CN113938361B - 一种通信编码防干扰方法、系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

一种通信编码防干扰方法、系统及存储介质，通信编码防干扰方法包括：接收原始脉冲编码信号；根据预设的防抖时间参数对原始脉冲编码信号进行除抖，并输出第一缓冲寄存脉冲信号；对第一缓冲寄存脉冲信号中的脉冲编码进行占空比检测；确认脉冲编码对应的实际占空比和预设的理论占空比之间的差值状态；根据脉冲编码对应的差值状态，对脉冲编码进行脉冲校正。本发明可以消除窄脉冲的干扰，对原始脉冲编码信号进行校正，得到占空比满足编码规则需求的数据，有效的解决了信号传输过程中环境因素带来的干扰问题和信号质量下降问题，具有很好的实时性和应用性；同时，提高了硬件的抗干扰能力，降低了硬件频繁更换造成的成本增加。

Description

一种通信编码防干扰方法、系统及存储介质

技术领域

本发明属于信息传输领域，具体涉及一种通信编码防干扰方法、系统及存储介质。

背景技术

在串行通信中，例如基于光模块的串行编码通信中，信号在发送端到接收端由于存在各种复杂的环境因素，会导致接收端接收到的信号与发送端的期望数据存在偏差，使得接收端解析出错误数据，降低了通信可靠性。即使是干净的应用场景，随着应用时间的积累损耗，也可能导致发送端和接收端的光模块性能降低，信号质量发生变化导致信号占空比发生畸变，影响信号的解析识别，降低通信可靠性。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种通信编码防干扰方法，解决了串行编码通信可靠性低的问题。本发明还提出了一种通信编码防干扰系统和一种用于执行上述通信编码防干扰方法的计算机可读存储介质。

根据本发明第一方面实施例的通信编码防干扰方法，包括以下步骤：

接收原始脉冲编码信号；

根据预设的防抖时间参数对所述原始脉冲编码信号进行除抖，并输出第一缓冲寄存脉冲信号；

对第一缓冲寄存脉冲信号中的脉冲编码进行占空比检测，以确定所述脉冲编码对应的实际占空比；

确认所述脉冲编码对应的所述实际占空比和预设的理论占空比之间的差值状态，所述差值状态包括正常状态、过少状态、过多状态；

根据所述脉冲编码对应的所述差值状态，对所述脉冲编码进行脉冲校正，以使得所述脉冲编码的实际占空比与所述理论占空比的差值处于预设的占空比误差范围内。

根据本发明实施例的通信编码防干扰方法，至少具有如下技术效果：通过对接收的原始脉冲编码信号进行除抖，可以消除窄脉冲的干扰；通过检测占空比信息，从而可以确定原始脉冲编码信号是否与编码规则的要求一致；进而可以在确认差值状态后，对原始脉冲编码信号进行校正，得到占空比满足编码规则需求的数据。本发明实施例的通信编码防干扰方法解决了信号传输过程中环境因素带来的干扰问题和信号质量下降问题，提高了对接收信号检测和识别的可靠性，具有很好的实时性和应用性；同时，提高了硬件的抗干扰能力，在保证通信质量的前提下延长了硬件使用寿命，降低了硬件频繁更换造成的成本增加。

根据本发明的一些实施例，所述根据预设的防抖时间参数对所述原始脉冲编码信号进行除抖，包括以下步骤：

对所述原始脉冲编码信号进行持续N个电平检测周期的高低电平检测，以确认所述脉冲编码在持续N个所述电平检测周期内的编码电平状态，所述电平状态包括高电平编码、低电平编码、窄脉冲编码，所述高电平编码用于表征所述脉冲编码持续N个所述电平检测周期皆为高电平，所述低电平编码用于表征所述脉冲编码持续N个所述电平检测周期皆为低电平，所述窄脉冲编码用于表征所述脉冲编码连续保持低电平或高电平的个数不足N个；其中，N个所述电平检测周期对应的时间长度与所述防抖时间参数对应的时间长度一致；

