CN111818301A - Cofdm图传系统功率调节方法、系统和反馈装置 - Google Patents

Cofdm图传系统功率调节方法、系统和反馈装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种COFDM图传系统功率调节方法、系统和反馈装置，通过在COFDM图传系统中加入同步的参考传输信号，对接收侧的COFDM信号和参考信号进行信号强度的实时采集和测量，并通过对COFDM信号强度和参考信号强度进行关联计算，进而确定对当前COFDM信号发射功率的调整值，可以实现在收发设备距离较近时适当减少发射功率，避免接收机输入功率饱和，当设备距离较远时，适当增大发射机的功率以弥补信号衰减造成的影响，并且为COFDM的传输提供了供调整和参数同步的第二通道实现了双向的通信。

Description

COFDM图传系统功率调节方法、系统和反馈装置
技术领域
本发明属于COFDM图像传输技术领域，具体涉及一种COFDM图传系统功率调节方法、系统和反馈装置。
背景技术
现在编码正交频分复用COFDM(Coded Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing)在无线高清图像传输方面的应用比较普遍，由于此技术同时应用在地面高清数字电视广播(DVB-T)中，因此技术方案成熟，成本低。它还具有以下优点：非视距应用场景中良好的绕射与穿透能力；既适合固定场景又适合高速移动场景；传输带宽高；优秀的抗电磁干扰性能等。而基于COFDM的此类技术方案缺点也非常的明显，只能做单向音视频传输、不能传输其他数据；在运行时会一直使用最大发射功率进行信号的发送，当收发设备距离很近时会导致接收端的RF输入功率饱和导致阻塞，此时图像会严重卡顿，在极端情况下甚至会损坏接收机，上述缺点限制了COFDM在无线图像传输方面的应用场景，也影响了产品的使用体验。现有技术中虽然也有将COFDM无线图像传输系统本身做成双向通信的技术方案，但技术复杂度很高，成本也很高，也不能解决上述缺点。
发明内容
为了解决现有技术存在的以最大功率发射易导致阻塞，图像卡顿甚至损坏接收机的问题，本发明提供了一种COFDM图传系统功率调节方法、系统和反馈装置其具有在收发设备距离较近时适当减少发射功率，避免接收机输入功率饱和，当设备距离较远时，适当增大发射机的功率以弥补信号衰减造成的影响等特点。
本发明所采用的技术方案为：
一种COFDM图传系统功率调节方法，所述COFDM图传系统包括设置在发送侧的COFDM发射模组和设置于接收侧的COFDM接收模组，包括：
在所述发送侧和所述接收侧之间建立参考信号传输链路；
基于预设频次分别对所述接收侧接收的COFDM信号强度值和参考信号强度值进行采样和滤波，得到COFDM信号强度滤波值和参考信号强度滤波值；
基于预设变化率公式分别计算所述COFDM信号强度滤波值的变化率以及所述参考信号强度滤波值的变化率；
对所述COFDM信号强度滤波值的变化率和所述参考信号强度滤波值的变化率分别进行预设次数的累加，分别得到所述COFDM信号强度滤波值的综合变化率以及所述参考信号强度滤波值的综合变化率；
基于预设融合公式将所述COFDM信号强度滤波值的综合变化率和所述参考信号强度滤波值的综合变化率进行融合得到融合变化率值，并将所述融合变化率值与预设门限值相比较；
若所述融合变化率值大于所述预设门限值，则基于当前所述COFDM信号强度滤波值和预设发射功率调整算法对所述COFDM发射模组的发射功率进行调整。
进一步地，所述基于预设频次分别对所述接收侧接收的COFDM信号强度值和参考信号强度值进行采样和滤波，得到COFDM信号强度滤波值和参考信号强度滤波值包括：
以每秒10次的频次分别对所述COFDM信号强度值和所述参考信号强度值进行采样，并分别存储至对应的移位缓存器；
基于滤波值公式：Vf＝Σ(Vi*(ε+β*i))分别计算所述COFDM信号强度滤波值和所述参考信号强度滤波值，其中i的取值范围为0到K-1，K为所述移位缓存器的长度；Vi为第i位的值；ε为初始(i＝0时)权重系数，β为权重系数斜率，β<0，(ε+β*i)为第i位的权重系数；所有权重系数相加的值为1。
