CN115022421B - 一种有线信号传输电路 - Google Patents

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Abstract

本发明属于传输策略领域，具体涉及一种有线信号传输电路。本发明公开了一种基于正交频分复用的有线信号传输设计方法，适于进行1553B、CAN、RS422/RS485以及快速以太网等多种协议数据的传输，提高了协议处理的效率与兼容性；在OFDM进行逆傅里叶变换前，采用共轭反序数据类型转换消除了傅里叶变换的虚部，提高了基带处理单元的工程可实施性；在接收基带数据时，基于数据同步头识别，并采用能量检测模块和AGC模块，提高了数据接收的可靠性；采用了灵活的加密策略，能够根据系统数据冗余开销和延迟需求，灵活选择加密策略，提高数据传输的安全性；提出了由DAC、PA、PGA、ADC等主要芯片构成的收发单元的基本实现结构，用于支持不同协议总线信号的传输。

Description

一种有线信号传输电路
技术领域
本发明属于传输策略领域，具体涉及一种有线信号传输电路。
背景技术
正交频分复用(OFDM)技术是一种抗干扰能力强、频谱利用率高的传输技术，其在无线通信系统(如：第四代、第五代等无线通信系统)中已得到了成熟的工程化应用。此外，基于OFDM的技术优势，其在有线信号传输领域同样得到了很好的应用：基于该技术部署的宽带家庭网络已经成功商用；采用该技术，利用频域传输技术可以用于提升低速总线系统(如：CAN总线、1553B等)的传输速率，从而无需更换传输电缆，低成本地提升整个总线系统的性能，且易于部署。
在OFDM有线传输系统中，OFDM常见功能是对协议处理后的数据进行调制和处理，以满足物理层发送的需要，同时，实现对物理层数据的接收处理，以满足协议数据恢复和处理的需求。因此，为了满足应用需求，同时具有较好的协议处理兼容性和数据安全性，是该类有线传输控制系统需要具有的关键技术特性。
发明内容
本发明的目的在于提出一种有线信号传输电路，以低成本地实现总线系统的性能提升，提高总线系统速率。
为达上述目的，本发明提出技术方案如下：
一种有线信号传输电路，包括协议处理单元、加密/解密单元、基带处理单元以及收发单元；协议处理单元连接外部主机，协议处理单元通过基带处理单元连接加密/解密单元，加密/解密单元通过收发单元连接外部总线；
协议处理单元包括时钟频率选择模块，时钟频率选择模块由锁相环组成；
加密/解密单元包括算法加密模块和简单加密模块。
优选的，协议处理单元还包括寄存器文件、时钟频率选择模块、数据接收模块和数据发送模块；寄存器文件连接外部主机和数据接收模块，寄存器文件的第一输出端连接数据发送模块的第一输入端，寄存器文件的第二输出端连接时钟频率选择模块的输入端；
数据发送模块的第一输出端连接基带处理单元；
时钟频率选择模块的第一输出端连接数据发送模块的第二输入端，时钟频率选择模块的第二输出端连接数据接收模块；
数据接收模块的第一输入端连接基带处理单元，数据接收模块的第一输出端连接外部主机。
优选的，寄存器文件还包含：接收使能寄存器、发送使能寄存器、加密秘钥寄存器、解密策略寄存器、异或控制寄存器以及状态寄存器。
优选的，基带处理单元包括发送单元、接收单元和参数配置模块；参数配置模块连接发送单元和接收单元；
优选的，发送单元包括发送单元接口模块、组帧模块、里所码编码器、并行扰码模块、符号调制模块、导频数据模块、共轭反序数据类型转换、逆傅里叶变换模块、第一选择器、增益调节模块、循环前缀调理模块、数据类型转换模块、第二选择器；
发送单元接口模块的输入端连接协议处理单元的数据发送模块的第一输出端，发送单元接口模块的输出端连接组帧模块的第一输入端，组帧模块的第一输出端连接里所码编码器的输入端，组帧模块的第二输出端符号调制模块的第一输入端，组帧模块的第三输出端连接导频数据模块的输入端；
导频数据模块的第一输出端连接第一选择器的第二输入端，导频数据模块的第二输出端连接循环前缀调理模块的第三输入端；
