CN107453828B - 一种数字中频模型生成方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种数字中频模型生成方法，包括：建立数字中频模型的公共单元；建立公共单元库，并将所述公共单元存储到所述公共单元库中；设置需要生成的数字中频模型，以及对应的模型参数；根据设置的需要生成的数字中频模型，以及对应的模型参数，调用所述公共单元库中的公共单元，生成数字中频模型；将生成的数字中频模型输出到FPGA芯片。本申请实施例通过建立数字中频模型的公共单元，并存储在自建的公共单元库中。只要用户设置好需要生成的数字中频模型，以及对应的模型参数。自动根据需要生成的数字中频模型，以及对应的模型参数调用公共单元库中的公共单元，生成需要的数字中频模型，无需用户人工建立。

Description

一种数字中频模型生成方法和装置

技术领域

本申请涉及数字信号技术领域，特别是涉及一种数字中频模型生成方法和一种数字中频模型生成装置。

背景技术

在超外差收发信机中，数字中频技术对收发信机的性能起了至关重要的作用，它是射频和基带之间过渡的桥梁。RRU(Radio Remote Unit，射频拉远单元)数字中频技术通常包括：DUC(Digital Up Conversion，数字上变频)、DDC(Digital Down Conversion，数字下变频)、CFR(Crest Factor Reduction，峰值因数衰减)、DPD(Digital Pre-Distortion，数字预失真)几大部分。

目前RRU中的数字中频模型，都是根据所需支持的小区数、天线数、采样率、数据位宽等需求手动搭建而成。模型仿真需要手动输入激励，并将相关信号添加到示波器中用肉眼观察，每修改一点，都要对模型进行完整、全面地仿真。资源评估也需要人工计算完成。手动搭建模型及仿真非常繁琐，开发周期长，且易于出错。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本申请实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种数字中频模型生成方法和相应的一种数字中频模型生成装置。

