基于RFSOC多通道宽带信号的采集处理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电子通信技术领域，具体是基于RFSOC多通道宽带信号的采集处理方法。

背景技术

[0002] 随着无线通信、雷达系统和电子战设备的发展，宽带信号的采集和处理需求日益增加，传统的信号采集和处理系统通常依赖于多个独立设备，如模数转换器(ADC)、现场可编程门阵列(FPGA)和数字信号处理器(DSP)，导致系统复杂、成本高、功耗大且数据传输效率低，RFSOC作为集成了射频前端、ADC、数模转换器(DAC)和高性能数字信号处理单元的系统级芯片，为多通道宽带信号的采集和处理提供了一种高度集成的解决方案。

[0003] 如何利用RFSOC技术来对多通道宽带信号进行采集，并高效的对采集到的多通道宽带信号进行处理，以解决现有技术中的系统复杂、成本高、功耗大和数据处理效率低等问题，这是目前对多通道宽带信号进行采集处理的痛点和难点。

发明内容

[0004] 为了解决上述问题，本发明的目的在于提供基于RFSOC多通道宽带信号的采集处理方法。

[0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现：基于RFSOC多通道宽带信号的采集处理方法，包括以下步骤：

[0006] 步骤S1：配置RFSOC芯片，通过配置完成的RFSOC芯片接收多通道宽带信号；

[0007] 步骤S2：将多通道宽带信号转换为若干组数字信号，并通过RFSOC芯片上的FPGA单元进行信号滤波、信号解调以及频谱分析，进而获取每组数字信号对应的信号特征参数集；

[0008] 步骤S3：通过每组数字信号的信号特征参数集定位出各自对应的通道宽带状态，当通道宽带状态不符合预设的理想条件时，则对相应组的数字信号的信号通道进行调节，否则，将相应组的数字信号按照存储需求进行分类存储。

[0009] 进一步的，配置RFSOC芯片，通过配置完成的RFSOC芯片接收多通道宽带信号的过程包括：

[0010] 设置RFSOC芯片的信号采样率、进行多通道宽带信号接收的通道数目以及每个采集多通道宽带信号中每个宽带信号的信号通道各自的通道参数，将信号采样率和通道数目各自的数值分别标记为T和η，τ和η为大于0的整数，设置信号采样率的通过阈值，记为τ通过，对若干个信号通道编号，并记为i，i＝1，2，3，……，η；

[0011] 将编号为i的信号通道对应的通道参数记为D[i]，D[i]＝{d1，d2，d3}，d1、d2以及d3分别表示对应信号通道的丢包率、信息传输速率以及传输时延，设置编号为i的信号通道对应的通道限定参数，记为D`[i]，D`[i]＝{d`1，d`2，d`3}，d`1、d`2以及d`3分别表示信号通道对应丢包率的最低准许值、信息传输速率的最低准许值以及传输时延的最高准许值；

[0012] 当d1≥d`1，d2≥d`2且d3≤d`3时，则有D[i]＝D`[i]，信号通道处于正常状态，对应编号为i的信号通道配置成功，否则，则有D[i]≠D`[i]，信号通道处于异常状态，对正常状态的信号通道不进行任何操作，将异常状态的信号通道对应的通道参数发送至信号维检人员处，由信号维检人员对通道参数进行数据分析后制定相应的修复措施并执行；

[0013] 当η个信号通道都处于正常状态，且RFSOC芯片对应的信号采样率τ≥τ通过时，则RFSOC芯片配置成功，若存在任意一个信号通道处于异常状态，或者τ

[0014] 当RFSOC芯片配置成功时，通过RFSOC芯片进行多通道宽带信号的接收，当RFSOC芯片配置失败时，则重新进行RFSOC芯片的配置，直至RFSOC芯片配置成功。

[0015] 进一步的，将多通道宽带信号转换为若干组数字信号的过程包括：

[0016] 多通道宽带信号由若干个宽带频段的子信号组成，对若干个子信号进行编号，并记为j，j＝1，2，3，……，m，m为大于0的整数，将编号为j的子信号对应的宽带频段记为KD[j]，设置不同的宽带频段分组区间，宽带频段分组区间包括第一分组区间、第二分组区间以及第三分组区间，分别记为Ω1、Ω2以及Ω3；

[0017] 将所有KD[j]∈Ω1的子信号分组为高频子信号组，将所有KD[j]∈Ω2的子信号分组为中频子信号组，将所有KD[j]∈Ω3的子信号分组为低频子信号组，设置用于对高频子信号组、中频子信号组以及低频子信号组进行模数转换的模数转换器，进而高频子信号组、中频子信号组以及低频子信号组通过模数转换器转换为相应组别的数字信号。

