CN112217537B - 多通道信号收发系统、方法、电子设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种多通道信号收发系统、方法、电子设备和存储介质，应用于信号处理技术领域，其中，系统包括：多通道信号收发单元具有N个信号收发通道，用于接收N个天线信号并将天线信号同步转换为数字信号，传输至数据传输模块；预设终端用于获取数据传输模块传输的N个数字信号，并对各数字信号进行同步调频处理，得到各数字信号的调频结果，对调频结果进行解析处理，得到解析结果并根据解析结果，从N个信号收发通道中选择目标信号收发通道，并生成第一控制参数传输至数据传输单元；多通道信号收发单元还用于获取数据传输单元传输的第一控制参数，并根据第一控制参数控制目标信号收发通道将对应的调频结果转换为模拟信号，并发送模拟信号。

Description

多通道信号收发系统、方法、电子设备和存储介质

技术领域

本申请涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种多通道信号收发系统、方法、电子设备和存储介质。

背景技术

随着现代电子技术的不断发展，自适应阵列天线广泛应用于各个电子设备中，在雷达、通信、声呐众多领域有极为广阔的应用前景。相应地，阵列信号处理就成为当前信号处理领域的一个非常活跃的研究内容。

现有技术中，一般只能采集和处理单通道或者双通道的天线信号，而对于多通道的信号采集和处理，是通过串行处理来实现的，通讯的效率较低；在多频段的应用场景，无法实现多路信号的并行处理。

发明内容

本申请提供了一种多通道信号收发系统、方法、电子设备和存储介质，用以解决现有技术中，对于多通道的信号采集和处理，通过串行处理来实现，通讯的效率较低；以及，在多频段的应用场景，无法实现多路信号的并行处理的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种多通道信号收发系统，包括：

多通道信号收发单元、数据传输模块和预设终端；

所述多通道信号收发单元具有N个信号收发通道，用于接收N个天线信号，并将所述天线信号同步转换为数字信号，传输至所述数据传输模块；

所述预设终端，用于获取所述数据传输模块传输的N个所述数字信号，并对各所述数字信号进行同步调频处理，得到各所述数字信号的调频结果，对所述调频结果进行解析处理，得到解析结果，并根据所述解析结果，从所述N个信号收发通道中选择目标信号收发通道，并生成第一控制参数传输至所述数据传输单元；

所述多通道信号收发单元，还用于获取所述数据传输单元传输的所述第一控制参数，并根据所述第一控制参数控制所述目标信号收发通道将对应的调频结果转换为模拟信号，并发送所述模拟信号。