里所码编码器的输出端连接并行扰码模块的输入端，并行扰码模块的输出端连接符号调制模块的第二输入端，符号调制模块的第三输入端连接参数配置模块；
符号调制模块的输出端连接共轭反序数据类型转换模块的输入端，共轭反序数据类型转换模块的输出端，连接逆傅里叶变换模块的输入端，逆傅里叶变换模块的第一输出端连接第一选择器的第一输入端，逆傅里叶变换模块的第二输出端连接循环前缀调理模块的第一输入端；
第一选择器的输出端通过增益调节模块连接循环前缀调理模块的第二输入端；
循环前缀调理模块的输出端连接数据类型转换模块的输入端，数据类型转换模块的输出端连接第二选择器的第一输入端；第二选择器的输出端连接加密/解密单元；
同步头数据模块的输出端连接第二选择器的第二输入端。
优选的，接收单元由能量检测模块、自动增益控制模块、互相关模块、帧/符号捕获模块、第一数据类型转换模块、第二数据类型转换模块、傅里叶变换模块、均衡预处理模块、信道均衡模块、符号解调模块、并行解扰码模块、里所码解码器、解帧模块以及接收单元接口模块构成；
能量检测模块第一输入端连接加密/解密单元，能量检测模块的第二输入端连接参数配置模块，能量检测模块第一输出端连接自动增益控制模块的输入端，能量检测模块第二输出端连接互相关模块的第一输入端，互相关模块的第二输入连接加密解密单元；
自动增益控制模块的第一输出端连接帧/符号捕获模块的第一输入端，自动增益控制模块的第二输出端连接收发单元；
互相关模块的输出端连接帧/符号捕获模块第二输入端；
帧/符号捕获模块的第一输出端连接信道均衡模块的第一输入端，帧/符号捕获模块的第二输出端通过第二数据类型转换模块连接傅里叶变换模块的第一输入端，帧/符号捕获模块的第三输出端连接傅里叶变换模块的第二输入端，帧/符号捕获模块的第四输出端连接均衡预处理模块的第一输入端；
傅里叶变换模块的第一输出端连接均衡预处理模块的第二输入端，傅里叶变换模块的第二输出端通过第一数据类型转换模块连接信道均衡模块的第二输入端，数据类型转换模块输出端连接傅里叶变换模块第二输入端；
均衡预处理模块的第一输出端连接信道均衡模块的第三输入端，均衡预处理模块的第二输出端连接解帧模块第一输入端；
信道均衡模块的输出端连接符号解调模块的第一输入端，符号解调模块的第二输入端连接参数配置模块，符号解调模块的输出端通过并行解扰码模块连接里所码解码器的输入端，里所码解码器的输出端连接解帧模块的第二输入端；
解帧模块的第三输入端连接参数配置模块，解帧模块的输出端通过接收单元接口模块连接协议处理单元的数据接收模块的第一输入端。
优选的，收发单元每条通道都包括接收模块和发送模块。
优选的，接收模块由可编程增益放大器、匹配滤波器以及模数转换器组成；
可编程增益放大器的第一输出端通过第一匹配滤波器连接模数转换器，数模转换器连接加密/解密单元；可编程增益放大器的第一输入端连接总线，可编程增益放大器的第二输入端连接基带处理单元的自动增益控制模块。
优选的，发送模块由功率放大器、匹配滤波器以及数模转换器组成；
数模转换器的输入端连接加密/解密单元，数模转换器的输出端通过匹配滤波器连接功率放大器的第一输入端，功率放大器的第二输入端连接基带处理单元的自动增益控制模块，功率放大器的输出端连接总线。
本发明的有益之处在于：
采用锁相环组成时钟频率选择模块，实现对多种协议数据的处理；
可以根据系统实际开销情况，灵活选用合适的加密/解密方式，有效地提高数据传输的安全性，从而提升电路的适用性。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为基于OFDM的有线信号传输控制器框图；
图2为协议处理单元实现框图；
图3为发送单元有限状态机；
图4为接收单元有限状态机；
图5为基带处理和收发单元实现框图；
图6为共轭反序模块实现框图；
图7为同步头数据实现框图；
图8为能量检测实现框图；
图9为AGC控制单元实现框图；
图10为数据加密实现结构框图；