根据所述编码电平状态消除所述窄脉冲编码以及生成所述第一缓冲寄存脉冲信号。

根据本发明的一些实施例，所述对第一缓冲寄存脉冲信号中的脉冲编码进行占空比检测，以确定所述脉冲编码对应的实际占空比，包括以下步骤：

确定所述第一缓冲寄存脉冲信号中所述脉冲编码的上升沿和下降沿；

利用采样时钟信号对所述脉冲编码的上升沿和下降沿之间的高电平或低电平持续时间进行计数，以确定电平持续时间；

根据所述原始脉冲编码信号对应的编码规则以及所述电平持续时间确定所述实际占空比。

根据本发明的一些实施例，确认所述差值状态的依据为：

若所述电平持续时间小于预设的电平时间阈值范围，则所述差值状态确认为所述过少状态；

若所述电平持续时间大于所述电平时间阈值范围，则所述差值状态确认为所述过多状态；

若所述电平持续时间处于所述电平时间阈值范围，则所述差值状态确认为所述正常状态。

根据本发明的一些实施例，根据所述第一缓冲寄存脉冲信号得到缓存之后的第二缓冲寄存脉冲信号，若所述差值状态确认为所述过少状态；所述根据所述脉冲编码对应的所述差值状态，对所述脉冲编码进行脉冲校正，包括以下步骤：

根据所述电平持续时间确认缺少的需补足脉冲时长；

根据所述第一缓冲寄存脉冲信号和所述补足脉冲信号时长生成补偿校正脉冲信号；

利用所述补足校正脉冲信号对所述第二缓冲寄存脉冲信号进行校正，以使得所述脉冲编码的实际占空比与所述理论占空比的差值处于所述占空比误差范围内。

根据本发明的一些实施例，根据校正之后的所述第二缓冲寄存脉冲信号得到缓存之后的第三缓冲寄存脉冲信号，若所述差值状态确认为所述过多状态；所述根据所述脉冲编码对应的所述差值状态，对所述脉冲编码进行脉冲校正，包括以下步骤：

根据所述电平持续时间确认超出的需消除脉冲时长；

根据所述第二缓冲寄存脉冲信号和所述需补足脉冲信号时长生成消除校正脉冲信号；

利用所述消除校正脉冲信号对所述第三缓冲寄存脉冲信号进行校正，以使得所述脉冲编码的实际占空比与所述理论占空比的差值处于所述占空比误差范围内。

根据本发明的一些实施例，所述第一缓冲寄存脉冲信号处于第一级缓存；所述第二缓冲寄存脉冲信号处于第二级缓存；所述第三缓冲寄存脉冲信号处于第三季缓存；所述第一级缓存、第二级缓存、第三级缓存构成三级缓存机制。

根据本发明的一些实施例，上述通信编码防干扰方法还包括以下步骤：

将所述消除校正脉冲信号和所述补足校正脉冲信号输出并存储。

根据本发明第二方面实施例的通信编码防干扰系统，包括：

信号接收单元，用于接收原始脉冲编码信号；

除抖单元，用于根据预设的防抖时间参数对所述原始脉冲编码信号进行除抖，并输出第一缓冲寄存脉冲信号；

占空比检测单元，用于对第一缓冲寄存脉冲信号中的脉冲编码进行占空比检测，以确定所述脉冲编码对应的实际占空比；

差值状态确定单元，用于确认所述脉冲编码对应的所述实际占空比和预设的理论占空比之间的差值状态，所述差值状态包括正常状态、过少状态、过多状态；

校正单元，用于根据所述脉冲编码对应的所述差值状态，对所述脉冲编码进行脉冲校正，以使得所述脉冲编码的实际占空比与所述理论占空比的差值处于预设的占空比误差范围内。

根据本发明实施例的通信编码防干扰系统，至少具有如下技术效果：通过除抖单元对接收的原始脉冲编码信号进行除抖，可以消除窄脉冲的干扰；通过占空比检测单元检测占空比信息，从而可以确定原始脉冲编码信号是否与编码规则的要求一致；进而可以在差值状态确定单元确认差值状态后，通过校正单元对原始脉冲编码信号进行校正，得到占空比满足编码规则需求的数据。本发明实施例的通信编码防干扰系统解决了信号传输过程中环境因素带来的干扰问题和信号质量下降问题，提高了对接收信号检测和识别的可靠性，具有很好的实时性和应用性；同时，提高了硬件的抗干扰能力，在保证通信质量的前提下延长了硬件使用寿命，降低了硬件频繁更换造成的成本增加。

根据发明第三方面实施例的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行上述的通信编码防干扰方法。

根据本发明实施例的计算机可读存储介质，至少具有如下有益效果：通过存储介质可以便于计算机可执行指令的存储和转移。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施例的通信编码防干扰方法的流程图；

图2是本发明实施例的通信编码防干扰系统的系统框图；

图3是曼彻斯特编码示例图；

图4是正常编码示例图；

图5是出现抖动信号的编码示意图；

图6是本发明实施例的通信编码防干扰方法消除抖动的编码示意图；

图7是本发明实施例的通信编码防干扰方法补足脉冲编码的编码示意图；

图8是本发明实施例的通信编码防干扰方法消除脉冲编码的编码示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二、第三、第四等等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