可选的，所述预设终端具体用于：

在获取到N个所述数字信号后，对各所述数字信号同步进行数字下变频和傅里叶变换处理，将处理得到的信号进行空间谱估算得到所述调频结果；

通过自适应算法对各所述调频结果进行同步解析，得到解析结果，根据所述解析结果确定目标信号收发通道，并生成第一控制参数传输至所述数据传输单元。

可选的，所述多通道信号收发单元，包括：N个信号收发通道和数字信号处理模块；

所述信号收发通道，用于接收所述天线信号；

所述数字信号处理模块，用于生成第二控制参数，并将所述第二控制参数传输至各所述信号收发通道；

所述信号收发通道，还用于根据所述第二控制参数将所述天线信号同步转换为数字信号，并传输至所述数字信号处理模块；

所述数字信号处理模块，还用于将所述数字信号传输至所述数据传输模块。

可选的，所述数字信号处理模块，还用于获取所述第一控制参数，并传输至所述目标信号收发通道，所述第一控制参数中包括各所述目标信号收发通道的调频结果；

所述目标信号收发通道，用于将所述第一控制参数中对应的调频结果转换为模拟信号，并发送所述模拟信号。

可选的，各所述信号收发通道包括：天线、射频模块、模数转换模块和数模转换模块；

所述天线，用于接收所述天线信号；

所述射频模块，用于对所述天线信号进行预处理，得到模拟基带信号，所述预处理包括放大和滤波；

所述模数转换模块，用于采集所述模拟基带信号，并转化为数字信号，传输至所述数字信号处理模块；

所述数模转换模块，用于获取所述数字信号处理模块传输的所述第一控制参数中的所述调频结果，并将所述调频结果转换为模拟信号，并传输至所述射频模块；

所述射频模块，还用于将所述模拟信号传输至天线；

所述天线，还用于发送所述模拟信号。

可选的，所述解析结果包括：各所述调频结果对应的天线信号的类型和天线信号的来源。

可选的，所述数据传输模块，包括：USB接口、以太网接口、WiFi接口、蓝牙接口中的一个或多个。

第二方面，本申请实施例提供了一种多通道信号收发方法，包括：

获取N个数字信号，所述数字信号是由多通道信号收发单元对接收的N个天线信号同步转换后得到的；

对各所述数字信号进行同步调频处理，得到各所述数字信号的调频结果；

对所述调频结果进行解析处理，得到解析结果；

根据所述解析结果，从所述N个信号收发通道中选择目标信号收发通道，并生成第一控制参数，以使所述多通道信号收发单元在获取到所述第一控制参数后，根据所述第一控制参数将调频结果转换为模拟信号，并发送所述模拟信号。

第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器、通信接口和存储器通过通信总线完成相互间的通信；

所述存储器，用于存储计算机程序；

所述处理器，用于执行所述存储器中所存储的程序，实现第二方面所述的多通道信号收发方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第二方面所述的多通道信号收发方法。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本申请实施例提供的该系统，通过多通道信号收发单元将接收的多个天线信号同步转换为数字信号，并由预设终端对数字信号进行调频和解析，生成第一控制参数，从而使目标信号收发通道将第一控制参数中的调频结果转换为模拟信号并发送，完成了多路信号的并行处理。如此，本发明结合移动端实现多路信号的采集和处理，具有通道多和处理效率高，处理方便智能化等的优点。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例提供的多通道信号收发系统的结构图；

图2为本申请另一实施例提供的多通道信号收发系统的结构图；

图3为本申请又一实施例提供的多通道信号收发系统的结构图；

图4为本申请一实施例提供的多通道信号收发方法的流程图；

图5为本申请一实施例提供的电子设备的结构图。

附图标记：

多通道信号收发单元-1、信号收发通道-11、数字信号处理模块-12、天线-111、射频模块-112、模数转换模块-113、数模转换模块-114、数据传输模块-2、预设终端-3。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。

本申请一实施例中提供了一种多通道信号收发系统。如图1所示，该多通道信号收发系统，包括：多通道信号收发单元1、数据传输模块2和预设终端3。其中：

多通道信号收发单元1具有N个信号收发通道11，用于接收N个天线111信号，并将天线111信号同步转换为数字信号，传输至数据传输模块2。预设终端3用于对数字信号进行同步处理得到调频结果，并对调频结果解析，生成第一控制参数，使目标信号收发通道以第一控制参数中的调频结果发送信号。

一些实施例中，参照图2，多通道信号收发单元1包括N个信号收发通道11和数字信号处理模块12。其中，N为大于2的正整数。

其中，信号收发通道11用于接收天线111信号。

数字信号处理模块12用于生成第二控制参数，并将第二控制参数传输至各信号收发通道11。具体的，第二控制参数包括时钟信号。各信号收发通道11在同一时钟信号的同步控制下，将各自将其天线111信号同步转换为数字信号，并将转换的数字信号传输至数字信号处理模块12。更进一步的，时钟信号包括第一时钟信号和第二时钟信号，其中，数字信号处理模块12将第一时钟信号传输至射频模块112，以使各射频模块112在第一时钟信号的同步控制下，同时获取天线111信号并进行放大和滤波，数字信号处理模块12将第二时钟信号传输至模数转换模块113，以使各模数转换模块113在第二时钟信号的同步控制下，同时将模拟基带信号转换为数字信号。

