CN108521386B - 载波信号识别电路、方法及通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种载波信号识别电路、方法及通信系统，其中，载波信号识别电路可包括检波电路和主控器；检波电路的输入端用于接入射频信号，检波电路的输出端连接主控器的采样端，用于输出电压信号给主控器；主控器用于根据预设帧组，对电压信号进行连续采集，得到电压采集信号；根据电压采集信号生成载波信号；并根据射频信号的工作频段，识别载波信号的制式。采用本电路能够降低了识别载波信号的成本，简化了载波信号识别过程，进而提高了载波信号识别效率。

Description

载波信号识别电路、方法及通信系统

技术领域

本发明涉及信号识别技术领域，特别是涉及一种载波信号识别电路、方法及通信系统。

背景技术

随着通信技术的发展，射频信号所调制的载波信号越来越多样化，通常射频信号在解调过程中需要把载波信号解析出来，便于更好的分解出射频信号中的有用信号。目前，通常采用复杂的电路实现对载波信号的识别，例如，采用基于FPGA的识别电路或基于接收机的识别电路等对载波信号进行识别，对载波信号的识别过程复杂。

在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：采用传统的复杂电路实现载波信号识别，成本高且对载波信号识别过程复杂。

发明内容

基于此，有必要针对传统的技术方案中对载波信号识别成本高且对载波信号识别过程复杂的问题，提供一种载波信号识别电路、方法及通信系统。

为了实现上述目的，一方面，本发明实施例提供了一种载波信号识别电路，包括检波电路和主控器；

检波电路的输入端用于接入射频信号，检波电路的输出端连接主控器的采样端，用于输出电压信号给主控器；

主控器用于根据预设帧组，对电压信号进行连续采集，得到电压采集信号；根据电压采集信号生成载波信号；并根据射频信号的工作频段，识别载波信号的制式。

在其中一个实施例中，检波电路包括射频检波器；

射频检波器的输入端用于接入射频信号，射频检波器的输出端连接主控器的采样端，用于输出电压信号给主控器。

在其中一个实施例中，主控器包括单片机；单片机的采样端连接检波电路的输出端。

在其中一个实施例中，还包括耦合器；

耦合器的输入端用于接入射频信号，第一输出端连接通信设备的输入端，第二输出端连接检波电路的输入端。

另一方面，本发明实施例还提供了一种载波信号识别方法，包括以下步骤：

根据预设帧组，连续采集检波电路接入射频信号后输出的电压信号，得到电压采集信号；

根据电压采集信号生成载波信号；

根据射频信号的工作频段，识别载波信号的制式。

在其中一个实施例中，根据电压采集信号，生成载波信号的步骤包括：

对电压采集信号的各采集点通过功率换算，得到功率曲线；

根据功率曲线，生成载波信号。

另一方面，本发明实施例还提供了一种载波信号识别装置，包括：

电压采集信号获取单元，用于根据预设帧组，连续采集检波电路接入射频信号后输出的电压信号，得到电压采集信号；

载波信号生成单元，用于根据电压采集信号生成载波信号；

载波信号制式识别单元，用于根据射频信号的工作频段，识别载波信号的制式。

另一方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的载波信号识别方法。

另一方面，本发明实施例还提供了一种通信系统，包括通信设备以及如上述的载波信号识别电路；通信设备的第一端连接检波电路的输入端。

在其中一个实施例中，通信设备的第二端连接主控器；主控器用于根据载波信号的制式，配置通信设备中射频信号对应的运行参数。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

基于检波电路的输入端接入射频信号，输出端连接主控器的采样端。主控器可根据预设帧组，连续采集检波电路输出的电压信号，得到包含若干电压采集点的电压采集信号；根据电压采集信号，生成载波信号；并根据射频信号的工作频段，识别载波信号的制式。本发明实施例只需采用主控器和检波电路就可实现对射频信号中载波信号的识别，降低了识别载波信号的成本，简化了载波信号识别过程，进而提高了载波信号识别效率。

