CN110311877B - 多子频带信号传输方法、装置、设备及介质 - Google Patents

多子频带信号传输方法、装置、设备及介质 Download PDF

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CN110311877B CN201910606582.0A CN201910606582A CN110311877B CN 110311877 B CN110311877 B CN 110311877B CN 201910606582 A CN201910606582 A CN 201910606582A CN 110311877 B CN110311877 B CN 110311877B
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Abstract

本申请提供高速工业通信系统的多子频带信号传输方法、装置、设备及介质，所述高速工业通信系统主要用来解决工业现场传统总线低带宽、无法同时承载实时和非实时以及网络结构复杂的问题，高速工业通信系统可以支持IPV6地址通信，可以支持时间触发的工业控制通信，可以支持TSN，可以支持白名单、深度检测和数据加密等安全机制。所述方法包括：获取与待发送数据流对应的各个调制信号；将各个调制信号分配到各个子频带；其中，整个信号频带中的多个有效子载波划分成至少两个子频带，每个子频带包括至少一个有效子载波；分别调整各个子频带对应的调制信号的传输功率，形成模拟OFDM信号；以传输功率发送模拟OFDM信号。

Description

多子频带信号传输方法、装置、设备及介质
技术领域
本申请涉及高速工业通信系统通信技术领域，具体涉及多子频带信号传输方法、装置、设备及介质。
背景技术
现有的高速工业通信系统主要分为两类。一种为CAN总线为代表的现场高速工业通信系统，主要特点为采用总线型拓扑结构，即一对双绞线可以连接多个传感器、执行器，这种网络结构安装方便简单。
发明人发现，这种拓扑结构由于节点之间采用总线方式连接，节点的阻抗不容易做到完全匹配，会在通信中引入回波多径，对高速数据通信会有严重影响。而且直接使用基带信号进行数据传输，消除回波多径影响需要复杂的均衡技术，实现较为困难。且系统中没有专门设计加扰，交织，FEC码技术提高系统传输的可靠性，通常数据传输速率低，当传输介质为双绞线时，CAN总线通信距离40米时，最高通信速率大约为1Mbps。
另一种现场总线为实时工业以太网，该类总线系统在物理层采用了以太网传输技术，数据传输速率高，大约为10Mbps～100Mbps，通信机制大部分采用了CSMA/CD的方式。
发明人发现，实时工业以太网在单网节点多时会引起数据拥塞，使得在单网用户节点数受限。为了减少数据拥塞，需要引入交换机进行桥接，这样会造成网络拓扑结构复杂，且增加系统安装费用。实时工业以太网系统，同步机制主要使用IEEE1588同步技术，使用物理层打时间戳的方式进行同步，这种同步方式同步精度会受网络拓扑的影响，而且发送时间戳也增加了系统额外开销，该系统传输距离短，在100Mbps的速率下支持的传输距离约100米。
在总线型拓扑结构的现场高速通信系统，在传输距离较长时，由于色散和多径反射，会使信道为频率选择性衰落，图1是本申请一实施例提供的一种有衰落的信道示意图，如图1所示，每个子频带的信号质量会有很大差异，反之，在传输距离很短且多径反射不严重时，信道在频域大多为平坦特性，每个子频带的信号质量几乎相同。
发明人还发现，在实际应用中，根据不同的应用场景要求，或者要求每个子频带传输的信号质量相同；或者要求每个子频带传输不同QoS的业务数据。现有的包括上述的有线高速工业通信系统都采用了基带传输，这种传输方式在频域不能进行灵活分割调度，在高速长距离场景，色散和回波反射会对数据通信性能有严重影响，不能满足不同的应用场景要求。
发明内容
本申请实施例提供一种高速工业通信系统的多子频带信号传输方法，包括：获取与待发送数据流对应的各个调制信号；将各个所述调制信号分配到各个子频带；其中，整个信号频带中的多个有效子载波划分成至少两个子频带，每个所述子频带包括至少一个有效子载波；分别调整各个所述子频带对应的所述调制信号的传输功率，形成模拟OFDM信号；以所述传输功率发送所述模拟OFDM信号。