[0018] 进一步的，由高频子信号组转换后对应组别的数字信号为高频数字信号，由中频子信号组以及低频子信号组转换后对应组别的数字信号分别为中频数字信号以及低频数字信号。

[0019] 进一步的，通过RFSOC芯片上的FPGA单元进行信号滤波、信号解调以及频谱分析，进而获取每组数字信号对应的信号特征参数集的过程包括：

[0020] RFSOC芯片上设置有FPGA单元，FPGA单元包括信号滤波区、信号解调区、频谱构建区以及频谱修正区；

[0021] 所述信号滤波区用于对全部组别的数字信号进行信号滤波；

[0022] 所述信号解调区用于对全部组别的数字信号进行信号解调；

[0023] 所述频谱构建区以及频谱修正区构建出全部组别的数字信号各自对应的信号频谱；

[0024] 所述标准信号频谱由若干个时间点的标准谱值组成，在同一时间点下，将高频数字信号、中频数字信号以及低频数字信号各自信号频谱的频谱值与标准信号频谱的标准谱值进行联立，进而获取高频数字信号、中频数字信号以及低频数字信号各自的若干个信号特征参数项，汇总各自全部的信号特征参数项生成各自相应的信号特征参数集。

[0025] 进一步的，通过每组数字信号的信号特征参数集定位出各自对应的通道宽带状态的过程包括：

[0026] 所述通道宽带状态包括宽带异常状态、宽带疑似异常状态以及宽带正常状态；

[0027] 当每组数字信号的信号特征参数集所包括的信号特征参数项不符合预设的参数限定条件的数目超过信号特征参数项总数目的一半以上，且不超过信号特征参数项总数目的三分之二，则标记对应组别数字信号的信号通道的通道宽带状态为宽带疑似异常状态；

[0028] 当每组数字信号的信号特征参数集所包括的信号特征参数项不符合预设的参数限定条件的数目超过信号特征参数项总数目的三分之二以上，则标记对应组别数字信号的信号通道的通道宽带状态为宽带异常状态；

[0029] 当每组数字信号的信号特征参数集所包括的信号特征参数项不符合预设的参数限定条件的数目低于信号特征参数项总数目的一半及以下，则标记对应组别数字信号的信号通道的通道宽带状态为宽带正常状态。

[0030] 进一步的，当通道宽带状态不符合预设的理想条件时，则对相应组的数字信号的信号通道进行调节的过程包括：

[0031] 所述理想条件为信号通道的通道宽带状态处于宽带正常状态，当通道宽带状态为宽带异常状态以及宽带疑似异常状态时，则表示通道宽带状态不符合预设的理想条件，对所有通道宽带状态不符合理想条件的组别的数字信号的信号通道进行调节，调节包括对信号通道的网关接口进行更换、对信号通道的初始网络带宽进行变更以及对信号通道进行信号接收的频段进行更换，直至相应的信号通道的通道宽带状态处于宽带正常状态。

[0032] 进一步的，数字信号按照存储需求进行分类存储的过程包括：

[0033] 所述数字信号的存储需求包括按照数字信号的信号来源进行分类存储，按照数字信号的频率范围进行分类存储，以及按照数字信号的时间戳进行分类存储；

[0034] 将数字信号按照信号来源分类存储后生成若干类别的信号组，将每个类别的信号组中信号来源的来源地址IP作为每个信号组的唯一身份认证标识，将数字信号按照频率范围分类存储后生成若干个频率区间的信号组，将每个信号组所对应频率区间的区间端点值合并作为唯一的身份认证标识，将数字信号按照时间戳进行分类存储，进而生成若干个时段的信号组，将每个信号组的时段作为各自唯一的身份认证标识。

[0035] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：配置RFSOC芯片，通过配置完成的RFSOC芯片接收多通道宽带信号，将多通道宽带信号转换为若干组数字信号，并通过RFSOC芯片上的FPGA单元进行信号滤波、信号解调以及频谱分析，进而获取每组数字信号对应的信号特征参数集，通过每组数字信号的信号特征参数集定位出各自对应的通道宽带状态，当通道宽带状态不符合预设的理想条件时，则对相应组的数字信号的信号通道进行调节，否则，将相应组的数字信号按照存储需求进行分类存储，加快了对信号的数据处理效率，实现了多个宽带信号的高效采集。