图11为收发单元功能框图。
图中，1为协议处理单元，2为基带处理单元，3为加密/解密单元，4为收发单元，5为寄存器文件，6为时钟频率选择模块，7为数据接收模块，8为数据发送模块，9为发送单元，10为接收单元，11为参数配置模块，12为发送单元接口模块，13为组帧模块，14为流水编码器模块，15为并行扰码模块，16为符号调制模块，17为共轭反序数据类型转换模块，18为逆傅里叶变换模块，19为第一选择器，20为增益调节模块，21为循环前缀调理模块，22为数据类型转换模块，23为第二选择器，24为同步头数据模块，25为信道均衡模块，26为均衡预处理模块，27为第一数据类型转换模块，28为傅里叶变换模块，29为帧/符号捕获模块，30为互相关模块，31为AGC控制模块，32为能量检测模块，33为第二选择器，34为符号解调模块，35为并行解扰码模块，36为流水解码器模块，37为解帧模块，38为接受接收单元接口，39为接收模块，40为可编程增益放大器，410为第一匹配滤波器，411为第二匹配滤波器，42为模数转换器，43为发送模块，44为功率放大器，45为数模转换器，46为第二数据类型转换模块。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本发明所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
实施例1：
请参阅图1所示，本发明提供一种有线信号传输电路，包括协议处理单元1、基带处理单元2、加密/解密单元3和收发单元4；
协议处理单元1对不同协议(如：1553B、CAN总线、RS422-485总线、快速以太网等)数据进行处理以满足控制器与外部主机之间的数据交互需求；基带处理单元2基于OFDM技术，对待发送数据进行调制后发送，对接收到的数据进行解调，恢复协议数据；加密/解密单元3通过灵活的数据加密策略，对待发送的基带数据进行加密处理，对接收到的数据进行解密处理，以进一步提高信号传输的安全性；收发单元4根据信道的质量采取基于信道特性和信号质量的调理方式，实现数据的可靠收发，并给出了由数模转换模块22、功率放大器44、可编程增益放大器40以及模数转换器42等主要芯片所构成收发单元的基本实现结构。
协议处理单元1连接外部主机和基带处理单元2，基带处理单元2连接加密/解密单元3，加密/解密单元3连接收发单元4，对待发送的基带数据进行加密处理，收发单元4连接外部总线，进行数据的收发。
请参阅图2，协议处理单元1包括寄存器文件5、时钟频率选择模块6、数据接收模块7和数据发送模块8；寄存器文件5连接外部主机和数据接收模块7，寄存器文件5的第一输出端连接数据发送模块8的第一输入端，寄存器文件5的第二输出端连接时钟频率选择模块的输入端；
数据发送模块8的第一输出端连接基带处理单元2；
时钟频率选择模块6的第一输出端连接数据发送模块8的第二输入端，时钟频率选择模块6的第二输出端连接数据接收模块7；
数据接收模块7的第一输入端连接基带处理单元2，数据接收模块7的第一输出端连接外部主机；
寄存器文件5用于对协议处理单元1的数据发送模块8和数据接收模块7进行使能控制，并存储发送协议数据模式(如：1553B、CAN总线、RS422-485总线、快速以太网等标准)、接收到的协议数据状态、时钟配置信息以及解密策略和加密秘钥；
寄存器文件包含：接收使能寄存器、发送使能寄存器、时钟配置寄存器、加密秘钥寄存器、解密策略寄存器、异或控制寄存器以及状态寄存器，访问地址见表1。
表1协议处理单元的寄存器文件
Figure SMS_1
Figure SMS_2
时钟频率选择模块6由锁相环构成，依据寄存器配置和接收数据状态，产生有效的工作时钟，用于协议数据收发；