作为本申请的一个方面，所述分别调整各个所述子频带对应的所述调制信号的传输功率，形成模拟OFDM信号，包括：根据各个所述子频带的功率调整系数，分别调整各个所述子频带对应的所述调制信号的传输功率，形成模拟OFDM信号。
作为本申请可选择的一个方案，所述根据各个所述子频带的功率调整系数，分别调整各个所述子频带对应的所述调制信号的传输功率，形成模拟OFDM信号，包括：将各个所述子频带对应的所述调制信号乘以所述子频带的功率调整系数，得到各个功率调整后的第一调制信号；将所述第一调制信号转换成第一时域信号；将所述第一时域信号进行转换处理得到第一模拟时域信号，形成第一模拟OFDM信号。
作为本申请可选择的一个方案，所述根据各个所述子频带的功率调整系数，分别调整各个所述子频带对应的所述调制信号的传输功率，形成模拟OFDM信号，包括：将各个所述子频带对应的所述调制信号转换成第二时域信号；将各个所述第二时域信号乘以所述子频带的功率调整系数，得到各个功率调整后的第二时域调制信号；将各个所述第二时域调制信号进行转换处理得到第二模拟OFDM信号。
作为本申请可选择的一个方案，所述根据各个所述子频带的功率调整系数，分别调整各个所述子频带对应的所述调制信号的传输功率，形成模拟OFDM信号，包括：将各个所述子频带对应的所述调制信号转换成各个第三时域信号；将各个所述第三时域信号进行转换处理得到各个第三模拟时域信号；将各个所述第三模拟时域信号放大所述子频带的功率调整系数，生成得到功率调整后的第三模拟OFDM信号。
作为本申请的一个方面，所述至少两个子频带包括第一子频带和第二子频带，所述第一子频带和所述第二子频带包含的所述有效子载波的数量相同。
本申请实施例还提供一种高速工业通信系统的多子频带信号传输装置，包括信号获取模块、分配模块、功率调整模块、发送模块，所述信号获取模块获取与待发送数据流对应的各个调制信号；所述分配模块将各个所述调制信号分配到各个子频带；其中，整个信号频带中的多个有效子载波划分成至少两个子频带，每个所述子频带包括至少一个有效子载波；所述功率调整模块分别调整各个所述子频带对应的所述调制信号的传输功率，形成模拟OFDM信号；所述发送模块以所述传输功率发送所述OFDM信号。
作为本申请可选择的一个方案，所述功率调整模块包括第一子频带功率分配器、第一频时域转换模块、第一信号处理模块，所述第一子频带功率分配器将各个所述子频带对应的所述调制信号乘以所述子频带的功率调整系数，得到各个功率调整后的第一调制信号；所述第一频时域转换模块将所述第一调制信号转换成第一时域信号；所述第一信号处理模块将所述第一时域信号进行转换处理得到第一模拟时域信号，形成第一模拟OFDM信号。
作为本申请可选择的一个方案，所述功率调整模块包括第二频时域转换模块、第二子频带功率分配器、第二信号处理模块，所述第二频时域转换模块将各个所述子频带对应的所述调制信号转换成第二时域信号；所述第二子频带功率分配器将各个所述第二时域信号乘以所述子频带的功率调整系数，得到各个功率调整后的第二时域调制信号；所述第二信号处理模块将各个所述第二时域调制信号进行转换处理得到第二模拟OFDM信号。
作为本申请可选择的一个方案，所述功率调整模块包括第三频时域转换模块、第三信号处理模块、第三子频带功率分配器，所述第三频时域转换模块将各个所述子频带对应的所述调制信号转换成各个第三时域信号；所述第三信号处理模块将各个所述第三时域信号进行转换处理得到各个第三模拟时域信号；所述第三子频带功率分配器将各个所述第三模拟时域信号放大所述子频带的功率调整系数，生成得到功率调整后的第三模拟OFDM信号。
作为本申请的一个方面，所述分配模块将各个所述调制信号分配到第一子频带和第二子频带；其中，整个信号频带中的多个有效子载波划分成所述第一子频带和所述第二子频带，所述第一子频带和所述第二子频带包含的所述有效子载波的数量相同。
本申请实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现上述所述的方法。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有处理器程序,其特征在于，所述处理器程序用于执行上述所述的方法。