根据图1至图8描述根据本发明第一方面实施例的通信编码防干扰方法。

根据本发明实施例的通信编码防干扰方法，包括以下步骤：

接收原始脉冲编码信号；

根据预设的防抖时间参数对原始脉冲编码信号进行除抖，并输出第一缓冲寄存脉冲信号；

对第一缓冲寄存脉冲信号中的脉冲编码进行占空比检测，以确定脉冲编码对应的实际占空比；

确认脉冲编码对应的实际占空比和预设的理论占空比之间的差值状态，差值状态包括正常状态、过少状态、过多状态；

根据脉冲编码对应的差值状态，对脉冲编码进行脉冲校正，以使得脉冲编码的实际占空比与理论占空比的差值处于预设的占空比误差范围内。

参考图1至图8，这里以曼彻斯特编码对本发明实施例的通信编码防干扰方法进行说明，曼彻斯特编码的具体规则如图3所示。图3所示为通信有效速率为20Mbps的正常曼彻斯特编码信号，其中1个比特位占用的时间为50ns(高低电平各占用25ns)，编码中上升沿表示比特位为“1”，下降沿表示比特位为“0”。为了对原始脉冲编码信号进行准确处理，这里利用了200MHz的采样时钟信号来辅助进行后续的计数以及时间确定。这里需要说明，本发明实施例的通信编码防干扰方法并不仅仅适用于曼彻斯特编码，所有具备固定编码规则的编码方式都可以适用。

在接收到原始脉冲编码信号后，首先需要判断是不是窄脉冲干扰，如果是则需要将窄脉冲消除，消除抖动干扰。如图4所示，图4中圆圈标记处的脉冲编码宽度对应的时长小于防抖时间参数，则可以判断该脉冲编码为窄脉冲，从而可以直接将该窄脉冲记作无效脉冲，保持原信号继续输出即可；去抖动后的原始脉冲编码信号为data_out，相当于对原始脉冲编码信号data_in做了4个时钟周期的延迟平移。第一缓冲寄存脉冲信号rx_buf1为data_out经过第一级缓存处理之后的信号。

之后，则需要对第一缓冲寄存脉冲信号进行占空比检测，进而确认第一缓冲寄存脉冲信号中每一个脉冲编码对应的实际占空比，并比较实际占空比与理论占空比之间差值，通过差值来确定差值状态，以判断是否需要进行脉冲校正。差值状态为过少状态、过多状态则说明第一缓冲寄存脉冲信号中编码信号出现错误，需要进行校正；差值状态为正常状态，则说明在占空比误差范围，不需要进行校正。这里需要说明，在具体的编码规则确定后，便可以确定理论占空比，例如：图3示例的曼彻斯特编码中高低电平各占用25ns，则理论占空比为50％。

在对第一缓冲寄存脉冲信号进行校正时，则需要依据差值状态来确定具体的校正方式，正常状态则不需要进行校正，直接通过三级缓存后输出即可；若为过少状态，则说明脉冲编码的占空比不够，需要进行补充，若为过多状态，则说明脉冲编码的占空比过多，需要消除占空比，最终使得脉冲编码的实际占空比理论占空比在占空比误差范围内即可。

根据本发明实施例的通信编码防干扰方法，通过对接收的原始脉冲编码信号进行除抖，可以消除窄脉冲的干扰；通过检测占空比信息，从而可以确定原始脉冲编码信号是否与编码规则的要求一致；进而可以在确认差值状态后，对原始脉冲编码信号进行校正，得到占空比满足编码规则需求的数据。本发明实施例的通信编码防干扰方法解决了信号传输过程中环境因素带来的干扰问题和信号质量下降问题，提高了对接收信号检测和识别的可靠性，具有很好的实时性和应用性；同时，提高了硬件的抗干扰能力，在保证通信质量的前提下延长了硬件使用寿命，降低了硬件频繁更换造成的成本增加。

在本发明的一些实施例中，根据预设的防抖时间参数对原始脉冲编码信号进行除抖，包括以下步骤：

对原始脉冲编码信号进行持续N个电平检测周期的高低电平检测，以确认脉冲编码在持续N个电平检测周期内的编码电平状态，电平状态包括高电平编码、低电平编码、窄脉冲编码，高电平编码用于表征脉冲编码持续N个电平检测周期皆为高电平，低电平编码用于表征脉冲编码持续N个电平检测周期皆为低电平，窄脉冲编码用于表征脉冲编码连续保持低电平或高电平的个数不足N个；其中，N个电平检测周期对应的时间长度与防抖时间参数对应的时间长度一致；