请参阅图3，数据接收模块7，包含接收先入先出(FIFO)存储模块，在接收模块使能时，当从基带处理单元接收到数据有效指示信号后，向外部主机发送接收请求信号，在接收到主机发送的授权信号后，开始从基带处理单元2接收数据，向基带处理单元2发送接收开始标志，并将接收数据写入FIFO，直至FIFO占用量达到所设置的阈值，暂停接收；而外部主机给出授权信号后，只要FIFO非空，就可以从FIFO中读取数据，在接收结束时，数据接收模块7将发送接收结束标志信号；
请参阅图4，数据发送模块8，包含发送FIFO，当发送模块使能后，依据寄存器文件5中所配置的协议模式，数据发送模块8开始进行发送数据包分割，并开始发送数据起始标志信号，同时向发送FIFO中写入来自主机的发送数据，只要发送FIFO的剩余容量大于所设置的阈值，就可以写入来自主机的发送数据。而当起始标志信号接收有效时，FIFO只要不为空，其数据将被连续读出，送至基带处理单元2，在发送结束时，数据发送模块8将向基带处理单元2发送结束标志信号。
请参阅图5，基带处理单元2包括发送单元9、接收单元10和参数配置模块11；参数配置模块连接发送单元9和接收单元10。
发送单元9包括发送单元接口模块12、组帧模块13、里所码编码器14、并行扰码模块15、符号调制模块16、导频数据模块23、逆傅里叶变换模块18、共轭反序数据类型转换17、同步头数据24、第一选择器19、增益调节模块20、循环前缀调理模块21、数据类型转换模块22、第二选择器33；
发送单元接口模块12的输入端连接协议处理单元1的数据发送模块8的第一输出端，发送单元接口模块12的输出端连接组帧模块13的第一输入端，组帧模块13的第一输出端连接里所码编码器14的输入端，组帧模块13的第二输出端符号调制模块16的第一输入端，组帧模块13的第三输出端连接导频数据模块23的输入端；
导频数据模块23的第一输出端连接第一选择器19的第二输入端，导频数据模块23的第二输出端连接导频数据模块23的第三输入端；
里所码编码器14的输出端连接并行扰码模块15的输入端，并行扰码模块15的输出端连接符号调制模块16的第二输入端，符号调制模块16的第三输入端连接参数配置模块11；
符号调制模块16的输出端通过共轭反序数据类型转换17连接逆傅里叶变换模块18的输入端，逆傅里叶变换模块18的第一输出端连接第一选择器19的第一输入端，逆傅里叶变换模块18的第二输出端连接循环前缀调理模块21的第一输入端；
第一选择器19的输出端通过增益调节模块20连接循环前缀调理模块21的第二输入端；
循环前缀调理模块21的输出端连接数据类型转换模块22的输入端，数据类型转换模块22的输出端连接第二选择器33的第一输入端；第二选择器33的输出端连接加密/解密单元3；
同步头数据模块24的输出端连接第二选择器33的第二输入端。
接收单元10由能量检测模块32、自动增益控制(AGC)模块31、互相关模块30、帧/符号捕获模块29、第一数据类型转换模块27、第二数据类型转换模块46、傅里叶变换(FFT)模块28、均衡预处理模块26、信道均衡模块25、符号解调模块34、并行解扰码模块35、里所码解码器36、解帧模块37以及接收单元接口模块38构成；
能量检测模块32第一输入端连接加密/解密单元3，能量检测模块32的第二输入端连接参数配置模块11，能量检测模块32第一输出端连接自动增益控制模块31的输入端，能量检测模块第二输出端连接互相关30的第一输入端，互相关30的第二输入端连接加密解密单元；
自动增益控制模块31的第一输出端连接帧/符号捕获模块29的第一输入端，自动增益控制模块31的第二输出端连接收发单元4；
互相关模块30的输出端连接帧/符号捕获模块29第二输入端；
帧/符号捕获模块29的第一输出端连接信道均衡模块25的第一输入端，帧/符号捕获模块29的第二输出端通过第二数据类型转换模块46连接傅里叶变换模块28的第一输入端，帧/符号捕获模块29的第三输出端连接傅里叶变换模块28的第二输入端，帧/符号捕获模块29的第四输出端连接均衡预处理模块26的第一输入端；
傅里叶变换模块28的第一输出端连接均衡预处理模块26的第二输入端，傅里叶变换模块28的第二输出端通过第一数据类型转换模块27连接信道均衡模块25的第二输入端，第二数据类型转换模块46连接傅里叶变换模块28第二输入端；