附图说明

图1为一个实施例中载波信号识别电路的结构示意图；

图2为另一个实施例中载波信号识别电路的结构示意图；

图3为又一个实施例中载波信号识别电路的结构示意图；

图4为又一个实施例中载波信号识别电路的结构示意图；

图5为一个实施例中载波信号识别方法的流程示意图；

图6为一个实施例中载波信号生成步骤的流程示意图；

图7为另一个实施例中载波信号识别方法的流程示意图；

图8为一个实施例中载波信号的波形示意图；

图9为一个实施例中载波信号识别装置的结构示意图；

图10为一个实施例中通信系统的结构示意图；

图11为另一个实施例中通信系统的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了解决传统的技术方案中对载波信号识别成本高且对载波信号识别过程复杂的问题，本发明提供了一种载波信号识别电路实施例。图1为一个实施例中载波信号识别电路的结构示意图。如图1所示，可以包括检波电路110和主控器120；检波电路110的输入端用于接入射频信号，检波电路110输出端连接主控器120的采样端，用于输出电压信号给主控器120。

主控器120用于根据预设帧组，对电压信号进行连续采集，得到电压采集信号；根据电压采集信号生成载波信号；并根据射频信号的工作频段，识别载波信号的制式。

其中，检波电路110可用于从射频信号中不失真的检出载波信号(如高频信号)。检波电路110可以是功率检波电路，功率检波电路可根据输入射频信号，而输出电压信号。主控器120可以是基于主控芯片构成的核心控制器，主控器120也可以是具有AD转换和信号处理等功能的微控制器。射频信号指的是将有用信号通过载波信号调制成的信号。有用信号可以是语音信号，也可以是视频信号。帧组指的是若干组帧，帧组中每一帧的长度可根据射频信号的工作频段而预先设定。电压信号指的是检波电路110接入射频信号所输出的信号。电压采集信号可以是对电压信号采集，通过模数转换后的数字信号。

具体地，基于检波电路110的输入端用于接入射频信号，输出端连接主控器120的采样端、用于输出电压信号给主控器120。在检波电路110的输入端接入射频信号时，输出端输出电压信号，并将电压信号传输给主控器120的采样端。主控器120根据预设帧组，在采样端对电压信号进行连续采集，得到电压采集信号；根据得到的电压采集信号，生成载波信号，并根据射频信号的工作频段，识别出载波信号的制式。需要说明的是，射频信号的工作频段可预先获得。

上述实施例中，基于检波电路110的输入端用于接入射频信号，输出端连接主控器120的采样端。主控器120可根据预设帧组，连续采集电压信号，得到包含若干电压采集点的电压采集信号；根据电压采集信号，生成载波信号；并根据射频信号的工作频段，识别载波信号的制式。只需采用主控器120和检波电路110就可实现对射频信号中载波信号的识别，降低了识别载波信号的成本，简化了载波信号识别过程，进而提高了载波信号识别效率。

在一个实施例中，如图2所示，检波电路110包括射频检波器112。射频检波器112的输入端用于接入射频信号，射频检波器112的输出端连接主控器120的采样端，用于输出电压信号给主控器120。

其中，射频检波器112指的是用于检出射频信号中某种有用信号的器件。射频检波器112可以是集成器件，优选的，射频检波器112为射频功率检波器。射频功率检波器可用于根据输入射频信号的输入功率，而输出电压信号。

具体地，基于射频检波器112的输入端用于接入射频信号，输出端连接主控器120的采样端。进而射频检波器112可在输入射频信号时，输出电压信号，并将电压信号传输给主控器120。

优选的，射频检波器112可包括检波二极管。检波二极管的阳极用于接入射频信号，阴极连接主控器120的采样端。检波二极管可在输入射频信号时，输出电压信号，并将电压信号传输给主控器120。

上述实施例中，射频检波器112的输入端用于接入射频信号，输出端连接主控器120的采样端。通过采用成本低廉的射频检波器112就可将输入的射频信号，解调输出为电压信号。

在一个实施例中，如图3所示，主控器120包括单片机122。单片机122的采样端连接检波电路110的输出端。

其中，单片机122可以是自带ADC(Analog-to-Digital Converter：模数转换器)模块的集成电路芯片。

具体地，基于单片机122的采样端连接检波电路110的输出端。单片机122可根据预设帧组，在采样端对电压信号进行连续采集，得到电压采集信号；根据得到的电压采集信号，生成载波信号，并根据射频信号的工作频段，识别出载波信号的制式。