根据编码电平状态消除窄脉冲编码以及生成第一缓冲寄存脉冲信号。

N个电平检测周期对应的时间长度需要和防抖时间参数对应的时间长度一致，从而才能保证消除窄脉冲时的准确性。电平检测周期的确定需要与实际用于检测的信号对应，这里直接使用了采样时钟信号clk来辅助进行，因此，电平检测周期与采样时钟信号的周期一致。如图4、图5所示，这里针对原始脉冲编码信号进行3个采样周期(Sample1、Sample2、Sample3)连续检测，若连续3个采样周期的采样点都是高电平，则确认为高电平编码，若连续3个采样点都是低电平，则确认为是低电平编码，而没有持续到3个采样周期的电平信号则认为是窄脉冲编码，需要消除。由于编码信号为理想正常编码，经过采样周期Sample1、Sample2、Sample3采样后，相当于对原始脉冲编码信号data_in做了4个时钟周期的延迟平移。具体的，如图5所示，在椭圆标记点处存在6ns的干扰窄脉冲，在Sample3采样点处检测到高电平时，Sample1采样点已经变为低电平，因此，干扰脉冲的高电平认为是无效高电平，需将此干扰脉冲滤除掉，保证数据的理想纯净。这里需要说明，N的具体数可以根据实际使用需求来进行设定，并非一直保持3个。

在本发明的一些实施例中，对第一缓冲寄存脉冲信号中的脉冲编码进行占空比检测，以确定脉冲编码对应的实际占空比，包括以下步骤：

确定第一缓冲寄存脉冲信号中脉冲编码的上升沿和下降沿；

利用采样时钟信号对脉冲编码的上升沿和下降沿之间的高电平或低电平持续时间进行计数，以确定电平持续时间；

根据原始脉冲编码信号对应的编码规则以及电平持续时间确定实际占空比。

对第一缓冲寄存脉冲信号在两个相邻时钟周期内进行采样得到脉冲编码的上升沿(如图6中左边矩形框标记所示)、下降沿(如图6中的右边矩形框标记所示)，对每个脉冲编码下降沿/上升沿变化期间进行实时计数，从而得到电平持续时间，电平持续时间包括低电平持续时间neg_cnt和高电平维持时间pos_cnt。进而可以根据低电平持续时间neg_cnt和高电平维持时间pos_cnt来确定脉冲编码的实际占空比。同时，也需要根据原始脉冲编码信号对应的编码规则以及低电平持续时间neg_cnt和高电平维持时间pos_cnt来确定单个脉冲编码的长度是否变化，以确保计算的实际占空比不会是错误数据。

以曼彻斯特编码为例，编码信号如果一直是全“0”或者全“1”的bit位序列，则高低电平维持时间则一直各占用25ns(对应图6中的neg_cnt和pos_cnt计数最大计到4)，如果编码信号为“0”和“1”变化的bit位序列，则高低电平维持时间则占用25ns或者50ns(对应图6中的neg_cnt和pos_cnt计数最大计到4或者9)。因此，根据计数得到高低电平维持时间则可以确定脉冲编码的实际占空比。

在本发明的一些实施例中，确认所述差值状态的依据为：若电平持续时间小于预设的电平时间阈值范围，则差值状态确认为过少状态；若电平持续时间大于电平时间阈值范围，则差值状态确认为过多状态；若电平持续时间处于电平时间阈值范围，则差值状态确认为正常状态。

确认了脉冲编码的实际占空比之后，便需要判断实际占空比与理论占空比之间的差值状态，以便确定是否需要执行校正措施或具体采用哪一种校正措施。这里可以直接使用电平持续时间来进行与理论占空比的比较，比较之前会根据理论占空比以及允许的误差范围设置电平时间阈值范围，例如对于全“0”编码，参考图6，按照采样时钟信号从0计数到4，则说明持续时间正常；考虑到实际情况，会设置一个允许波动的范围(例如小于20％)，此时，只要电平持续时间对应的计数值(只能为整数)小于4或大于4，则说明偏差不在电平时间阈值范围，需要进一步根据计数值确定是过多状态还是过少状态。

具体的，设置允许波动的范围为20％，则脉冲编码的高低电平的维持时间(即电平时间阈值范围)应当在20ns至30ns之间、或者45ns至55ns之间。若检测到占空比正常，则不进行校正，若检测到占空比异常，则按照“多退少补”原则进行校正，例如：如果计数得到的neg_cnt和pos_cnt最大计到4或者9，说明为正常占空比的编码(即正常状态)；如果计数得到的neg_cnt和pos_cnt最大计到3或者8，说明为脉冲占空比偏小20％(即过少状态)，需要进行补偿校正；如果计数得到的neg_cnt和pos_cnt最大计到5或者10，说明为脉冲占空比偏大20％(即过多状态)，需要进行退除校正。这里需要说明，具体计数的多少会依据采样时钟信号clk的频率变化而变化，上述计数值是基于200MHz时设置，若采样频率变化，则对应的计数值也需要变化。