进一步地，所述基于预设变化率公式分别计算所述COFDM信号强度滤波值的变化率以及所述参考信号强度滤波值的变化率包括：
基于Strend＝dV/dt＝(Vfn–Vfn-1)/(1/10)，分别计算所述COFDM信号强度滤波值和所述参考信号强度滤波值的变化率；
其中dV＝Vfn–Vfn-1，为相邻两个滤波值之差，dt为相邻两个采样值的时间差：1/10秒。
进一步地，对所述COFDM信号强度滤波值的变化率和所述参考信号强度滤波值的变化率分别进行预设次数的累加，分别得到所述COFDM信号强度滤波值的综合变化率以及所述参考信号强度滤波值的综合变化率包括：
对所述COFDM信号强度滤波值的变化率以及所述参考信号强度滤波值的变化率分别进行最近1次，最近3次，最近5次和最近10次的累加，分别得到所述COFDM信号强度滤波值的变化率以及所述参考信号强度滤波值的变化率的最近1次，最近3次，最近5次和最近10次的综合变化率。
进一步地，所述基于预设融合公式将所述COFDM信号强度滤波值的综合变化率和所述参考信号强度滤波值的综合变化率进行融合得到融合变化率值包括：
基于RSn＝CSUMn+r*LSUMn,进行融合计算分别得到所述融合变化率值；其中CSUMn为所述COFDM信号强度滤波值的综合变化率，LSUMn为所述参考信号强度滤波值的综合变化率；r为融合系数且小于0.6；n为对应累加次数，取值为1、3、5、10。
进一步地，所述将所述融合变化率值与预设门限值相比较包括：
将RSn的绝对值和对应的预设门限值RSth1，RSth3，RSth5和RSth10对应进行比较，若任一RSn的绝对值大于对应的预设门限值，则对所述COFDM发射模组的发射功率进行调整，其中RSth1>RSth3>RSth5>RSth10。
进一步地，所述基于当前所述COFDM信号强度滤波值和预设发射功率调整算法对所述COFDM发射模组的发射功率进行调整包括：
基于预设划分档位数对所述COFDM发射模组所发送的所述COFDM信号强度值进行划分，并且每个划分档位对应相应的COFDM发射功率；
基于P＝(CR–CRn-1)*(CPn–CPn-1)/(CRn–CRn-1)+CPn-1对所述COFDM发射模组的功率进行线性调整；
其中P为要调整的功率值，CR为当前所述COFDM信号强度滤波值，CRn-1为CR所在划分档位的上一划分档位的界限值，CPn为CR所在划分档位对应的COFDM发射功率，CPn-1为CR所在划分档位的上一划分档位对应的COFDM发射功率；CRn为CR所在划分档位的界限值，CRn-1为CR所在划分档位的上一划分档位的界限值。
进一步地，所述参考信号发射模组和所述参考信号接收模组均为Lora通信模组。
根据本发明具体实施方式提供的一种COFDM图传系统功率反馈装置，包括：第一控制器和参考信号接收模组；
所述第一控制器分别和所述参考信号接收模组以及所述COFDM接收模组连接，用于执行以上所述COFDM图传系统功率调节方法，并将COFDM功率调整值通过所述参考信号接收模组进行发送以对所述COFDM发射模组的发射功率进行调节。
根据本发明具体实施方式提供的一种COFDM图传系统功率调节系统，包括：第二控制器、参考信号发射模组以及以上所述的COFDM图传系统功率反馈装置，所述第二控制器分别和所述参考信号发射模组以及所述COFDM发射模组连接，用于基于所述参考信号发射模组接收的所述COFDM图传系统的功率调节装置反馈的COFDM功率调整值对所述COFDM发射模组的功率进行调节。
本发明的有益效果为：通过在COFDM图传系统中加入同步的参考传输信号，对接收侧的COFDM信号和参考信号进行信号强度的实时采集和测量，并通过对COFDM信号强度和参考信号强度进行关联计算，进而确定对当前COFDM信号发射功率的调整值，可以实现在收发设备距离较近时适当减少发射功率，避免接收机输入功率饱和，当设备距离较远时，适当增大发射机的功率以弥补信号衰减造成的影响，并且为COFDM的传输提供了供调整和参数同步的第二通道实现了双向的通信。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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是根据一示例性实施例提供的COFDM图传系统功率调节方法的流程图；