为了解决上述问题，本申请实施例公开了一种数字中频模型生成方法，包括：

建立数字中频模型的公共单元；

建立公共单元库，并将所述公共单元存储到所述公共单元库中；

设置需要生成的数字中频模型，以及对应的模型参数；

根据设置的需要生成的数字中频模型，以及对应的模型参数，调用所述公共单元库中的公共单元，生成数字中频模型；

将生成的数字中频模型输出到FPGA芯片。

优选的，所述建立数字中频模型的公共单元的步骤包括：

建立模型主体单元，所述模型主体单元为自定义的用于搭建数字中频模型的电路单元；

获取simulink基本单元。

优选的，所述建立数字中频模型的公共单元的步骤还包括：

建立乘累加滤波器基本单元，所述乘累加滤波器基本单元包括自定义的乘累加滤波器；

所述建立公共单元库，并将所述公共单元存储到所述公共单元库中的步骤包括：

建立第一子库，并将所述乘累加滤波器基本单元存储到所述第一字库中。

优选的，所述建立数字中频模型的公共单元的步骤还包括：

建立仿真单元；所述仿真单元包括：激励源以及信号观察器；

所述建立公共单元库，并将所述公共单元存储到所述公共单元库中的步骤包括：

建立第二子库，并将所述仿真单元存储到所述第二子库中。

优选的，还包括：

设置仿真参数；

根据设置的仿真参数，调用仿真单元对数字中频模型进行仿真。

优选的，还包括：

获取生成的数字中频模型中公共单元的使用量；

根据所述使用量，计算FPGA芯片需要消耗的关键资源。

同时，本申请还公开了一种数字中频模型生成装置，包括：

公共单元建立模块，用于建立数字中频模型的公共单元；

公共单元库建立模块，用于建立公共单元库，并将所述公共单元存储到所述公共单元库中；

模型参数设置模块，用于设置需要生成的数字中频模型，以及对应的模型参数；

模型生成模块，用于根据设置的需要生成的数字中频模型，以及对应的模型参数，调用所述公共单元库中的公共单元，生成数字中频模型；

输出模块，用于将生成的数字中频模型输出到FPGA芯片。

优选的，所述公共单元建立模块进一步包括：

模型主体单元建立子模块，用于建立模型主体单元，所述模型主体单元为自定义的用于搭建数字中频模型的电路单元；

simulink基本单元获取子模块，用于获取simulink基本单元。

优选的，所述公共单元建立模块还进一步包括：

乘累加滤波器建立子模块，用于建立乘累加滤波器基本单元，所述乘累加滤波器基本单元包括自定义的乘累加滤波器；

所述公共单元库建立模块进一步包括：

第一子库建立字库，用于建立第一子库，并将所述乘累加滤波器基本单元存储到所述第一字库中。

优选的，所述公共单元建立模块还进一步包括：

仿真单元建立子模块，用于建立仿真单元；所述仿真单元包括：激励源以及信号观察器；

所述公共单元库建立模块还进一步包括：

第二子库建立字库，用于建立第二子库，并将所述仿真单元存储到所述第二子库中。

优选的，还包括：

仿真参数设置模块，用于设置仿真参数；

仿真模块，用于根据设置的仿真参数，调用仿真单元对数字中频模型进行仿真。

优选的，还包括：

使用量获取模块，用于获取生成的数字中频模型中公共单元的使用量；

关键资源计算模块，用于根据所述使用量，计算FPGA芯片需要消耗的关键资源。

本申请实施例包括以下优点：

本申请实施例通过建立数字中频模型的公共单元，并存储在自建的公共单元库中。只要用户设置好需要生成的数字中频模型，以及对应的模型参数。自动根据需要生成的数字中频模型，以及对应的模型参数调用公共单元库中的公共单元，生成需要的数字中频模型，无需用户人工建立。

建立仿真单元。在用户设置好仿真参数后，自动调用需要的仿真单元进行仿真。

建立的数字中频模型可以直接输出到FPGA，并且，还可以根据数字中频模型中采用的公共单元，计算FPGA需要消耗的关键资源。

附图说明

图1是本申请的一种数字中频模型生成方法实施例1的步骤流程图；

图2是本申请的一种数字中频模型生成方法实施例2的步骤流程图；

图3是本申请的一种数字中频模型生成装置实施例的结构框图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

本申请实施例的核心构思之一在于，建立数字中频模型的公共单元，并存储在自建的公共单元库中。只要用户设置好需要生成的数字中频模型，以及对应的模型参数。自动根据需要生成的数字中频模型，以及对应的模型参数调用公共单元库中的公共单元，生成需要的数字中频模型。

参照图1，示出了本申请的一种数字中频模型生成方法实施例1的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：

步骤101，建立数字中频模型的公共单元；

数字中频模型的公共单元，是数字中频电路中特定电路或电路的组合，例如，将对数字信号进行特定处理的电路作为一个公共单元，也可以将对数字信号进行不同处理的多个电路作为个公共单元。在本申请中对公共单元中数字信号处理电路的组合方式不作限定。

步骤102，建立公共单元库，并将所述公共单元存储到所述公共单元库中；

将公共单元存储到公共单元库，方便用户使用和管理。

步骤103，设置需要生成的数字中频模型，以及对应的模型参数；

由用户设置需要生成的数字中频模型，以及对应的模型参数。

模型参数具体可以包括：输入采样率、输出采样率、天线数、小区数、模型系统时钟、输出位宽、输入位宽、DDS(Direct Digital Synthesizer，数字式频率合成器)搬频最小精度。

步骤104，根据设置的需要生成的数字中频模型，以及对应的模型参数，调用所述公共单元库中的公共单元，生成数字中频模型；

根据用户设置的需要生成的数字中频模型，以及对应的模型参数，自动调用公共单元库中的公共单元，生成用户需要的数字中频模型。

步骤105，将生成的数字中频模型输出到FPGA芯片。

将生成的数字中频模型输出到FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)芯片，由FPGA芯片实现数字中频模型。