在本发明的一些实施例中，根据第一缓冲寄存脉冲信号得到缓存之后的第二缓冲寄存脉冲信号，若差值状态确认为过少状态；根据脉冲编码对应的差值状态，对脉冲编码进行脉冲校正，包括以下步骤：

根据电平持续时间确认缺少的需补足脉冲时长；

根据第一缓冲寄存脉冲信号和补足脉冲信号时长生成补偿校正脉冲信号；

利用补足校正脉冲信号对第二缓冲寄存脉冲信号进行校正，以使得脉冲编码的实际占空比与理论占空比的差值处于占空比误差范围内。

参考图7，在确认差值状态为过少状态后，这里并不好直接对第一缓冲寄存脉冲信号进行处理，因此将第一缓冲寄存脉冲信号输入第二级缓存后得到第二缓冲寄存脉冲信号rx_buf2，在第二级缓存完成对第二缓冲寄存脉冲信号的补偿校正。

进行校正时，可以根据之前确认实际占空比时计数得到的电平持续时间，来确认补足脉冲信号时长；然后在对应需要进行补足的位置生成补偿校正脉冲信号，并利用补偿校正脉冲信号对第二缓冲寄存脉冲信号进行校正，校正之后的第二缓冲寄存脉冲信号会进一步输入到第三级缓存中。具体的，如图6、图7所示，图6中的椭圆标记点所示，在第二缓冲寄存脉冲信号下降处首先计数得到的高电平维持时间pos_cnt计数为3，则说明高电平占用时间不够，占空比少了20％，需要对其进行补偿校正。如图7所示，在第二缓冲寄存脉冲信号rx_buf2的基础上补偿5ns的补足校正脉冲信号distb_pul，实现高电平补足校正，得到最终校正后的编码信号corr_data，由图7中可以看出，校正后的编码信号占空比恢复正常。

在本发明的一些实施例中，根据校正之后的第二缓冲寄存脉冲信号得到缓存之后的第三缓冲寄存脉冲信号，若差值状态确认为过多状态；根据脉冲编码对应的差值状态，对脉冲编码进行脉冲校正，包括以下步骤：

根据电平持续时间确认超出的需消除脉冲时长；

根据第二缓冲寄存脉冲信号和需补足脉冲信号时长生成消除校正脉冲信号；

利用消除校正脉冲信号对第三缓冲寄存脉冲信号进行校正，以使得脉冲编码的实际占空比与理论占空比的差值处于占空比误差范围内。

对于脉冲编码下降沿处高电平占空比偏大和上升沿处低电平占空比偏大的情况，需要采用退除校正，由于脉冲编码在退除时需要往前追溯一个采样周期，因此需要在第三缓冲寄存脉冲信号rx_buf3的基础上进行。第二缓冲寄存脉冲信号校正后得到的编码信号(即图7中所示编码信号corr_data)会进一步经过第三级缓存处理即可得到第三缓冲寄存脉冲信号rx_buf3。

参考图8，进行校正时，可以根据之前确认实际占空比时计数得到的电平持续时间来确认消除脉冲信号时长，然后在对应位置生成消除校正脉冲信号，并利用消除校正脉冲信号对第三缓冲寄存脉冲信号进行校正，并输出最终的编码信号corr_ouput。

这里对校正的原理进行简要说明，高电平即为“0”，低电平即为“1”，进行脉冲编码补足时，可以在缺失高电平的位置直接补入一个周期的“1”即可，进行脉冲编码消除时，同样可以在多于高电平的位置直接补入一个周期的“1”，从而将“1”变为“0”，即实现了高低电平的转换。

此外，这里对具体的占空比校正过程做进一步说明。以最先计数确定的异常的电平持续时间(此段中，后续以t1进行描述)为基准，先对该处的电平持续时间按“多退少补”原则进行起始校正。确定此位置之后的下一个电平持续时间(此段中，后续以t2进行描述)，若满足“t1+t2＝8或者13或者18”的条件，则即使统计得到的t2时间异常，该位置处也不需要再做校正；若下一个统计时间t2不满足“t1+t2＝8或者13或者18”的条件，则对“t1+t2”按照“多退少补”原则进行校正。如图6中的椭圆标记点处所示，标记点处之后的neg_cnt为5，满足“t1+t2＝8或者13或者18”的条件，因此其不需要进行校正；最终只需对标记点处补偿5ns的高电平维持时间。这样可以避免因为前一个电平持续时间错误而对整个脉冲编码进行校正。