图2是根据一示例性实施例提供的现有技术中的COFDM图传系统的原理图；
图3是根据一示例性实施例提供的COFDM图传系统功率调节方法的另一流程图；
图4是根据一示例性实施例提供的COFDM图传系统功率反馈装置的原理图；
图5是根据一示例性实施例提供的COFDM图传系统功率调节系统的原理图；
图6是根据一示例性实施例提供的COFDM图传系统功率调节系统发射机的原理图
图7是根据一示例性实施例提供的COFDM图传系统功率调节系统的接收机的原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
参照图1所示，本发明的实施例提供了一种COFDM图传系统功率调节方法，其中COFDM图传系统包括设置在发送侧的COFDM发射模组和设置于接收侧的COFDM接收模组，包括以下步骤：
101、在发送侧和接收侧之间建立参考信号传输链路；
102、基于预设频次分别对接收侧接收的COFDM信号强度值和参考信号强度值进行采样和滤波，得到COFDM信号强度滤波值和参考信号强度滤波值；
103、基于预设变化率公式分别计算COFDM信号强度滤波值的变化率以及参考信号强度滤波值的变化率；
104、对COFDM信号强度滤波值的变化率和参考信号强度滤波值的变化率分别进行预设次数的累加，分别得到COFDM信号强度滤波值的综合变化率以及参考信号强度滤波值的综合变化率；
105、基于预设融合公式将COFDM信号强度滤波值的综合变化率和参考信号强度滤波值的综合变化率进行融合得到融合变化率值，并将融合变化率值与预设门限值相比较；
106、若融合变化率值大于预设门限值，则基于当前COFDM信号强度滤波值和预设发射功率调整算法对COFDM发射模组的发射功率进行调整。
具体的，参照图2所示现有的COFDM无线图像传输系统由高清摄像头，发射机和接收机和显示器四部分组成。其中高清摄像头将拍摄的实时视频数据通过HDMI接口输入到发射机，发射机将视频数据进行编码和调制后通过天线发射出去，接收机将接收到的数据进行解调和解码并恢复成视频流数据，然后将视频数据通过HDMI接口输出到显示器，这个传输的过程是由发射机以最高发射功率传输，并不具备功率控制的功能。而本发明通过在COFDM无线图像传输系统中加入并建立参考信号的传输链路，在进行传输COFDM信号的同时传输参考信号，在接收侧对参考信号和COFDM信号分别进行采样滤波，得到滤波值，再对滤波值进行变化率的计算，然后再对单次的变化率进行预设次数的累加得到各自综合的变化率，这样能体现出信号强度的变化趋势，再对各自的综合变化率进行融合，因为采用的参考信号的频段和COFDM信号的频段相近但不相同，两者的调制方式也不相同，在同一环境下两者的无线特性表现类似但又不完全一样，所以在无线特性的分析上将两者综合考虑可以达到互补的目的，并在一定程度上减小因偶然因素导致的计算误差和误判，并应以COFDM的信号强度的综合变化为主，参考信号强度的综合变化率为辅进行融合变化率的计算，并将融合变化率与预先设定的门限值进行比较，如果有超出门限值的事件发生，则会触发功率调整的计算，将当前COFDM信号强度滤波值带入预设发射功率调整算法得到要调整的功率值对COFDM发射模组的发射功率进行相应的调整即可，实现了根据COFDM信号强度和参考信号强度的变化，根据无线电传播原理，在传输介质不变的情况下，无线发射装置和无线接收装置的距离越远，信号衰减越大，则无线信号强度RSSI值越小，反之亦然。即距离和RSSI成反比。当接收信号强度值高时(设备之间距离近)减小发射功率，已避免接收机的无线输入过饱和。当接收信号强度值低时(设备之间距离远)增加发射功率，从而实现了发射功率的自适应调整。
下面将结合具体的参考信号对本发明的COFDM图传系统功率调节方法进行详细的说明。