进一步的，参照图3，各信号收发通道11均包括：天线111、射频模块112、模数转换模块113和数模转换模块114。其中，射频模块112分别连接天线111、模数转换模块113和数模转换模块114，模数转换模块113和数模转换模块114还与数字信号处理模块12相连。

其中，天线111，用于接收天线111信号。

射频模块112，用于对天线111信号进行预处理，得到模拟基带信号，预处理包括放大和滤波。

一些实施例中，数字信号处理模块12生成第二控制参数，其中第二控制参数包括第一时钟信号和第二时钟信号，各射频模块112在第一时钟信号的同步控制下，同步对天线111信号的放大和滤波，得到模拟基带信号。通过对天线111信号的预处理，可以更加准确的将天线111信号中的干扰滤除，以使后续对信号的处理效率更高。

模数转换模块113，用于采集模拟基带信号，并转化为数字信号，传输至数字信号处理模块12。

一些实施例中，模数转换模块113获取数字信号处理模块传输的第二时钟信号，各模数转换模块113在第二时钟信号的同步控制下，将采集预处理后的模拟基带信号，其转换为数字信号，以便于后续移动终端的同步处理。

数模转换模块114，用于获取数字信号处理模块12传输的第一控制参数中的调频结果，并将调频结果转换为模拟信号，并传输至射频模块112。

一些实施例中，第一控制参数为预设终端3根据获取的数字信号进行调频和解析后得到的，数模转换模块114在获取到第一控制参数后，将其中的调频结果转换为模拟信号。

射频模块112，还用于将模拟信号传输至天线111。

天线111，还用于发送模拟信号。

一些实施例中，数模转换模块114将调频结果转换为模拟信号后，将其通过射频模块112传输至天线111，以使目标信号收发通道以其对应的模拟信号发送。

一些实施例中，数据传输模块2的种类有多种，例如，可以为USB接口、以太网接口、WiFi接口、蓝牙接口中的一个或多个。通过设置数据传输模块2，完成了多通道信号收发单元1与预设终端3之间数据的传输。进一步的，设置多种类型的数据传输模块2，可以使数据传输的过程多样化，保证了数据的传输。

预设终端3，用于获取数据传输模块2传输的N个数字信号，并对各数字信号进行同步调频处理，得到各数字信号的调频结果，对调频结果进行解析处理，得到解析结果，并根据解析结果，从N个信号收发通道11中选择目标信号收发通道，并生成第一控制参数传输至数据传输单元。

一些实施例中，预设终端3对数字信号同步调频处理的过程，具体可以包括：

预设终端3在获取到N个数字信号后，先对各数字信号进行数字下变频和傅里叶变换处理，其中，数字下变频是将中频的数字信号降到基带信号，然后进行抽取、滤波，完成信道数字下变频任务。傅里叶变换的目的是将难以处理的时域信号转换为易于分析的频域信号，大大降低运算量。

预设终端3对调频结果进行解析的过程，具体可以包括：

通过自适应算法对各调频结果进行同步解析，得到解析结果，根据解析结果确定目标信号收发通道，并生成第一控制参数传输至数据传输单元。

其中，自适应算法可以判断各调频结果对应的天线111信号的类型和天线111信号的来源，从而根据天线111信号的类型可以确定出信号收发通道11中的哪些为目标信号收发通道，进而生成第一控制参数，以完成信号的发送。例如，可以在对调频结果解析完成后，可以将最宽的频谱和最大的增益效果的天线组合，作为目标信号收发通道。

其中，预设终端3可以但不限于为移动终端或PC终端。

在一个具体实施例中，多通道信号收发系统包括：N个信号收发通道11，数字信号处理模块12、以太网和移动终端。其中，各信号收发通道11包括：天线111、射频模块112、模数转换模块113和数模转换模块114。