本申请所述的方法通过matlab软件和simulink软件来实现。本申请实施例通过建立数字中频模型的公共单元，并存储在自建的公共单元库中。只要用户设置好需要生成的数字中频模型，以及对应的模型参数。自动根据需要生成的数字中频模型，以及对应的模型参数调用公共单元库中的公共单元，生成需要的数字中频模型，无需用户人工建立，降低开发成本。

参照图2，示出了本申请的一种数字中频模型生成方法实施例2的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：

步骤201，建立数字中频模型的公共单元；

作为本申请实施例的一种优选示例，步骤201具体可以包括如下子步骤：

子步骤S11，建立模型主体单元，所述模型主体单元为自定义的用于搭建数字中频模型的电路单元；

子步骤S12，获取simulink基本单元。

公共单元包括：模型主体单元和simulink基本单元。模型主体单元为自定义的数字中频模型中的电路单元。例如：内插滤波器、数字式频率合成器DDS、复数乘法器、最大可用增益保护电路、滤波抽取器。

内插滤波器采用多相滤波器结构实现，可以实现2倍内插滤波的功能。通过参数配置可以实现不同通道的复用。

数字式频率合成器DDS用于产生数字信号并经数模转换器转换为模拟信号。数字式频率合成器DDS在使用时，需要设置复用通道数、频率分辨率等参数。

最大可用增益保护电路，用于在小区相加合并时候先保留全精度输出后，对合并的采样点数据进行饱和处理，将数据截成想要的16bit位宽。由于RRU支持的小区数越来越多，在小区相加合并的时候部分采样点数据有可能溢出，为了防止这种溢出，在相加的时候先保留全精度输出，然后再经过最大可用增益保护电路进行饱和处理，将数据截取为想要的16bit位宽。

滤波抽取器采用多相滤波器结构实现，可以实现2倍滤波抽取功能。通过参数配置可以实现不同通道的复用。

simulink基本单元，为从simulink软件的基本库文件的获取模块，simulink基本单元具体包括：输入输出端口：gate_in、gate_out、in、out；常数constant、终止符模块terminnator(用于终止输出信号)、延时模块delay、强制类型转换模块reinterpret(用于改变信号类型)、寄存器register、格式转换模块convert(可以用于将输入端与输出端的信号变成相同的数据类型)。为了自动搭建方便把simulink基本单元和模型主体单元放在公共单元库中。

在本申请实施例中，通过使用自建的模型主体单元和simulink软件提供的基本单元来搭建数字中频模型。

作为本申请实施例的一种优选示例，步骤201具体还可以包括如下子步骤：

子步骤S13：建立乘累加滤波器基本单元，所述乘累加滤波器基本单元包括自定义的乘累加滤波器。

公共单元还包括：乘累加滤波器基本单元包括：自定义的不同带宽的滤波器，例如5M带宽滤波器、10M带宽滤波器。

作为本申请实施例的一种优选示例，步骤201具体还可以包括如下子步骤：

子步骤S14：建立仿真单元；所述仿真单元包括：激励源以及信号观察器；激励源为各种数字中频模型的数据输入源，例如：DUC输入数据源、DDC输入数据源、二级频点输入数据源；信号观察器为用于观察输出信号的仪器，例如：示波器。