本申请实施例提供的技术方案，基于多子频带独立功率分配，进行OFDM信号调制传输，在长距离，高速率传输场景，能够有效地对抗频率选择性衰落，同时可以实现在多个子频带传输不同QoS(Quality of Service，服务质量)的业务数据的应用要求，实现方式简单，实现工业总线长距离、高速、可靠、实时、灵活的数据传输。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例提供的一种有衰落的信道示意图；
图2是本申请一实施例提供的一种高速工业通信系统的多子频带信号传输方法流程示意图；
图3是本申请一实施例提供的一种多子频带功率调整示意图；
图4是本申请另一实施例提供的一种高速工业通信系统的多子频带信号传输方法示意图；
图5是本申请又一实施例提供的一种高速工业通信系统的多子频带信号传输方法示意图；
图6是本申请再一实施例提供的一种高速工业通信系统的多子频带信号传输方法示意图；
图7是本申请一实施例提供的一种高速工业通信系统的多子频带信号传输装置构成示意图；
图8是本申请另一实施例提供的一种高速工业通信系统的多子频带信号传输装置构成示意图；
图9是本申请又一实施例提供的一种高速工业通信系统的多子频带信号传输装置构成示意图；
图10是本申请再一实施例提供的一种高速工业通信系统的多子频带信号传输装置构成示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应当理解，本申请的权利要求、说明书及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本申请的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的，而并不意在限定本申请。如在本申请说明书和权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解，在本申请说明书和权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
高速工业通信系统主要用来解决工业现场传统总线低带宽、无法同时承载实时和非实时以及网络结构复杂的问题，高速工业通信系统可以支持IPV6地址通信，可以支持时间触发的工业控制通信，可以支持TSN，可以支持白名单、深度检测和数据加密等安全机制。
在OFDM系统中，传输的bit传输数据流经过映射器形成调制信息，串并转换后形成传送的信息X[k](k＝0，1，…，M-1)，这些信息分别调制到M个子载波上进行传输。在某些应用场景，每个子载波传输不同业务数据或用户数据。
图2是本申请一实施例提供的一种高速工业通信系统的多子频带信号传输方法流程示意图，包括以下步骤。
在步骤S110中，获取与待发送数据流对应的各个调制信号。
获取待发送数据流，将待发送数据流映射并通过串/并转换成对应的各个调制信号。
在步骤S120中，将各个调制信号分配到各个子频带，其中，整个信号频带中的多个有效子载波划分成至少两个子频带，每个子频带包括至少一个有效子载波。
在本实施例中，把M个有效子载波划分成N个子频带，N≥2。第i个子频带包含的子载波数为Ki，Ki≥1。作为一种优选的方案，每个子频带包含的子载波数量相同，但并不以此为限。将各个串行的调制信号转换成并行的调制信号，分配到各个子频带。
在本实施例中，有效子载波的采样率fs＝100MHz，子载波间隔
Figure BDA0002120904670000071
一个OFDM信号的子载波数M＝1280，频域时域转换的IFFT点数4096，循环前缀的长度为2048点，下边带距离基带的最小距离u＝64个子载波。把M个子载波分成平均分成两个子频带，上半子频带和下半子频带。下半子频带分配总功率的1/4，上半子频带分配总功率的3/4。
在步骤S130中，分别调整各个子频带对应的调制信号的传输功率，形成模拟OFDM信号。
根据各个子频带的功率调整系数，分别调整对各个子频带对应的调制信号的传输功率。图3是本申请一实施例提供的一种多子频带功率调整示意图。如图3所示，子频带的子载波Ki可以随机分配，可以相同，也可以不同，对应功率为Pi，每个子频带的功率Pi可以进行调整。
在本实施例中，通过映射、串并转换得到信息X[k](k＝0，1，...，1279)。将X[0]～X[639]为上半子频带数据，X[640]～X[1279]为下半子频带数据。对上半子频带数据X[0]～X[639]乘以功率因子
Figure BDA0002120904670000081