参照图3所示，在本发明的一些具体实施例中，因为Lora通信技术具有超高接收灵敏度和超远传输距离，同时通过采用扩频调制技术具有很好的抗干扰性。其接收灵敏度超过-120dBm，优于一般数传电台的-110dBm接收灵敏度。COFDM无线图像传输系统的实际有效接收灵敏度一般在-95dBm左右，Lora通信链路的接收灵敏度比COFDM高25dBm左右。所以当在复杂的环境中COFDM通信因为射频干扰或信号弱而导致通信中断时，Lora通信链路还能够保持正常连接，因此采用Lora信号作为参考信号。
以每秒10次的频次分别对COFDM RSSI值(COFDM信号强度值)和Lora RSSI值(参考信号强度值)进行采样，并分别存储至对应的移位缓存器。
V<sub>0</sub> V<sub>1</sub> V<sub>2</sub> …… V<sub>k-1</sub>
参照上表所示设定一个长度为K的FIFO(先进先出)缓存器，最新的数据V0进入缓存器时最久的数据Vk-1会同时移出缓存器，每次有新的数据进入就会对缓存器内的数据基于滤波值公式：Vf＝Σ(Vi*(ε+β*i))分别计算得到本次COFDM信号强度滤波值和参考信号强度滤波值，其中i的取值范围为0到K-1，K为所述移位缓存器的长度；Vi为第i位的值；ε为初始(i＝0时)权重系数，β为权重系数斜率，β<0，(ε+β*i)为第i位的权重系数；所有权重系数相加的值为1。缓存器内的每一个数据都乘以一个权重系数然后进行累加，设定最新的数据V0的权重系数为ε，其值最大，越旧的数据其权重系数越小，并呈现线性下降，ε和β的组合确定了本滤波算法的响应速度和滤波平滑度，本领域技术人员可根据实际情况的不同设定不同的值，本发明在此不做限制。
接着对COFDMRSSI滤波值和Lora RSSI滤波值分别进行变化率计算：基于Strend＝dV/dt＝(Vfn–Vfn-1)/(1/10)，分别计算COFDM信号强度滤波值和参考信号强度滤波值的变化率；
其中dV＝Vfn–Vfn-1，为相邻两个滤波值之差，dt为相邻两个采样值的时间差：1/10秒。可采用长度为10的数组ArrayC记录COFDM RSSI滤波值变化率，采用长度为10的数组ArrayL记录Lora RSSI滤波值变化率，这样就可得出各自的RSSI的变化趋势。
再对COFDM RSSI滤波值的变化率(COFDM信号强度滤波值的变化率)分别进行最近1次，最近3次，最近5次和最近10次的累加，得到CSUM1，CSUM3，CSUM5，CSUM10。上述计算结果分别表示COFDM RSSI(COFDM信号强度滤波值)最近1次，最近3次，最近5次和最近10次的综合变化率
以及对Lora RSSI滤波值的变化率(参考信号强度滤波值的变化率)分别进行最近1次，最近3次，最近5次和最近10次的累加，得到LSUM1，LSUM3，LSUM5，LSUM10。上述计算结果分别表示Lora RSSI最近1次，最近3次，最近5次和最近10次的综合变化率。
接着基于RSn＝CSUMn+r*LSUMn,对COFDM RSSI的综合变化率和Lora RSSI的综合变化率分别进行以下融合计算：
RS1＝CSUM1+r*LSUM1；RS3＝CSUM3+r*LSUM3；RS5＝CSUM5+r*LSUM5；RS10＝CSUM10+r*LSUM10；
上述CSUMn为COFDM信号强度滤波值的综合变化率，LSUMn为参考信号强度滤波值的综合变化率；r为融合系数且小于0.6；n为对应累加次数，取值为1、3、5、10。因为COFDM无线频率是580MHz频段，Lora无线频率是500MHz频段。这两个频段既相近但又不同，所以在无线特性分析上把两者综合考虑可以达到互补的效果，在一定程度上可以减小因偶然因素导致的计算误差和误判。在上述计算中应以COFDM RSSI为主，Lora RSSI为辅，所以系数r<0.6。
然后将RSn的绝对值和对应的预设门限值RSth1，RSth3，RSth5和RSth10对应进行比较，若任一RSn的绝对值大于对应的预设门限值，则对COFDM发射模组的发射功率进行调整，其中RSth1>RSth3>RSth5>RSth10，这样可对触发功率调整事件的难易程度进行控制，从而更好地对发射功率进行调整。
