测方法获得固定间隔信道状态参数的数字处理板，所述数字电路板分别与射频接收前端、用于进行装置操作和信道状态显示的触摸屏模块相连；还包括给所述数字处理板、射频接收前端、触摸屏模块供电的电源电路。

[0007] 所述射频接收前端包括依次连接的超短波接收天线、保护电路、前置放大器、滤波电路和增益控制电路。

[0008] 所述数字处理板包括依次连接的A/D转换器、FPGA模块和DSP+ARM模块。

[0009] 所述FPGA模块采用Virtex-5系列高性能FPGA。

[0010] 所述DSP+ARM模块选用OMAP-L138芯片。

[0011] 所述触摸屏模块采用TIDEP0015模块，通过WVGA 接口与数字处理板相连。

[0012] 所述电源电路提供直流供电。

[0013] 本发明具有计算速度快、操作简便、状态显示直观的优点，能够提供信道级的状态感知结果，方便超短波通信用户的频谱感知和信道优选。附图说明

[0014] 图1为本发明的结构框图。

[0015] 图2为本发明的超短波信道状态感知界面示意图。

[0016] 图3为本发明的超短波信道状态感知结果界面示意图。

具体实施方式

[0017] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

[0018] 参见图1，本发明提供一种基于能量检测的超短波信道状态感知装置，包括对接收信号进行A/D转换、数字滤波、傅里叶变换和信道参数估计，并采用能量检测方法获得固定间隔信道状态参数的数字处理板，数字电路板分别与射频接收前端、用于进行装置操作和信道状态显示的触摸屏模块相连；还包括给所述数字处理板、射频接收前端、触摸屏模块供电的电源电路。

[0019] 其中，各功能模块具体如下：

[0020] 射频接收前端，包括依次连接的超短波接收天线、保护电路、前置放大器、滤波电路和增益控制电路，完成超短波射频信号的限幅、放大、滤波和增益控制，将信号送至数字处理板的A/D转换模块。

[0021] 数字处理板，包括依次连接A/D转换器、FPGA模块和DSP+ARM模块，实现对接收信号的AD转换、数字滤波、傅里叶变换和信道参数估计，采用能量检测方法获得固定间隔信道的状态参数；其中FPGA模块选用Xilinx公司的Virtex-5系列高性能FPGA，最大可达66万个逻辑单元，DSP+ARM模块选用TI公司的OMAP-L138芯片，内部集成了ARM9处理器和C674x DSP，最高工作频率为456MHz。

[0022] 电源为整个装置提供直流供电，输入220V(±10V) 50Hz，输出供电12V（11V 13V）~4A，蓄电池供电不少于1.5小时。

[0023] 触摸屏模块包括触摸屏和驱动电路，用于进行装置的操作和信道状态显示，触摸屏选用TIDEP0015模块，为7英寸电容式触摸显示屏，通过WVGA接口与数字处理板相连。

[0024] 本发明的超短波检测频段范围为30MHz 88MHz，信道间隔为25kHz，共有信道数~2320个，信道扫描带宽100MHz，频率分辨率1kHz；幅度测量范围为-110dBm 0dBm，幅度准确~
度为±1dB；衰减器调节范围0 21dB，步进3dB。
~

[0025] 参见图2所示的信道状态感知界面示意图，在触摸屏显示的信道能量状态和操作界面上，通过操作可以改变显示频率范围、信道范围、信道空闲判决阈值，改变左侧信道监视界面的显示内容。

[0026] 参见图3所示的信道状态感知结果界面示意图，在触摸屏左侧界面显示空闲信道或已占用信道，在右侧操作界面设置筛选空闲信道的频率范围和信道范围。

[0027] 本发明具有计算速度快、操作简便、状态显示直观的优点，适用于超短波通信系统的信道状态监视与信道优选。通过多个装置的合作检测，可以获得适宜的通信信道，为超短波通信系统的互联互通提供重要的信息支持。

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