得到X′[0]～X′[639]，对上半子频带数据X[640]～X[1279]乘以功率因子
Figure BDA0002120904670000082
得到X′[640]～X′[1279]。
对数组x[0]～x[4095]清0，把X′[0]～X′[1279]的数据放入数组x[64]～x[1343]，对x[0]～x[4095]的数据进行IFFT(傅里叶反变换)，并取实部，得到y[0]～y[4095]，取y[2048]～y[4095]作为循环前缀，和数据体y[0]～y[4095]形成OFDM符号Y[0]～Y[6143]。
在步骤S140中，以传输功率发送模拟OFDM信号。
本实施例提供的技术方案，基于多子频带独立功率分配，进行OFDM信号调制传输，在长距离，高速率传输场景，能够有效地对抗频率选择性衰落，同时可以实现在多个子频带传输不同QoS(Quality of Service，服务质量)的业务数据的应用要求，实现方式简单，实现工业总线长距离、高速、可靠、实时、灵活的数据传输。
图4是本申请另一实施例提供的一种高速工业通信系统的多子频带信号传输方法示意图，结合图2和图4，本申请另一实施例提供的一种高速工业通信系统的多子频带信号传输方法如下。
步骤S110，获取与待发送数据流对应的各个调制信号。
获取待发送数据流，将待发送数据流映射并通过串/并转换成对应的各个调制信号。
步骤S120，将各个调制信号分配到各个子频带，其中，整个信号频带中的多个有效子载波划分成至少两个子频带，每个子频带包括至少一个有效子载波。
步骤S230，分别调整各个子频带对应的调制信号的传输功率，形成模拟OFDM信号。
根据各个子频带的功率调整系数，分别调整各个子频带对应的调制信号的传输功率。图3是本申请一实施例提供的一种多子频带功率调整示意图。如图3所示，子频带的子载波Ki可以随机分配，可以相同，也可以不同，对应功率为Pi，每个子频带的功率Pi可以进行调整。
如图4所示，将各个子频带对应的调制信号乘以子频带的功率调整系数，得到各个功率调整后的第一调制信号。将第一调制信号通过补0以及IFFT的频域/时域转换，转换成第一时域信号。将第一时域信号进行并/串转换、加循环前缀及DA及模拟前端处理得到第一模拟时域信号，形成第一模拟OFDM信号。
在本实施例中，每个子频带的功率直接在频域进行调整，如图4所示，子频带功率分配器对N个子频带进行功率调整，对第i个子频带，功率进行ai倍的提升，这里参数ai可以根据系统需要进行配置。
步骤S140，以传输功率发送第一模拟OFDM信号。
在本实施例中，步骤S110、S120、S140与上述实施例相同，不再赘述。
本实施例提供的技术方案，基于多子频带独立功率分配，进行OFDM信号调制传输，在长距离，高速率传输场景，能够有效地对抗频率选择性衰落，同时可以实现在多个子频带传输不同QoS(Quality of Service，服务质量)的业务数据的应用要求，而且每个子频带的功率直接在频域进行调整，计算简单，能实现工业总线长距离、高速、可靠、实时、灵活的数据传输。
图5是本申请又一实施例提供的一种高速工业通信系统的多子频带信号传输方法示意图，结合图2和图5，本申请又一实施例提供的一种高速工业通信系统的多子频带信号传输方法如下。
步骤S110，获取与待发送数据流对应的各个调制信号。
获取待发送数据流，将待发送数据流映射并通过串/并转换成对应的各个调制信号。
步骤S120，将各个调制信号分配到各个子频带，其中，整个信号频带中的多个有效子载波划分成至少两个子频带，每个子频带包括至少一个有效子载波。
步骤S330，分别调整各个子频带对应的调制信号的传输功率，形成模拟OFDM信号。
根据各个子频带的功率调整系数，分别调整各个子频带对应的调制信号的传输功率。图3是本申请一实施例提供的一种多子频带功率调整示意图。如图3所示，子频带的子载波Ki可以随机分配，可以相同，也可以不同，对应功率为Pi，每个子频带的功率Pi可以进行调整。
如图5所示，将各个子频带对应的调制信号通过补0及IFFT频域/时域转换，转换成第二时域信号。将各个第二时域信号乘以子频带的功率调整系数，得到各个功率调整后的第二时域调制信号。将各个第二时域调制信号进行并行/串行转换及加循环前缀转换处理，合成一路信号，经过DA及模拟前端转换得到第二模拟OFDM信号。