步骤202，建立公共单元库，并将所述公共单元存储到所述公共单元库中；

作为本申请实施例的一种优选示例，所述步骤202具体可以包括如下子步骤：

子步骤S21：建立第一子库，并将所述乘累加滤波器基本单元存储到所述第一字库中。

在本申请实施例中，在公共单元库中，进一步设置一个第一子库，并将乘累加滤波器基本单元存储到第一子库中，方便用户使用和管理乘累加滤波器。

作为本申请实施例的一种优选示例，所述步骤202具体还可以包括如下子步骤：

子步骤S22：建立第二子库，并将所述仿真单元存储到所述第二子库中。

在本申请实施例中，在公共单元库中，进一步设置一个第二子库，并将仿真单元存储到第一子库中，方便用户使用和管理仿真单元。

步骤203，设置需要生成的数字中频模型，以及对应的模型参数；

步骤204，根据设置的需要生成的数字中频模型，以及对应的模型参数，调用所述公共单元库中的公共单元，生成数字中频模型；

在本申请中，还可以在生成数字中频模型后，显示模型的输入格式和输出格式。输入格式为模型中小区天线的IQ数据的输入顺序，以两个包含两天线的小区数字中频模型为例，输入格式为：a0c0I、a1c0I、a0c1I、a1c1I、a0c0Q、a1c0Q、a0c1Q、a1c1Q。其中a表示天线，c表示小区。输入格式为按从小到大的顺序，先输入小区的天线的I数据，再输入小区的天线的Q数据。输出格式为：a0I a1I、a0Q a1Q；输出格式为：按从小到大的顺序，先输出小区的I数据，再输出小区的Q数据。

步骤205，设置仿真参数；

由用户设置仿真参数，仿真参数包括：激励源参数、需要观察的小区、需要观察的天线等。

步骤206，根据设置的仿真参数，调用仿真单元对数字中频模型进行仿真；

根据用户设置的仿真参数，调用第二子库中的仿真单元，对生成的对数字中频模型进行仿真。

本申请实施例中，仿真可以基于simulink来实现。同时，还内嵌matlab定点仿真链路，支持matlab链路仿真结果和simulink仿真结果自动比对。

步骤207，获取生成的数字中频模型中公共单元的使用量；

获取生成数字中频模型时，所使用的各种公共单元的数量。

步骤208，根据所述使用量，计算FPGA需要消耗的关键资源。

FPGA的关键资源包括：DSP(数字信号处理)资源和Block RAM(块随机存储器)资源。

各种公共单元需要的FPGA关键资源消耗量是可以根据预先测量获得，根据各种公共单元的使用量，则可以计算整个数字中频模型所需要的FPGA关键资源。

例如，根据用户设置的数字中频模型的类型、天线数、小区数、输入采样率、输出采样率，计算需要的FPGA关键资源。

在本申请实施例中，还可以生成数字中频模型的网表文件。网表文件记录了数字中频模型的电路连接关系。

步骤209，将生成的数字中频模型输出到FPGA芯片。

用户可以将仿真调试之后得到的数字中频模型输出到FPGA芯片。

需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本申请实施例所必须的。

参照图3，示出了本申请的一种数字中频模型生成装置实施例的结构框图，具体可以包括如下模块：

公共单元建立模块31，用于建立数字中频模型的公共单元；

公共单元库建立模块32，用于建立公共单元库，并将所述公共单元存储到所述公共单元库中；

模型参数设置模块33，用于设置需要生成的数字中频模型，以及对应的模型参数；

模型生成模块34，用于根据设置的需要生成的数字中频模型，以及对应的模型参数，调用所述公共单元库中的公共单元，生成数字中频模型；

输出模块35，用于将生成的数字中频模型输出到FPGA芯片。

作为本申请实施例的一种优选示例，所述公共单元建立模块31可以进一步包括：

模型主体单元建立子模块，用于建立模型主体单元，所述模型主体单元为自定义的用于搭建数字中频模型的电路单元；

simulink基本单元获取子模块，用于获取simulink基本单元。

作为本申请实施例的一种优选示例，所述公共单元建立模块31还可以进一步包括：

乘累加滤波器建立子模块，用于建立乘累加滤波器基本单元，所述乘累加滤波器基本单元包括自定义的乘累加滤波器；

所述公共单元库建立模块32进一步包括：

第一子库建立字库，用于建立第一子库，并将所述乘累加滤波器基本单元存储到所述第一字库中。

作为本申请实施例的一种优选示例，所述公共单元建立模块31还可以进一步包括：

仿真单元建立子模块，用于建立仿真单元；所述仿真单元包括：激励源以及信号观察器；

所述公共单元库建立模块32进一步包括：

第二子库建立字库，用于建立第二子库，并将所述仿真单元存储到所述第二子库中。

作为本申请实施例的一种优选示例，还包括：

仿真参数设置模块，用于设置仿真参数；

仿真模块，用于根据设置的仿真参数，调用仿真单元对数字中频模型进行仿真。

作为本申请实施例的一种优选示例，还包括：

使用量获取模块，用于获取生成的数字中频模型中公共单元的使用量；

关键资源计算模块，用于根据所述使用量，计算FPGA芯片需要消耗的关键资源。

对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本申请实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的一种数字中频模型生成方法和一种数字中频模型生成装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (8)