在一个实施例中，主控器可包括主控模块和ADC模块。ADC模块的一端连接主控模块，另一端连接检波电路的输出端。ADC模块可对检波电路的电压信号进行连续采集，得到电压采集信号，并将电压采集信号传输给主控模块。主控模块根据得到的电压采集信号，生成载波信号，并根据射频信号的工作频段，识别出载波信号的制式。

上述实施例中，基于单片机122的采样端连接检波电路110的输出端。通过采用成本低廉的单片机112就可实现识别载波信号的制式。降低了识别载波信号的成本，简化了载波信号识别过程，进而提高了载波信号识别效率。

需要说明的是，在一些通信应用中，通常通信设备的工作频段可根据设备的已知参数获得。传统的采用复杂的载波信号识别电路(如基于FPGA的识别电路或基于接收机的识别电路)通过解析载波信号，勾画载波信号的“图形”，从而确定载波信号，成本高，且载波信号识别过程复杂，进而降低了载波信号识别效率。

而本发明实施例提供的载波信号识别电路，只需通过成本低廉的主控器和检波电路，主控器根据采集到的检波电路输出的电压信号、在预设帧组的功率幅度变化，就可以正确地识别载波信号，极大的降低了成本，简化了载波信号识别过程，通过了载波信号识别效率。

在一个实施例中，如图4所示，还包括耦合器130；耦合器130的输入端用于接入射频信号，第一输出端连接通信设备的输入端，第二输出端连接检波电路110的输入端。

其中，耦合器130是将一种能一路输入信号通过耦合，输出若干路信号的器件。可选的，本发明实施例中的耦合器130可以是一路输入两路输出的耦合器。

具体地，通信设备的输入端连接耦合器130的第一输出端，检波电路110的输入端连接耦合器130的第二输出端。在耦合器130的输入端接入射频信号时，可耦合一路将射频信号输入给通信设备，耦合另一路将射频信号输入给检波电路110。

为了解决传统的技术方案中对载波信号识别成本高且对载波信号识别过程复杂的问题，本发明提供了一种载波信号识别方法实施例。图5为一个实施例中载波信号识别方法的流程示意图；如图5所示，包括以下步骤：

步骤S510，根据预设帧组，连续采集检波电路接入射频信号后输出的电压信号，得到电压采集信号。

步骤S520，根据电压采集信号生成载波信号。

步骤S530，根据射频信号的工作频段，识别载波信号的制式。

具体地，主控器可根据预设帧组，在采样端对电压信号进行连续采集，得到电压采集信号；根据得到的电压采集信号，生成载波信号，并根据射频信号的工作频段，识别出载波信号的制式。需要说明的是，射频信号的工作频段可预先获得。

上述实施例中，主控器可根据预设帧组，连续采集电压信号，得到包含若干电压采集点的电压采集信号；根据电压采集信号，生成载波信号；并根据射频信号的工作频段，识别载波信号的制式。从而实现了对射频信号中载波信号的识别，简化了载波信号识别过程，降低了载波信号识别成本，进而提高了载波信号识别效率。

在一个实施例中，如图6所示，步骤S520包括以下步骤：

步骤S522，对电压采集信号的各采集点通过功率换算，得到功率曲线。

步骤S524，根据功率曲线，生成载波信号。

其中，电压采集信号可包括若干电压采集点。功率换算可以是将采集点的电压值转换成功率值。功率曲线可以是通过功率转换后得到的功率采集点连接构成的曲线。

具体地，主控器对电压采集信号的各采集点通过功率换算，从而将各采集点的电压值转换为功率值，并根据转换后得到的功率采集点，得到功率曲线。主控器根据功率曲线，进而生成载波信号。简化了获取载波信号的过程。

在一个实施例中，为另一个实施例中载波信号识别方法的流程示意图。如图7所示，载波信号识别的具体过程为：把射频信号的输入功率经过检波管(射频检波器)变为电压信号；把电压信号通到MCU(Microcontroller Unit：微控制单元)的ADC模块中；连续对电压信号采样一帧长，得到每个时刻的电压幅度；连续进行多次一帧长的采样；根据电压值分布，得到功率曲线；进而得到载波信号。