均衡预处理模块26的第一输出端连接信道均衡模块25的第三输入端，均衡预处理模块26的第二输出端连接解帧模块37第一输入端，
信道均衡模块25的输出端连接符号解调模块34的第一输入端，符号解调模块34的第二输入端连接参数配置模块11，符号解调模块34的输出端通过并行解扰码模块35连接里所码解码器36的输入端，里所码解码器36的输出端连接解帧模块37的第二输入端；
解帧模块37的第三输入端连接参数配置模块11，解帧模块37的输出端通过接收单元接口模块38连接协议处理单元1的数据接收模块7的第一输入端；
请参阅图6，基带处理单元2，采用OFDM技术，基于G3-PLC标准进行改进设计，针对协议处理单元1的收发数据进行基带数据处理，在逆傅里叶变换(IFFT)操作之前增加共轭反序数据类型转换模块17，将原始的同相/正交(I/Q)数据流的Q取反，形成共轭数据流，控制基于写地址的写操作存入共轭缓存(CB)，在经过M次存储之后，通过基于读地址的读操作将共轭数据流反序读出，使得逆傅里叶变换输出数据仅有实部，虚部变为0，提高工程的可实施性；
请参阅图7，在基带处理单元2中增加同步头调理模块24，在存储单元中存入由N个数据组成的数组，将该数组作为同步头信号，在发送数据时，先依次读出同步头信号，与待发送有效数据进行组帧，再进行发送，便于数据加密以及接收端对数据进行检测；
请参阅图8，在接收基带数据时，增加能量检测模块32，用于计算从收发单元接收的信号采样值的功率累加值，并将功率累加值与设定的高、低阈值进行比较，给出高状态标志与低状态标志，将高状态标志、低状态标志和功率累加值一起送至自动增益控制模块31；
请参阅图9，自动增益控制模块31用于根据能量检测模块32送至的高、低状态标志信号，产生增益控制编码值，并将其送至收发单元4，用于调节可编程增益放大器40的增益。
请参阅图10，加密/解密单元3包括算法加密模块和简单加密模块，依据主机配置的加密/解密方式，在数据包的冗余开销以及数据延迟要求苛刻的情况下，调用简单加密模块，采用自定义异或逻辑的加密方法，对数据包同步头中的某些位与"1"进行异或操作，再进行传输；在数据包的冗余开销和数据延迟要求不高时，调用算法加密模块，选用加密算法(如：高级加密标准AES和基于数论的非对称加密RSA)直接对数据包同步头进行加密处理，再进行传输；
在解密过程中，解密模块可从解密配置寄存器中获取数据包传输的秘钥，按照寄存器的配置信息，确定采用异或操作或是标准算法解密方式进行解密。
加密/解密单元3，具有两种加密模式，可根据加密策略寄存器的配置情况，对数据的N位同步头数据进行灵活的加密处理。
在数据包的冗余开销以及数据延迟要求苛刻的情况下，可以对发送数据同步头中的某些位(可选择)进行异或处理实现简单加密；
而在数据包的冗余开销和数据延迟要求不高时，可以采用标准算法(如：AES、RSA等)加密手段对数据进行算法加密/解密处理。
请参阅图11，收发单元4每条通道的接收模块39由可编程增益放大器40、匹配滤波器41以及模数转换器42组成；可编程增益放大器40的第一输出端通过第一匹配滤波器410连接模数转换器42，数模转换器42连接加密/解密单元3；可编程增益放大器40的第一输入端连接总线，可编程增益放大器40的第二输入端连接基带处理单元2的自动增益控制模块(31)，接收PGA使能信号。
每条通道的发送模块43由功率放大器44、匹配滤波器41以及数模转换器45组成；数模转换器45的输入端连接加密/解密单元3，数模转换器45的输出端通过匹配滤波器41连接功率放大器44的第一输入端，功率放大器44的第二输入端连接基带处理单元2的自动增益控制模块(31)，接收PA使能信号，功率放大器44的输出端连接总线。