在本实施例中，子频带的功率调整采用时域调整功率方法，每个子频带的功率直接在数字信号时域进行调整，N个独立的子频带并行的生成N路时域信号，子频带功率分配器对N路时域信号进行功率调整，对第i个子频带对应的第i路时域信号，功率进行ai倍的提升，这里参数ai可以根据系统需要进行配置。另外，子频带功率分配器可以在IFFT频域时域转换模块之后和加法模块之前的位置灵活调整。
步骤S140，以传输功率发送第二模拟OFDM信号。
在本实施例中，步骤S110、S120、S140与上述实施例相同，不再赘述。
本实施例提供的技术方案，基于多子频带独立功率分配，进行OFDM信号调制传输，在长距离，高速率传输场景，能够有效地对抗频率选择性衰落，同时可以实现在多个子频带传输不同QoS(Quality of Service，服务质量)的业务数据的应用要求，且子频带的功率调整采用时域调整功率方法，实现方式相对于在频域进行调整较为复杂，但是比采用模拟前端调整功率方法简单，能实现工业总线长距离、高速、可靠、实时、灵活的数据传输。
图6是本申请再一实施例提供的一种高速工业通信系统的多子频带信号传输方法示意图，结合图2和图6，本申请再一实施例提供的一种高速工业通信系统的多子频带信号传输方法如下。
步骤S110，获取与待发送数据流对应的各个调制信号。
获取待发送数据流，将待发送数据流映射并通过串/并转换成对应的各个调制信号。
步骤S120，将各个调制信号分配到各个子频带，其中，整个信号频带中的多个有效子载波划分成至少两个子频带，每个子频带包括至少一个有效子载波。
步骤S430，分别调整各个子频带对应的调制信号的传输功率，形成模拟OFDM信号。
根据各个子频带的功率调整系数，分别调整各个子频带对应的调制信号的传输功率。图3是本申请一实施例提供的一种多子频带功率调整示意图。如图3所示，子频带的子载波Ki可以随机分配，可以相同，也可以不同，对应功率为Pi，每个子频带的功率Pi可以进行调整。
如图6所示，将各个子频带对应的调制信号通过补0及IFFT频域/时域转换，转换成各个第三时域信号。将各个第三时域信号进行并行/串行转换及加循环前缀和DA及模拟前端转换处理，得到各个第三模拟时域信号。将各个第三模拟时域信号放大子频带的功率调整系数，生成得到功率调整后的第三模拟OFDM信号。
在本实施例中，子频带的功率调整采用模拟前端调整功率方法，每个子频带的功率直接在模拟前端进行调整，N个独立的子频带并行的生成N路时域信号经过DA模块生成N路模拟信号，子频带功率分配器对N路模拟信号进行功率调整，对第i个子频带对应的第i路模拟信号，功率进行ai倍的提升，这里参数ai可以根据系统需要进行配置。
步骤S140，以传输功率发送第三模拟OFDM信号。
在本实施例中，步骤S110、S120、S140与上述实施例相同，不再赘述。
本实施例提供的技术方案，基于多子频带独立功率分配，进行OFDM信号调制传输，在长距离，高速率传输场景，能够有效地对抗频率选择性衰落，同时可以实现在多个子频带传输不同QoS(Quality of Service，服务质量)的业务数据的应用要求，且子频带的功率调整采用模拟前端调整功率方法，计算相对复杂，但是能实现工业总线长距离、高速、可靠、实时、灵活的数据传输。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，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，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，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可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
进一步需要说明的是，虽然图中的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
高速工业通信系统的多子频带信号传输方法可以应用于一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现所述的方法。
图7是本申请一实施例提供的一种高速工业通信系统的多子频带信号传输装置构成示意图，包括信号获取模块10、分配模块20、功率调整模块30、发送模块40。