具体地，MCU中的ADC模块对电压信号进行采样，判断是否到了一帧时间，若到达一帧时间，则记录当前一帧的数据，然后继续采样下一帧数据；若没有到一帧的时间，则继续采样，直到获得一帧的数据。若采样的帧组到了目标值，则进入载波分析步骤。MCU根据采样获得的电压值分布，通过功率换算，生成信号波形(功率曲线)，从而得到载波信号的制式。通过MCU和检波管实现了对载波信号的识别，降低了载波信号识别成本，提高了载波信号识别效率。

在一个实施例中，一帧的时长为10ms。主控器对电压信号连续采样10ms，可得到10ms内的每个时刻的电压幅度。如图8所示，通过获取这一帧(10ms)时间的载波幅度，可以得到这一帧的信号规律，图中是由大到小再到大的一个“V”型载波信号。其中横坐标t表示时间，单位为ms(毫秒)；纵坐标V表示电压，单位为v(伏特)。

在一个实施例中，如图9所示，提供了一种载波信号识别装置，包括电压采集信号获取单元910、载波信号生成单元920和载波信号制式识别单元930，其中：

电压采集信号获取单元910，用于根据预设帧组，连续采集检波电路接入射频信号后输出的电压信号，得到电压采集信号。

载波信号生成单元920，用于根据电压采集信号生成载波信号。

载波信号制式识别单元930，用于根据射频信号的工作频段，识别载波信号的制式。

在一个实施例中，载波信号生成单元920可包括：

功率换算单元，用于对电压采集信号的各采集点通过功率换算，得到功率曲线。

功率曲线识别单元，用于根据功率曲线，生成载波信号。

关于载波信号识别装置中各功能模块实现其功能的具体方法可以参见上文中对于载波信号识别方法的说明，在此不再赘述。上述载波信号识别装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于主控器中的处理器中，也可以以软件形式存储于主控器中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

根据预设帧组，连续采集检波电路接入射频信号后输出的电压信号，得到电压采集信号；

根据电压采集信号生成载波信号；

根据射频信号的工作频段，识别载波信号的制式。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

对电压采集信号的各采集点通过功率换算，得到功率曲线；

根据功率曲线，生成载波信号。

关于计算机可读存储介质中存储的计算机程序被处理器执行时可实现其功能的具体方法可以参见上文中对于载波信号识别方法的说明，在此不再赘述。上述计算机可读存储介质中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。

在一个实施例中，如图10所示，提供了一种通信系统，包括通信设备210以及如上述的载波信号识别电路220；通信设备210的一端连接检波电路222的输入端。

其中，通信设备210可以是功率放大设备，也可以是直放站设备。

具体地，基于通信设备210的一端连接检波电路222的输入端，另一端连接主控器224。输入通信设备210的射频信号传输给检波电路222，通过检波电路222输出电压信号，并将该电压信号传输至主控器224的采样端。主控器224根据预设帧组，在采样端对电压信号进行连续采集，得到电压采集信号；根据得到的电压采集信号，生成载波信号，并根据射频信号的工作频段，识别出载波信号的制式。

上述实施例中，基于通信设备210的一端连接检波电路222的输入端，另一端连接主控器224。只需采用主控器224和检波电路222就可实现对通信设备210的射频信号中载波信号的识别，降低了识别载波信号的成本，简化了载波信号识别过程，进而提高了载波信号识别效率。

在一个实施例中，通信设备的第二端连接主控器；主控器用于根据载波信号的制式，配置通信设备中射频信号对应的运行参数。

具体地，基于主控器连接通信设备，主控器在识别出载波信号的制式时，还可根据载波信号的制式，配置通信设备中射频信号对应的运行参数。从而优化了通信设备的输出信号，实现对射频信号无损保真的调解出有用信号。

在一个实施例中，主控器在识别出载波信号的制式时，还可通过专业操作员配置通信设备中射频信号对应的运行参数。

在一个实施例中，提供了通信系统的另一个实施例。如图11所示，通信系统可包括功放设备(功率放大设备)以及连接功放设备的载波信号识别电路，其中，载波信号识别电路可包括MCU、检波管(射频检波器)和耦合器。耦合器的输入端用于接入射频信号，第一输出端连接功放设备的输入端，第二输出端连接检波管的输入端；检波管的输出端连接MCU的ADC端。