在本发明的一些实施例中，第一缓冲寄存脉冲信号处于第一级缓存；第二缓冲寄存脉冲信号处于第二级缓存；第三缓冲寄存脉冲信号处于第三季缓存；第一级缓存、第二级缓存、第三级缓存构成三级缓存机制。采用三级缓存机制可以更好的执行的本发明实施例的通信编码防干扰方法，使得整体执行更为流畅，同时也可以减少软件和硬件之间的协调过程，提高整体的校正速率。具体的，对于第一级缓存，主要用于对第一缓冲寄存脉冲信号进行计数，以确定实际占空比。对于第二级缓存，主要用于对第二缓冲寄存脉冲信号进行补偿；对于第三级缓存，主要用于对第三缓冲寄存脉冲信号进行消除；三级缓存的功能分配明确，在实际进行校正时，只需要逐级采用针对性运算即可，对于没有问题的一级缓存，则直接缓存后输出即可。

在本发明的一些实施例中，上述通信编码防干扰方法还包括以下步骤：

将消除校正脉冲信号和补足校正脉冲信号输出并存储。

将消除校正脉冲信号和补足校正脉冲信号输出，可以便于定位相应错误位置，以供后续进行异常故障分析测试时使用。

根据本发明第二方面实施例的通信编码防干扰系统，包括：信号接收单元、除抖单元、占空比检测单元、差值状态确定单元、校正单元。

信号接收单元，用于接收原始脉冲编码信号；

除抖单元，用于根据预设的防抖时间参数对原始脉冲编码信号进行除抖，并输出第一缓冲寄存脉冲信号；

占空比检测单元，用于对第一缓冲寄存脉冲信号中的脉冲编码进行占空比检测，以确定脉冲编码对应的实际占空比；

差值状态确定单元，用于确认脉冲编码对应的实际占空比和预设的理论占空比之间的差值状态，差值状态包括正常状态、过少状态、过多状态；

校正单元，用于根据脉冲编码对应的差值状态，对脉冲编码进行脉冲校正，以使得脉冲编码的实际占空比与理论占空比的差值处于预设的占空比误差范围内。

参考图1至图8，这里以曼彻斯特编码对本发明实施例的通信编码防干扰方法进行说明，曼彻斯特编码的具体规则如图3所示。图3所示为通信有效速率为20Mbps的正常曼彻斯特编码信号，其中1个比特位占用的时间为50ns(高低电平各占用25ns)，编码中上升沿表示比特位为“1”，下降沿表示比特位为“0”。为了对原始脉冲编码信号进行准确处理，这里利用了200MHz的采样时钟信号来辅助进行后续的计数以及时间确定。这里需要说明，本发明实施例的通信编码防干扰方法并不仅仅适用于曼彻斯特编码，所有具备固定编码规则的编码方式都可以适用。

在信号接收单元接收到原始脉冲编码信号后，首先需要通过除抖单元判断是不是窄脉冲干扰，如果是则需要将窄脉冲消除，消除抖动干扰。如图4所示，图4中圆圈标记处的脉冲编码宽度对应的时长小于防抖时间参数，则可以判断该脉冲编码为窄脉冲，从而可以直接将该窄脉冲记作无效脉冲，保持原信号继续输出即可；去抖动后的原始脉冲编码信号为data_out，相当于对原始脉冲编码信号data_in做了4个时钟周期的延迟平移。第一缓冲寄存脉冲信号rx_buf1为data_out经过第一级缓存处理之后的信号。

之后，则需要占空比检测单元对第一缓冲寄存脉冲信号进行占空比检测，进而确认第一缓冲寄存脉冲信号中每一个脉冲编码对应的实际占空比，并通过差值状态确定单元比较实际占空比与理论占空比之间差值，通过差值来确定差值状态，以判断是否需要进行脉冲校正。差值状态为过少状态、过多状态则说明第一缓冲寄存脉冲信号中编码信号出现错误，需要通过校正单元进行校正；差值状态为正常状态，则说明在占空比误差范围，不需要进行校正。这里需要说明，在具体的编码规则确定后，便可以确定理论占空比，例如：图3示例的曼彻斯特编码中高低电平各占用25ns，则理论占空比为50％。