具体的，各天线111接收天线111信号，数字信号处理模块12向各射频模块112传输第一时钟信号以开启射频模块112，各射频模块112对天线111信号同步进行放大和滤波，并将滤波后的信号传输至模数转换模块113，数字信号处理模块12再向各模数转换模块113传输第二时钟信号，使模数转换模块113将滤波后的天线111信号同步转换为数字信号，从而通过以太网将数字信号传输至移动终端。

移动终端在获取到数字信号后，将数字信号进行数字下变频傅里叶变换，然后再对变换后的信号进行空间谱估算，从而得到各天线111信号的调频结果。进一步的，移动终端还会通过自适应算法，对调频结果进行解析，确定出各调频结果对应的天线111信号的类型和天线111信号的来源，从而，根据调频结果确定出目标信号收发通道。从而移动终端生成第一控制参数，第一控制参数中包括各目标信号收发通道发送信号时的调频结果，移动终端将第一控制参数通过以太网传输至数字信号处理模块12，数字信号处理模块12向目标信号收发通道中的数模转换模块114传输第三时钟信号，使数模转换模块114将相应的调频结果转换为模拟信号，再通过射频模块112将模拟信号传输至天线111，从而完成模拟信号的发送。

可以理解的是，上述多通道信号收发系统，可以应用在仓库、地下室等信号较弱的场景中，或其他需要多通道信号收发的场景中。

本申请一实施例中提供了一种多通道信号收发方法，该方法可以应用于任意一种形式的电子设备中，如移动终端和PC终端中。如图4所示，该多通道信号收发方法，包括：

步骤401、获取N个数字信号，数字信号是由多通道信号收发单元对接收的N个天线信号同步转换后得到的。

步骤402、对各数字信号进行同步调频处理，得到各数字信号的调频结果。

步骤403、对调频结果进行解析处理，得到解析结果。

步骤404、根据解析结果，从N个信号收发通道中选择目标信号收发通道，并生成第一控制参数，以使多通道信号收发单元在获取到第一控制参数后，根据第一控制参数将调频结果转换为模拟信号，并发送模拟信号。

基于同一构思，本申请实施例中提供了一种电子设备，如图5所示，该电子设备主要包括：处理器501、通信接口502、存储器503和通信总线504，其中，处理器501、通信接口502和存储器503通过通信总线504完成相互间的通信。其中，存储器503中存储有可被至处理器501执行的程序，处理器501执行存储器503中存储的程序，实现如下步骤：

获取N个数字信号，数字信号是由多通道信号收发单元对接收的N个天线信号同步转换后得到的；

对各数字信号进行同步调频处理，得到各数字信号的调频结果；

对调频结果进行解析处理，得到解析结果；

根据解析结果，从N个信号收发通道中选择目标信号收发通道，并生成第一控制参数，以使多通道信号收发单元在获取到第一控制参数后，根据第一控制参数将调频结果转换为模拟信号，并发送模拟信号。

上述电子设备中提到的通信总线504可以是外设部件互连标准(PeripheralComponent Interconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended IndustryStandard Architecture，简称EISA)总线等。该通信总线504可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

通信接口502用于上述电子设备与其他设备之间的通信。

存储器503可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可选地，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器501的存储装置。

上述的处理器501可以是通用处理器，包括中央处理器(Central ProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等，还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

在本申请的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当该计算机程序在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中所描述的多通道信号收发方法。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行该计算机指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。该计算机可以时通用计算机、专用计算机、计算机网络或者其他可编程装置。该计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、微波等)方式向另外一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。该计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。该可用介质可以是磁性介质(例如软盘、硬盘、磁带等)、光介质(例如DVD)或者半导体介质(例如固态硬盘)等。

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、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种多通道信号收发系统，其特征在于，包括：多通道信号收发单元、数据传输模块和预设终端；