信号获取模块10获取与待发送数据流对应的各个调制信号。分配模块20将各个调制信号分配到各个子频带，其中，整个信号频带中的多个有效子载波划分成至少两个子频带，每个子频带包括至少一个有效子载波。功率调整模块30分别调整各个子频带对应的调制信号的传输功率，形成模拟OFDM信号。发送模块40以传输功率发送模拟OFDM信号。
作为一种可选择的方案，装置还包括数据流获取模块50、映射模块60。数据流获取模块50获取待发送数据流。映射模块60将待发送数据流映射成对应的各个调制信号。
图8是本申请另一实施例提供的一种高速工业通信系统的多子频带信号传输装置构成示意图，包括信号获取模块10、分配模块20、功率调整模块30、发送模块40。
信号获取模块10获取与待发送数据流对应的各个调制信号。分配模块20将各个调制信号分配到各个子频带，其中，整个信号频带中的多个有效子载波划分成至少两个子频带，每个子频带包括至少一个有效子载波。功率调整模块30分别调整各个子频带对应的调制信号的传输功率，形成模拟OFDM信号。发送模块40以传输功率发送模拟OFDM信号。
作为一种可选择的方案，装置还包括数据流获取模块50、映射模块60。数据流获取模块50获取待发送数据流。映射模块60将待发送数据流映射成对应的各个调制信号。
功率调整模块30包括第一子频带功率分配器31、第一频时域转换模块32、第一信号处理模块33。
第一子频带功率分配器31将各个子频带对应的调制信号乘以子频带的功率调整系数，得到各个功率调整后的第一调制信号。第一频时域转换模块32将第一调制信号转换成第一时域信号。第一信号处理模块33将第一时域信号进行转换处理得到第一模拟时域信号，形成第一模拟OFDM信号。
具体而言，第一频时域转换模块32在进行频域时域调整信号转换时，还需要进行补0操作。第一信号处理模块33进行转换处理过程中，还进行并/串变换，加循环前缀等，最后形成第一模拟OFDM信号。
图9是本申请又一实施例提供的一种高速工业通信系统的多子频带信号传输装置构成示意图，包括信号获取模块10、分配模块20、功率调整模块30、发送模块40。
信号获取模块10获取与待发送数据流对应的各个调制信号。分配模块20将各个调制信号分配到各个子频带，其中，整个信号频带中的多个有效子载波划分成至少两个子频带，每个子频带包括至少一个有效子载波。功率调整模块30分别调整各个子频带对应的调制信号的传输功率，形成模拟OFDM信号。发送模块40以传输功率发送模拟OFDM信号。
作为一种可选择的方案，装置还包括数据流获取模块50、映射模块60。数据流获取模块50获取待发送数据流。映射模块60将待发送数据流映射成对应的各个调制信号。
功率调整模块30包括第二频时域转换模块34、第二子频带功率分配器35、第二信号处理模块36。
第二频时域转换模块34将各个子频带对应的调制信号转换成各个第二时域信号。第二子频带功率分配器35将各个第二时域信号乘以子频带的功率调整系数，得到各个功率调整后的第二时域调制信号。第二信号处理模块36将各个第二时域调制信号进行转换处理得到第二模拟OFDM信号。
具体而言，第二频时域转换模块34在进行频域时域调制信号转换时，还需要进行补0操作转换成多个第二时域信号。第二信号处理模块36对多个第二时域信号进行转换处理过程中，还进行并/串变换，加循环前缀等，最后通过加法器得到第二模拟OFDM信号。
图10是本申请又一实施例提供的一种高速工业通信系统的多子频带信号传输装置构成示意图，包括信号获取模块10、分配模块20、功率调整模块30、发送模块40。
信号获取模块10获取与待发送数据流对应的各个调制信号。分配模块20将各个调制信号分配到各个子频带，其中，整个信号频带中的多个有效子载波划分成至少两个子频带，每个子频带包括至少一个有效子载波。功率调整模块30分别调整各个子频带对应的调制信号的传输功率，形成模拟OFDM信号。发送模块40以传输功率发送模拟OFDM信号。
作为一种可选择的方案，装置还包括数据流获取模块50、映射模块60。数据流获取模块50获取待发送数据流。映射模块60将待发送数据流映射成对应的各个调制信号。
功率调整模块包括第三频时域转换模块37、第三信号处理模块38、第三子频带功率分配器39。
第三频时域转换模块37将各个子频带对应的调制信号转换成各个第三时域信号。第三信号处理模块38将各个第三时域信号进行转换处理得到各个第三模拟时域信号。第三子频带功率分配器39将各个第三模拟时域信号放大所述子频带的功率调整系数，生成得到功率调整后的第三模拟OFDM信号。