最后在触发功率调整后基于预设的算法和当前的COFDM信号强度滤波值进行调整值的计算，具体包括：
基于预设划分档位数对COFDM发射模组所发送的COFDM信号强度值进行划分，并且每个划分档位对应相应的COFDM发射功率；参照下表为根据实验测试结果，将COFDM信号RSSI值的范围划分成6个区间CR1–CR6如下：
Figure BDA0002545736390000091
对应的发射模组的COFDM的无线发射功率在一定范围内可调，将其同样划分为六个档位CP1–CP6如下所示：
Figure BDA0002545736390000092
最后基于P＝(CR–CRn-1)*(CPn–CPn-1)/(CRn–CRn-1)+CPn-1对COFDM发射模组的功率进行线性调整；
其中P为要调整的功率值，CR为当前COFDM信号强度滤波值，CRn-1为CR所在划分档位的上一划分档位的界限值，CPn为CR所在划分档位对应的COFDM发射功率，CPn-1为CR所在划分档位的上一划分档位对应的COFDM发射功率；CRn为CR所在划分档位的界限值，CRn-1为CR所在划分档位的上一划分档位的界限值。
例如，当前COFDM信号强度滤波值为-33dBm，属于CR2，则CRn-1为-30dBm，CPn为18dBm，CPn-1为15dBm，CRn为-35dBm，这样得到的调整功率为16.8dBm，发射机就将其当前发射功率调整为16.8dBm。这样就实现了功率的调整，采用高抗干扰性和高接收灵敏度的Lora通信技术做为COFDM无线图传设备控制和同步的通信链路，可以使得在很恶劣的无线环境中也能获得很高的设备控制成功率；
对COFDM和Lora双无线通道的接收信号强度实时测量，并通过对COFDM RSSI变化率和Lora RSSI变化率进行关联计算，以确定当前发射功率调整值。当备距离比较近时，适当减小发射机的发射功率，以避免接收机输入功率饱和。当备距离比较远时，适当增大发射机的发射功率，以弥补信号衰减造成的影响。
可以理解的是，本领域技术人员还可采用其他形式的通信技术作为参考信号进行功率的调整，本发明在此不做限制。
参照图4所示，基于同样的设计思路本发明的实施例还提供了一种COFDM图传系统功率反馈装置，包括：第一控制器和参考信号接收模组；
第一控制器分别和参考信号接收模组以及COFDM接收模组连接，用于执行上述实施例所述COFDM图传系统功率调节方法，并将COFDM功率调整值通过参考信号接收模组进行发送以对COFDM发射模组的发射功率进行调节。COFDM图传系统功率反馈装置可作为功率调整的反馈装置集成在传输系统的接收机中，进行数据的处理以及功率调整值的反馈。
在具体实现中，第一控制器选用ST公司的STM32F103RCT6，此MCU的内核为Cortex-M3，运行主频72MHz，低功耗高性能，具有多达13组各种通信接口。MCU通过SPI总线(SerialPeripheral Interface)和COFDM通信(接收)模组进行数据交互。这包括对COFDM调制器进行参数初始化，读取COFDM无线信号的RSSI，SNR等无线指标，设置COFDM接收频率等。
MCU通过SPI总线(Serial Peripheral Interface)和Lora通信模组进行数据交互。这包括对Lora调制解调器进行参数初始化，通信数据收发传输，对通信协议数据进行协议解析和编码，读取Lora无线信号的RSSI，SNR等无线指标。
Lora通信模组基于Semtech公司的SX1278进行设计。Lora基于扩频调制技术，通过对扩频因子，带宽，编码率等参数进行调整可以在接收灵敏度和数据传输速率之间取得平衡。在本发明中，扩频因子＝8，带宽＝125KHz，编码率＝4/5。此时有效数据传输速率约1.1Kbps，接收灵敏度约-129dBm。其中接收机的MCU和Lora通信模组与发射机的相应部分完全相同，这样可使信号的传输和匹配更加的顺畅。
在本发明的另一具体实施方式中，在具有中继的COFDM无线图像传输系统，此时发射机，中继机和接收机全部内置本发明中的MCU和Lora通信模块。在做功率控制时，与发射机直接建立COFDM通信连接的中继机代替接收机进行COFDM无线输入功率测量，并通过Lora通信链路将测量值传输给发射机。