所述多通道信号收发单元具有N个信号收发通道，用于接收N个天线信号，并将所述天线信号同步转换为数字信号，传输至所述数据传输模块；

所述预设终端，用于获取所述数据传输模块传输的N个所述数字信号，并对各所述数字信号进行同步调频处理，得到各所述数字信号的调频结果，对所述调频结果进行解析处理，得到解析结果，并根据所述解析结果，从所述N个信号收发通道中选择目标信号收发通道，并生成第一控制参数传输至所述数据传输模块；所述解析结果包括：各所述调频结果对应的天线信号的类型和天线信号的来源；

所述多通道信号收发单元，还用于获取所述数据传输模块传输的所述第一控制参数，并根据所述第一控制参数控制所述目标信号收发通道将对应的调频结果转换为模拟信号，并发送所述模拟信号。

2.根据权利要求1所述的多通道信号收发系统，其特征在于，所述预设终端具体用于：

在获取到N个所述数字信号后，对各所述数字信号同步进行数字下变频和傅里叶变换处理，将处理得到的信号进行空间谱估算得到所述调频结果；

通过自适应算法对各所述调频结果进行同步解析，得到解析结果，根据所述解析结果确定目标信号收发通道，并生成第一控制参数传输至所述数据传输模块。

3.根据权利要求1所述的多通道信号收发系统，其特征在于，所述多通道信号收发单元，包括：N个信号收发通道和数字信号处理模块；

所述信号收发通道，用于接收所述天线信号；

所述数字信号处理模块，用于生成第二控制参数，并将所述第二控制参数传输至各所述信号收发通道；

所述信号收发通道，还用于根据所述第二控制参数将所述天线信号同步转换为数字信号，并传输至所述数字信号处理模块；

所述数字信号处理模块，还用于将所述数字信号传输至所述数据传输模块。

4.根据权利要求3所述的多通道信号收发系统，其特征在于，

所述数字信号处理模块，还用于获取所述第一控制参数，并传输至所述目标信号收发通道，所述第一控制参数中包括各所述目标信号收发通道的调频结果；

所述目标信号收发通道，用于将所述第一控制参数中对应的调频结果转换为模拟信号，并发送所述模拟信号。

5.根据权利要求4所述的多通道信号收发系统，其特征在于，各所述信号收发通道包括：天线、射频模块、模数转换模块和数模转换模块；

所述天线，用于接收所述天线信号；

所述射频模块，用于对所述天线信号进行预处理，得到模拟基带信号，所述预处理包括放大和滤波；

所述模数转换模块，用于采集所述模拟基带信号，并转化为数字信号，传输至所述数字信号处理模块；

所述数模转换模块，用于获取所述数字信号处理模块传输的所述第一控制参数中的所述调频结果，并将所述调频结果转换为模拟信号，并传输至所述射频模块；

所述射频模块，还用于将所述模拟信号传输至天线；

所述天线，还用于发送所述模拟信号。

6.根据权利要求1所述的多通道信号收发系统，其特征在于，所述数据传输模块，包括：USB接口、以太网接口、WiFi接口、蓝牙接口中的一个或多个。

7.一种多通道信号收发方法，其特征在于，包括：

获取N个数字信号，所述数字信号是由多通道信号收发单元对接收的N个天线信号同步转换后得到的；

对各所述数字信号进行同步调频处理，得到各所述数字信号的调频结果；

对所述调频结果进行解析处理，得到解析结果；所述解析结果包括：各所述调频结果对应的天线信号的类型和天线信号的来源；

根据所述解析结果，从所述多通道信号收发单元的N个信号收发通道中选择目标信号收发通道，并生成第一控制参数，以使所述多通道信号收发单元在获取到所述第一控制参数后，根据所述第一控制参数将调频结果转换为模拟信号，并发送所述模拟信号。

8.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器、通信接口和存储器通过通信总线完成相互间的通信；

所述存储器，用于存储计算机程序；

所述处理器，用于执行所述存储器中所存储的程序，实现权利要求7所述的多通道信号收发方法。

9.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求7所述的多通道信号收发方法。

Images