具体而言，第三频时域转换模块37在进行频域时域调制信号转换时，还需要进行补0操作转换成多个第三时域信号。第三信号处理模块38对多个第三时域信号进行转换处理过程中，还进行并/串变换，加循环前缀、DA及模拟前端变换等。第三子频带功率分配器39将各个第三模拟时域信号放大子频带的功率调整系数，得到功率调整后的模拟时域信号，最后生成得到第三模拟OFDM信号。
应该理解，上述的装置实施例仅是示意性的，本申请的装置还可通过其它的方式实现。例如，上述实施例中所述单元/模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。例如，多个单元、模块或组件可以结合，或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略或不执行。
所述作为分离部件说明的单元或模块可以是物理上分开的，也可以不是物理上分开的。作为单元或模块说明的部件可以是物理单元，也可以不是物理单元，即可以位于一个装置中，或者也可以分布到多个装置上。本申请中实施例的方案可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现。
另外，若无特别说明，在本申请各个实施例中的各功能单元/模块可以集成在一个单元/模块中，也可以是各个单元/模块单独物理存在，也可以两个或两个以上单元/模块集成在一起。上述集成的单元/模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件程序模块的形式实现。
所述集成的单元/模块如果以硬件的形式实现时，该硬件可以是数字电路，模拟电路等等。硬件结构的物理实现包括但不局限于晶体管，忆阻器等等。若无特别说明，所述处理器可以是任何适当的硬件处理器，比如CPU、GPU、FPGA、DSP和ASIC等等。若无特别说明，所述存储单元可以是任何适当的磁存储介质或者磁光存储介质，比如，阻变式存储器RRAM(Resistive Random Access Memory)、动态随机存取存储器DRAM(Dynamic Random AccessMemory)、静态随机存取存储器SRAM(Static Random-Access Memory)、增强动态随机存取存储器EDRAM(Enhanced Dynamic Random Access Memory)、高带宽内存HBM(High-Bandwidth Memory)、混合存储立方HMC(Hybrid Memory Cube)等等。
所述集成的单元/模块如果以软件程序模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。上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。
以上对本申请实施例进行了详细介绍，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，以上实施例的说明仅用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。同时，本领域技术人员依据本申请的思想，基于本申请的具体实施方式及应用范围上做出的改变或变形之处，都属于本申请保护的范围。综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (12)

1.一种高速工业通信系统的多子频带信号传输方法，包括：
获取与待发送数据流对应的各个调制信号；
将各个所述调制信号分配到各个子频带；其中，整个信号频带中的多个有效子载波划分成至少两个子频带，每个所述子频带包括至少一个有效子载波；
分别调整各个所述子频带对应的所述调制信号的传输功率，形成模拟OFDM信号；
以所述传输功率发送所述模拟OFDM信号；
其中，所述分别调整各个所述子频带对应的所述调制信号的传输功率，形成模拟OFDM信号，包括：
根据各个所述子频带的功率调整系数，分别调整各个所述子频带对应的所述调制信号的传输功率，形成模拟OFDM信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据各个所述子频带的功率调整系数，分别调整各个所述子频带对应的所述调制信号的传输功率，形成模拟OFDM信号，包括：