参照图5所示，本发明的实施例还提供了一种COFDM图传系统功率调节系统，包括：第二控制器、参考信号发射模组以及上述实施例所述的COFDM图传系统功率反馈装置，第二控制器分别和参考信号发射模组以及COFDM发射模组连接，用于基于参考信号发射模组接收的COFDM图传系统的功率调节装置反馈的COFDM功率调整值对COFDM发射模组的功率进行调节。
作为上述实施例的实现方式，参照图6至图7所示，发射机硬件主体由：MCU，H.265编码器，COFDM通信(发射)模组，Lora通信模组，COFDM发射天线，Lora发射/接收天线和电源组成。
对应的接收机硬件主体由：MCU，H.265解码器，COFDM通信(接收)模组，Lora通信模组，COFDM接收天线，Lora发射/接收天线和电源组成。
其中接收机的MCU和Lora通信模组与发射机的相应部分完全相同。
输入给发射机的原始视频数据首先经过H.265编码器进行编码和压缩，经过编码和压缩的数据输入给COFDM通信(发射)模组进行调制，然后经过模组内部的射频电路进行放大和滤波后通过发射天线将信号发射出去。
来自发射机的COFDM无线调制信号经接收机的天线进入COFDM通信(接收)模组，在模组内部经过滤波及LNA(低噪声放大)后进行信号解调及输出。COFDM通信(接收)模组输出的数据流进入H.265解码器进行视频解码。最终H.265解码器将还原后的视频流输出给连接到接收机的显示器。
接收机的MCU分别和Lora通信模组和COFDM接收模组进行交互，确定功率调整值，然后通过Lora通信模组发送至发射机的Lora通信模组，再由发射机的MCU对COFDM接收模组进行功率的调整，从而实现了功率的调整。
本发明上述实施例所提供的COFDM图传系统功率调节方法、系统和反馈装置，在现有的COFDM无线图像传输技术的基础上，通过增加参考信号通讯链路，并对参考信号以及COFDM信号进行采样滤波，并对采样滤波的值进行进一步地分析计算、融合最终得出发射功率的调整值，实现了双向的通讯；通过实时监测接收功率的变化，在收发设备距离发生变化时对发射功率进行控制，从而避免因输入射频功率饱和导致的图像卡顿和设备损坏的问题。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种COFDM图传系统功率调节方法，所述COFDM图传系统包括设置在发送侧的COFDM发射模组和设置于接收侧的COFDM接收模组，其特征在于，包括：
在所述发送侧和所述接收侧之间建立参考信号传输链路；
基于预设频次分别对所述接收侧接收的COFDM信号强度值和参考信号强度值进行采样和滤波，得到COFDM信号强度滤波值和参考信号强度滤波值；
基于预设变化率公式分别计算所述COFDM信号强度滤波值的变化率以及所述参考信号强度滤波值的变化率；
对所述COFDM信号强度滤波值的变化率和所述参考信号强度滤波值的变化率分别进行预设次数的累加，分别得到所述COFDM信号强度滤波值的综合变化率以及所述参考信号强度滤波值的综合变化率；
基于预设融合公式将所述COFDM信号强度滤波值的综合变化率和所述参考信号强度滤波值的综合变化率进行融合得到融合变化率值，并将所述融合变化率值与预设门限值相比较；
若所述融合变化率值大于所述预设门限值，则基于当前所述COFDM信号强度滤波值和预设发射功率调整算法对所述COFDM发射模组的发射功率进行调整。
2.根据权利要求1所述的COFDM图传系统功率调节方法，其特征在于，所述基于预设频次分别对所述接收侧接收的COFDM信号强度值和参考信号强度值进行采样和滤波，得到COFDM信号强度滤波值和参考信号强度滤波值包括：
以每秒10次的频次分别对所述COFDM信号强度值和所述参考信号强度值进行采样，并分别存储至对应的移位缓存器；
基于滤波值公式：Vf＝Σ(Vi*(ε+β*i))分别计算所述COFDM信号强度滤波值和所述参考信号强度滤波值，其中i的取值范围为0到K-1，K为所述移位缓存器的长度；Vi为第i位的值；ε为初始(i＝0时)权重系数，β为权重系数斜率，β<0,(ε+β*i)为第i位的权重系数，所有权重系数相加的值为1。