收发单元4共有两条配置相同的数据通道，彼此互为冗余备份，但同时只能有一条通道处于工作状态，每条通道的发送模块43由数模转换器45、匹配滤波器41以及功率放大器44组成；在发送阶段，根据基带处理单元2的使能信号，对数模转换器45和功率放大器44进行使能控制，在使能状态下，数模转换器45将发送数据转换为模拟信号，并依据传输信道的状态，由功率放大器44对数模转换器45输出信号进行增益放大，再送至总线端；
收发单元4每条通道的接收模块39由可编程增益放大器40、匹配滤波器41以及模数转换器42组成，在接收阶段，收发单元4依据基带处理单元2送至的增益控制码以及传输信道状态，使用可编程增益放大器40对接收信号进行增益调节，使有用信号的质量能够满足模数转换器42的接收需要。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，
并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (1)

1.一种有线信号传输电路，其特征在于，包括协议处理单元(1)、加密/解密单元(3)；协议处理单元(1)连接外部主机，协议处理单元(1)通过基带处理单元(2)连接加密/解密单元(3)，加密/解密单元(3)通过收发单元(4)连接外部总线；
协议处理单元(1)包括时钟频率选择模块(6)，时钟频率选择模块(6)由锁相环组成；
加密/解密单元(3)包括算法加密模块和简单加密模块；
协议处理单元(1)还包括寄存器文件(5)、时钟频率选择模块(6)、数据接收模块(7)和数据发送模块(8)；寄存器文件(5)连接外部主机和数据接收模块(7)，寄存器文件(5)的第一输出端连接数据发送模块(8)的第一输入端，寄存器文件(5)的第二输出端连接时钟频率选择模块的输入端；
数据发送模块(8)的第一输出端连接基带处理单元(2)；
时钟频率选择模块(6)的第一输出端连接数据发送模块(8)的第二输入端，时钟频率选择模块(6)的第二输出端连接数据接收模块(7)；
数据接收模块(7)的第一输入端连接基带处理单元(2)，数据接收模块(7)的第一输出端连接外部主机；
寄存器文件(5)还包含：接收使能寄存器、发送使能寄存器、加密秘钥寄存器、解密策略寄存器、异或控制寄存器以及状态寄存器；
基带处理单元(2)包括发送单元(9)、接收单元(10)和参数配置模块(11)；参数配置模块(11)连接发送单元(9)和接收单元(10)；
发送单元(9)包括发送单元接口模块(12)、组帧模块(13)、里所码编码器(14)、并行扰码模块(15)、符号调制模块(16)、导频数据模块(23)、逆傅里叶变换模块(18)、共轭反序数据类型转换模块(17)、第一选择器(19)、增益调节模块(20)、循环前缀调理模块(21)、数据类型转换模块(22)、第二选择器(33)；
发送单元接口模块(12)的输入端连接协议处理单元(1)的数据发送模块(8)的第一输出端，发送单元接口模块(12)的输出端连接组帧模块(13)的第一输入端，组帧模块(13)的第一输出端连接里所码编码器(14)的输入端，组帧模块(13)的第二输出端连接符号调制模块(16)的第一输入端，组帧模块(13)的第三输出端连接导频数据模块(23)的输入端；
导频数据模块(23)的第一输出端连接第一选择器(19)的第二输入端，导频数据模块(23)的第二输出端连接循环前缀调理模块(21)的第三输入端；
里所码编码器(14)的输出端连接并行扰码模块(15)的输入端，并行扰码模块(15)的输出端连接符号调制模块(16)的第二输入端，符号调制模块(16)的第三输入端连接参数配置模块(11)；
符号调制模块(16)的输出端连接共轭反序数据类型转换模块(17)的输入端，共轭反序数据类型转换模块(17)的第一输出端与逆傅里叶变换模块的输入端相连，逆傅里叶变换模块(18)的第一输出端连接第一选择器(19)的第一输入端，逆傅里叶变换模块(18)的第二输出端连接循环前缀调理模块(21)的第一输入端；
第一选择器(19)的输出端通过增益调节模块(20)连接循环前缀调理模块(21)的第二输入端；