在对第一缓冲寄存脉冲信号进行校正时，则需要依据差值状态来确定具体的校正方式，正常状态则不需要进行校正，直接通过三级缓存后输出即可；若为过少状态，则说明脉冲编码的占空比不够，需要进行补充，若为过多状态，则说明脉冲编码的占空比过多，需要消除占空比，最终使得脉冲编码的实际占空比理论占空比在占空比误差范围内即可。

根据本发明实施例的通信编码防干扰系统，通过除抖单元对接收的原始脉冲编码信号进行除抖，可以消除窄脉冲的干扰；通过占空比检测单元检测占空比信息，从而可以确定原始脉冲编码信号是否与编码规则的要求一致；进而可以在差值状态确定单元确认差值状态后，通过校正单元对原始脉冲编码信号进行校正，得到占空比满足编码规则需求的数据。本发明实施例的通信编码防干扰系统解决了信号传输过程中环境因素带来的干扰问题和信号质量下降问题，提高了对接收信号检测和识别的可靠性，具有很好的实时性和应用性；同时，提高了硬件的抗干扰能力，在保证通信质量的前提下延长了硬件使用寿命，降低了硬件频繁更换造成的成本增加。

根据发明第三方面实施例的计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于使计算机执行上述的通信编码防干扰方法。

根据本发明实施例的计算机可读存储介质，通过存储介质可以便于计算机可执行指令的存储和转移。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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。

尽管上述结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种通信编码防干扰方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收原始脉冲编码信号；

根据预设的防抖时间参数对所述原始脉冲编码信号进行除抖，并输出第一缓冲寄存脉冲信号；

对第一缓冲寄存脉冲信号中的脉冲编码进行占空比检测，以确定所述脉冲编码对应的实际占空比；

确认所述脉冲编码对应的所述实际占空比和预设的理论占空比之间的差值状态，所述差值状态包括正常状态、过少状态、过多状态；

根据所述脉冲编码对应的所述差值状态，对所述脉冲编码进行脉冲校正，以使得所述脉冲编码的实际占空比与所述理论占空比的差值处于预设的占空比误差范围内;

所述对第一缓冲寄存脉冲信号中的脉冲编码进行占空比检测，以确定所述脉冲编码对应的实际占空比，包括以下步骤：

确定所述第一缓冲寄存脉冲信号中所述脉冲编码的上升沿和下降沿；

利用采样时钟信号对所述脉冲编码的上升沿和下降沿之间的高电平或低电平持续时间进行计数，以确定电平持续时间；

根据所述原始脉冲编码信号对应的编码规则以及所述电平持续时间确定所述实际占空比;

根据所述第一缓冲寄存脉冲信号得到缓存之后的第二缓冲寄存脉冲信号，若所述差值状态确认为所述过少状态；所述根据所述脉冲编码对应的所述差值状态，对所述脉冲编码进行脉冲校正，包括以下步骤：

根据所述电平持续时间确认缺少的需补足脉冲时长；

根据所述第一缓冲寄存脉冲信号和所述补足脉冲信号时长生成补偿校正脉冲信号；

利用所述补足校正脉冲信号对所述第二缓冲寄存脉冲信号进行校正，以使得所述脉冲编码的实际占空比与所述理论占空比的差值处于所述占空比误差范围内;

根据校正之后的所述第二缓冲寄存脉冲信号得到缓存之后的第三缓冲寄存脉冲信号，若所述差值状态确认为所述过多状态；所述根据所述脉冲编码对应的所述差值状态，对所述脉冲编码进行脉冲校正，包括以下步骤：

根据所述电平持续时间确认超出的需消除脉冲时长；

根据所述第二缓冲寄存脉冲信号和所述需补足脉冲信号时长生成消除校正脉冲信号；

利用所述消除校正脉冲信号对所述第三缓冲寄存脉冲信号进行校正，以使得所述脉冲编码的实际占空比与所述理论占空比的差值处于所述占空比误差范围内;

所述第一缓冲寄存脉冲信号处于第一级缓存；所述第二缓冲寄存脉冲信号处于第二级缓存；所述第三缓冲寄存脉冲信号处于第三季缓存；所述第一级缓存、第二级缓存、第三级缓存构成三级缓存机制。

2.根据权利要求1所述的通信编码防干扰方法，其特征在于，所述根据预设的防抖时间参数对所述原始脉冲编码信号进行除抖，包括以下步骤：

对所述原始脉冲编码信号进行持续N个电平检测周期的高低电平检测，以确认所述脉冲编码在持续N个所述电平检测周期内的编码电平状态，所述电平状态包括高电平编码、低电平编码、窄脉冲编码，所述高电平编码用于表征所述脉冲编码持续N个所述电平检测周期皆为高电平，所述低电平编码用于表征所述脉冲编码持续N个所述电平检测周期皆为低电平，所述窄脉冲编码用于表征所述脉冲编码连续保持低电平或高电平的个数不足N个；其中，N个所述电平检测周期对应的时间长度与所述防抖时间参数对应的时间长度一致；