3.根据权利要求2所述的COFDM图传系统功率调节方法，其特征在于，所述基于预设变化率公式分别计算所述COFDM信号强度滤波值的变化率以及所述参考信号强度滤波值的变化率包括：
基于Strend＝dV/dt＝(Vfn–Vfn-1)/(1/10)，分别计算所述COFDM信号强度滤波值和所述参考信号强度滤波值的变化率；
其中dV＝Vfn–Vfn-1，为相邻两个滤波值之差，dt为相邻两个采样值的时间差：1/10秒。
4.根据权利要求3所述的COFDM图传系统功率调节方法，其特征在于，对所述COFDM信号强度滤波值的变化率和所述参考信号强度滤波值的变化率分别进行预设次数的累加，分别得到所述COFDM信号强度滤波值的综合变化率以及所述参考信号强度滤波值的综合变化率包括：
对所述COFDM信号强度滤波值的变化率以及所述参考信号强度滤波值的变化率分别进行最近1次，最近3次，最近5次和最近10次的累加，分别得到所述COFDM信号强度滤波值的变化率以及所述参考信号强度滤波值的变化率的最近1次，最近3次，最近5次和最近10次的综合变化率。
5.根据权利要求4所述的COFDM图传系统功率调节方法，其特征在于，所述基于预设融合公式将所述COFDM信号强度滤波值的综合变化率和所述参考信号强度滤波值的综合变化率进行融合得到融合变化率值包括：
基于RSn＝CSUMn+r*LSUMn,进行融合计算分别得到所述融合变化率值；其中CSUMn为所述COFDM信号强度滤波值的综合变化率，LSUMn为所述参考信号强度滤波值的综合变化率；r为融合系数且小于0.6；n为对应累加次数，取值为1、3、5、10。
6.根据权利要求5所述的COFDM图传系统功率调节方法，其特征在于，所述将所述融合变化率值与预设门限值相比较包括：
将RSn的绝对值和对应的预设门限值RSth1，RSth3，RSth5和RSth10对应进行比较，若任一RSn的绝对值大于对应的预设门限值，则对所述COFDM发射模组的发射功率进行调整，其中RSth1>RSth3>RSth5>RSth10。
7.根据权利要求6所述的COFDM图传系统功率调节方法，其特征在于，所述基于当前所述COFDM信号强度滤波值和预设发射功率调整算法对所述COFDM发射模组的发射功率进行调整包括：
基于预设划分档位数对所述COFDM发射模组所发送的所述COFDM信号强度值进行划分，并且每个划分档位对应相应的COFDM发射功率；
基于P＝(CR–CRn-1)*(CPn–CPn-1)/(CRn–CRn-1)+CPn-1对所述COFDM发射模组的功率进行线性调整；
其中P为要调整的功率值，CR为当前所述COFDM信号强度滤波值，CRn-1为CR所在划分档位的上一划分档位的界限值，CPn为CR所在划分档位对应的COFDM发射功率，CPn-1为CR所在划分档位的上一划分档位对应的COFDM发射功率；CRn为CR所在划分档位的界限值，CRn-1为CR所在划分档位的上一划分档位的界限值。
8.根据权利要求1至7任一项所述的COFDM图传系统功率调节方法，其特征在于，所述参考信号发射模组和所述参考信号接收模组均为Lora通信模组。
9.一种COFDM图传系统功率反馈装置，其特征在于，包括：第一控制器和参考信号接收模组；
所述第一控制器分别和所述参考信号接收模组以及所述COFDM接收模组连接，用于执行权利要求1至8任一项所述COFDM图传系统功率调节方法，并将COFDM功率调整值通过所述参考信号接收模组进行发送以对所述COFDM发射模组的发射功率进行调节。
10.一种COFDM图传系统功率调节系统，其特征在于，包括：第二控制器、参考信号发射模组以及权利要求9所述的COFDM图传系统功率反馈装置，所述第二控制器分别和所述参考信号发射模组以及所述COFDM发射模组连接，用于基于所述参考信号发射模组接收的所述COFDM图传系统的功率调节装置反馈的COFDM功率调整值对所述COFDM发射模组的功率进行调节。
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