具体地，当射频信号输入给功放设备时，同时耦合一路输出给检波管，检波管将得到的电压信号传输给MCU的ADC端口。MCU可根据预设帧组，连续采集电压信号，得到包含若干电压采集点的电压采集信号；根据电压采集信号，生成载波信号；并根据射频信号的工作频段，识别载波信号的制式。只需采用MCU和检波管就可实现对功放设备中载波信号的识别。本发明实施例与传统的采用复杂电路实现载波信号识别设备或系统相比，极大了减小了成本，节省了PCB板的面积，提高了载波识别效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各除法运算方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种载波信号识别电路，其特征在于，包括检波电路和主控器；

所述检波电路的输入端用于接入射频信号，所述检波电路的输出端连接所述主控器的采样端，用于输出电压信号给所述主控器；所述射频信号是将有用信号通过载波信号调制成的信号，所述检波电路根据所述射频信号的输入功率输出电压信号；

所述主控器用于根据预设帧组，对所述电压信号进行连续采集，得到电压采集信号；根据所述电压采集信号生成载波信号；并根据预先获得的所述射频信号的工作频段，识别所述载波信号的制式；

所述根据电压采集信号生成载波信号包括：

将各个电压采集点的所述电压采集信号的值输入到所述主控器的ADC模块中，所述ADC模块连续多次对所述电压采集信号进行一帧长的采样得到电压值，将所述电压值进行功率换算得到所述各个电压采集点的功率值，并根据转换得到的功率值得到功率曲线；

根据所述功率曲线生成载波信号。

2.根据权利要求1所述的载波信号识别电路，其特征在于，所述检波电路包括射频检波器；

所述射频检波器的输入端用于接入所述射频信号，所述射频检波器的输出端连接所述主控器的采样端，用于输出所述电压信号给所述主控器。

3.根据权利要求1所述的载波信号识别电路，其特征在于，所述主控器包括单片机；

所述单片机的采样端连接所述检波电路的输出端。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的载波信号识别电路，其特征在于，还包括耦合器；

所述耦合器的输入端用于接入所述射频信号，第一输出端连接通信设备的输入端，第二输出端连接所述检波电路的输入端。

5.一种载波信号识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据预设帧组，连续采集检波电路接入射频信号后输出的电压信号，得到电压采集信号；所述射频信号是将有用信号通过载波信号调制成的信号，所述检波电路根据所述射频信号的输入功率输出电压信号；

根据所述电压采集信号生成载波信号；

根据预先获得的所述射频信号的工作频段，识别所述载波信号的制式；

所述根据电压采集信号生成载波信号包括：

将各个电压采集点的所述电压采集信号的值输入到所述主控器的ADC模块中，所述ADC模块连续多次对所述电压采集信号进行一帧长的采样得到电压值，将所述电压值进行功率换算得到所述各个电压采集点的功率值，并根据转换得到的功率值得到功率曲线；

根据所述功率曲线生成载波信号。

6.根据权利要求5所述的载波信号识别方法，其特征在于，所述根据电压采集信号，生成载波信号的步骤包括：

对所述电压采集信号的各采集点通过功率换算，得到功率曲线；

根据所述功率曲线，生成所述载波信号。

7.一种载波信号识别装置，其特征在于，包括：

电压采集信号获取单元，用于根据预设帧组，连续采集检波电路接入射频信号后输出的电压信号，得到电压采集信号；所述射频信号是将有用信号通过载波信号调制成的信号，所述检波电路根据所述射频信号的输入功率输出电压信号；

载波信号生成单元，用于根据所述电压采集信号生成载波信号；

载波信号制式识别单元，用于根据预先获得的所述射频信号的工作频段，识别所述载波信号的制式；

所述载波信号生成单元，还用于将各个电压采集点的所述电压采集信号的值输入到所述主控器的ADC模块中，所述ADC模块连续多次对所述电压采集信号进行一帧长的采样得到电压值，将所述电压值进行功率换算得到所述各个电压采集点的功率值，并根据转换得到的功率值得到功率曲线；

根据所述功率曲线生成载波信号。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求5或6所述载波信号识别方法的步骤。

9.一种通信系统，其特征在于，包括通信设备以及如权利要求1至4任意一项所述的载波信号识别电路；所述通信设备的第一端连接所述检波电路的输入端。

10.根据权利要求9所述的通信系统，其特征在于，所述通信设备的第二端连接所述主控器；

所述主控器用于根据所述载波信号的制式，配置所述通信设备中所述射频信号对应的运行参数。

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