循环前缀调理模块(21)的输出端连接数据类型转换模块(22)的输入端，数据类型转换模块(22)的输出端连接第二选择器(33)的第一输入端；第二选择器(33)的输出端连接加密/解密单元(3)；
同步头数据模块(24)的输出端连接第二选择器(33)的第二输入端；
接收单元(10)由能量检测模块(32)、自动增益控制模块(31)、互相关模块(30)、帧/符号捕获模块(29)、第一数据类型转换模块(27)、第二数据类型转换模块(46)、傅里叶变换模块(28)、均衡预处理模块(26)、信道均衡模块(25)、符号解调模块(34)、并行解扰码模块(35)、里所码解码器(36)、解帧模块(37)以及接收单元接口模块(38)构成；
能量检测模块(32)第一输入端连接加密/解密单元(3)，能量检测模块(32)的第二输入端连接参数配置模块(11)，能量检测模块(32)输出端连接自动增益控制模块(31)的输入端；
自动增益控制模块(31)的第一输出端连接帧/符号捕获模块(29)的第一输入端，自动增益控制模块(31)的第一输出端连接收发单元(4)；
互相关模块(30)的第一输入端来自能量检测模块(32)的第二输出端，互相关模块(30)的第二输入端连接加密/解密单元(3)，互相关模块(30)的输出端连接帧/符号捕获模块(29)第二输入端；
帧/符号捕获模块(29)的第一输出端连接信道均衡模块(25)的第一输入端，帧/符号捕获模块(29)的第二输出端连接第二数据类型转换模块(46)的输入端，第二数据类型转换模块(46)连接傅里叶变换模块(28)的第一输入端，帧/符号捕获模块(29)的第三输出端连接傅里叶变换模块(28)的第二输入端，帧/符号捕获模块(29)的第四输出端连接均衡预处理模块(26)的第一输入端；
傅里叶变换模块(28)的第一输出端连接均衡预处理模块(26)的第二输入端，傅里叶变换模块(28)的第二输出端通过第一数据类型转换模块(27)连接信道均衡模块(25)的第二输入端，第二数据类型转换模块(46)的输出端连接傅里叶变换模块(28)第二输入端；
均衡预处理模块(26)的第一输出端连接信道均衡模块(25)的第三输入端，均衡预处理模块(26)的第二输出端连接解帧模块(37)第一输入端；
信道均衡模块(25)的输出端连接符号解调模块(34)的第一输入端，符号解调模块(34)的第二输入端连接参数配置模块(11)，符号解调模块(34)的输出端通过并行解扰码模块(35)连接里所码解码器(36)的输入端，里所码解码器(36)的输出端连接解帧模块(37)的第二输入端；
解帧模块(37)的第三输入端连接参数配置模块(11)，解帧模块(37)的输出端通过接收单元接口模块(38)连接协议处理单元(1)的数据接收模块(7)的第一输入端；
收发单元(4)每条通道都包括接收模块(39)和发送模块(43)；
接收模块(39)由可编程增益放大器(40)、匹配滤波器(41)以及模数转换器(42)组成；
可编程增益放大器(40)的第一输出端通过第一匹配滤波器(410)连接模数转换器(42)，模数转换器(42)连接加密/解密单元(3)；可编程增益放大器(40)的第一输入端连接总线，可编程增益放大器(40)的第二输入端连接基带处理单元(2)的自动增益控制模块(31)；
发送模块(43)由功率放大器(44)、匹配滤波器(41)以及数模转换器(45)组成；
数模转换器(45)的输入端连接加密/解密单元(3)，数模转换器(45)的输出端通过匹配滤波器(41)连接功率放大器(44)的第一输入端，功率放大器(44)的第二输入端连接基带处理单元(2)的发送单元(9)，功率放大器(44)的输出端连接总线。
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基于TSCH模式的工业无线系统级芯片设计;谢闯;杨志家;王剑;;计算机工程(第06期);全文 *

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