根据所述编码电平状态消除所述窄脉冲编码以及生成所述第一缓冲寄存脉冲信号。

3.根据权利要求1所述的通信编码防干扰方法，其特征在于，所述对第一缓冲寄存脉冲信号中的脉冲编码进行占空比检测，以确定所述脉冲编码对应的实际占空比，包括以下步骤：

确定所述第一缓冲寄存脉冲信号中所述脉冲编码的上升沿和下降沿；

利用采样时钟信号对所述脉冲编码的上升沿和下降沿之间的高电平或低电平持续时间进行计数，以确定电平持续时间；

根据所述原始脉冲编码信号对应的编码规则以及所述电平持续时间确定所述实际占空比。

4.根据权利要求3所述的通信编码防干扰方法，其特征在于，确认所述差值状态的依据为：

若所述电平持续时间小于预设的电平时间阈值范围，则所述差值状态确认为所述过少状态；

若所述电平持续时间大于所述电平时间阈值范围，则所述差值状态确认为所述过多状态；

若所述电平持续时间处于所述电平时间阈值范围，则所述差值状态确认为所述正常状态。

5.根据权利要求4所述的通信编码防干扰方法，其特征在于，还包括以下步骤：

将所述消除校正脉冲信号和所述补足校正脉冲信号输出并存储。

6.一种通信编码防干扰系统，其特征在于，包括：

信号接收单元，用于接收原始脉冲编码信号；

除抖单元，用于根据预设的防抖时间参数对所述原始脉冲编码信号进行除抖，并输出第一缓冲寄存脉冲信号；

占空比检测单元，用于对第一缓冲寄存脉冲信号中的脉冲编码进行占空比检测，以确定所述脉冲编码对应的实际占空比；

差值状态确定单元，用于确认所述脉冲编码对应的所述实际占空比和预设的理论占空比之间的差值状态，所述差值状态包括正常状态、过少状态、过多状态；

校正单元，用于根据所述脉冲编码对应的所述差值状态，对所述脉冲编码进行脉冲校正，以使得所述脉冲编码的实际占空比与所述理论占空比的差值处于预设的占空比误差范围内;

所述对第一缓冲寄存脉冲信号中的脉冲编码进行占空比检测，以确定所述脉冲编码对应的实际占空比，包括以下步骤：

确定所述第一缓冲寄存脉冲信号中所述脉冲编码的上升沿和下降沿；

利用采样时钟信号对所述脉冲编码的上升沿和下降沿之间的高电平或低电平持续时间进行计数，以确定电平持续时间；

根据所述原始脉冲编码信号对应的编码规则以及所述电平持续时间确定所述实际占空比;

根据所述第一缓冲寄存脉冲信号得到缓存之后的第二缓冲寄存脉冲信号，若所述差值状态确认为所述过少状态；所述根据所述脉冲编码对应的所述差值状态，对所述脉冲编码进行脉冲校正，包括以下步骤：

根据所述电平持续时间确认缺少的需补足脉冲时长；

根据所述第一缓冲寄存脉冲信号和所述补足脉冲信号时长生成补偿校正脉冲信号；

利用所述补足校正脉冲信号对所述第二缓冲寄存脉冲信号进行校正，以使得所述脉冲编码的实际占空比与所述理论占空比的差值处于所述占空比误差范围内;

根据校正之后的所述第二缓冲寄存脉冲信号得到缓存之后的第三缓冲寄存脉冲信号，若所述差值状态确认为所述过多状态；所述根据所述脉冲编码对应的所述差值状态，对所述脉冲编码进行脉冲校正，包括以下步骤：

根据所述电平持续时间确认超出的需消除脉冲时长；

根据所述第二缓冲寄存脉冲信号和所述需补足脉冲信号时长生成消除校正脉冲信号；

利用所述消除校正脉冲信号对所述第三缓冲寄存脉冲信号进行校正，以使得所述脉冲编码的实际占空比与所述理论占空比的差值处于所述占空比误差范围内;

所述第一缓冲寄存脉冲信号处于第一级缓存；所述第二缓冲寄存脉冲信号处于第二级缓存；所述第三缓冲寄存脉冲信号处于第三季缓存；所述第一级缓存、第二级缓存、第三级缓存构成三级缓存机制。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求1至5任一所述的一种通信编码防干扰方法。