将各个所述子频带对应的所述调制信号乘以所述子频带的功率调整系数，得到各个功率调整后的第一调制信号；
将所述第一调制信号转换成第一时域信号；
将所述第一时域信号进行转换处理得到第一模拟时域信号，形成第一模拟OFDM信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据各个所述子频带的功率调整系数，分别调整各个所述子频带对应的所述调制信号的传输功率，形成模拟OFDM信号，包括：
将各个所述子频带对应的所述调制信号转换成第二时域信号；
将各个所述第二时域信号乘以所述子频带的功率调整系数，得到各个功率调整后的第二时域调制信号；
将各个所述第二时域调制信号进行转换处理得到第二模拟OFDM信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据各个所述子频带的功率调整系数，分别调整各个所述子频带对应的所述调制信号的传输功率，形成模拟OFDM信号，包括：
将各个所述子频带对应的所述调制信号转换成各个第三时域信号；
将各个所述第三时域信号进行转换处理得到各个第三模拟时域信号；
将各个所述第三模拟时域信号放大所述子频带的功率调整系数，生成得到功率调整后的第三模拟OFDM信号。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少两个子频带包括第一子频带和第二子频带，所述第一子频带和所述第二子频带包含的所述有效子载波的数量相同。
6.一种高速工业通信系统的多子频带信号传输装置，包括：
信号获取模块，获取与待发送数据流对应的各个调制信号；
分配模块，将各个所述调制信号分配到各个子频带；其中，整个信号频带中的多个有效子载波划分成至少两个子频带，每个所述子频带包括至少一个有效子载波；
功率调整模块，分别调整各个所述子频带对应的所述调制信号的传输功率，形成模拟OFDM信号；
发送模块，以所述传输功率发送所述OFDM信号；
其中，所述功率调整模块用于：
根据各个所述子频带的功率调整系数，分别调整各个所述子频带对应的所述调制信号的传输功率，形成模拟OFDM信号。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述功率调整模块包括：
第一子频带功率分配器，将各个所述子频带对应的所述调制信号乘以所述子频带的功率调整系数，得到各个功率调整后的第一调制信号；
第一频时域转换模块，将所述第一调制信号转换成第一时域信号；
第一信号处理模块，将所述第一时域信号进行转换处理得到第一模拟时域信号，形成第一模拟OFDM信号。
8.根据权利要求6所述的装置，其中，所述功率调整模块包括：
第二频时域转换模块，将各个所述子频带对应的所述调制信号转换成第二时域信号；
第二子频带功率分配器，将各个所述第二时域信号乘以所述子频带的功率调整系数，得到各个功率调整后的第二时域调制信号；
第二信号处理模块，将各个所述第二时域调制信号进行转换处理得到第二模拟OFDM信号。
9.根据权利要求6所述的装置，其中，所述功率调整模块包括：
第三频时域转换模块，将各个所述子频带对应的所述调制信号转换成各个第三时域信号；
第三信号处理模块，将各个所述第三时域信号进行转换处理得到各个第三模拟时域信号；
第三子频带功率分配器，将各个所述第三模拟时域信号放大所述子频带的功率调整系数，生成得到功率调整后的第三模拟OFDM信号。
10.根据权利要求6所述的装置，其中，所述分配模块将各个所述调制信号分配到第一子频带和第二子频带；其中，整个信号频带中的多个有效子载波划分成所述第一子频带和所述第二子频带，所述第一子频带和所述第二子频带包含的所述有效子载波的数量相同。
11.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至权利要求5之任一项所述的方法。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有处理器程序, 其特征在于，所述处理器程序用于执行权利要求1至权利要求5之任一项所述的方法。
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