1.一种数字中频模型生成方法，其特征在于，包括：

建立数字中频模型的公共单元；

建立公共单元库，并将所述公共单元存储到所述公共单元库中；

设置需要生成的数字中频模型，以及对应的模型参数；

根据设置的需要生成的数字中频模型，以及对应的模型参数，调用所述公共单元库中的公共单元，生成数字中频模型；

将生成的数字中频模型输出到FPGA芯片；

其中，所述建立数字中频模型的公共单元的步骤包括：

建立模型主体单元，所述模型主体单元为自定义的用于搭建数字中频模型的电路单元；

获取simulink基本单元；

其中，还包括：

获取生成的数字中频模型中公共单元的使用量；

根据所述使用量，计算FPGA芯片需要消耗的关键资源；

所述根据所述使用量，计算FPGA芯片需要消耗的关键资源，包括：

根据用户设置的数字中频模型的类型、天线数、小区数、输入采样率、输出采样率，计算需要的FPGA关键资源。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立数字中频模型的公共单元的步骤还包括：

建立乘累加滤波器基本单元，所述乘累加滤波器基本单元包括自定义的乘累加滤波器；

所述建立公共单元库，并将所述公共单元存储到所述公共单元库中的步骤包括：

建立第一子库，并将所述乘累加滤波器基本单元存储到所述第一子库中。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述建立数字中频模型的公共单元的步骤还包括：

建立仿真单元；所述仿真单元包括：激励源以及信号观察器；

所述建立公共单元库，并将所述公共单元存储到所述公共单元库中的步骤包括：

建立第二子库，并将所述仿真单元存储到所述第二子库中。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

设置仿真参数；

根据设置的仿真参数，调用仿真单元对数字中频模型进行仿真。

5.一种数字中频模型生成装置，其特征在于，包括：

公共单元建立模块，用于建立数字中频模型的公共单元；

公共单元库建立模块，用于建立公共单元库，并将所述公共单元存储到所述公共单元库中；

模型参数设置模块，用于设置需要生成的数字中频模型，以及对应的模型参数；

模型生成模块，用于根据设置的需要生成的数字中频模型，以及对应的模型参数，调用所述公共单元库中的公共单元，生成数字中频模型；

输出模块，用于将生成的数字中频模型输出到FPGA芯片；

其中，所述公共单元建立模块进一步包括：

模型主体单元建立子模块，用于建立模型主体单元，所述模型主体单元为自定义的用于搭建数字中频模型的电路单元；

simulink基本单元获取子模块，用于获取simulink基本单元；

其中，还包括：

使用量获取模块，用于获取生成的数字中频模型中公共单元的使用量；

关键资源计算模块，用于根据所述使用量，计算FPGA芯片需要消耗的关键资源；

所述关键资源计算模块具体用于：

根据用户设置的数字中频模型的类型、天线数、小区数、输入采样率、输出采样率，计算需要的FPGA关键资源。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述公共单元建立模块还进一步包括：

乘累加滤波器建立子模块，用于建立乘累加滤波器基本单元，所述乘累加滤波器基本单元包括自定义的乘累加滤波器；

所述公共单元库建立模块进一步包括：

第一子库建立子模块，用于建立第一子库，并将所述乘累加滤波器基本单元存储到所述第一子库中。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述公共单元建立模块还进一步包括：

仿真单元建立子模块，用于建立仿真单元；所述仿真单元包括：激励源以及信号观察器；

所述公共单元库建立模块还进一步包括：

第二子库建立子模块，用于建立第二子库，并将所述仿真单元存储到所述第二子库中。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：

仿真参数设置模块，用于设置仿真参数；

仿真模块，用于根据设置的仿真参数，调用仿真单元对数字中频模型进行仿真。

Images