CN116155667B - 一种抗干扰的信号传输处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种抗干扰的信号传输处理系统,包括信源模块、干扰检测模块、信号处理模块、传输模块和接收模块,所述信源模块用于产生信号以及采集信号,所述干扰检测模块用于检测干扰影响,所述信号处理模块用于对传输的信号进行处理,所述传输模块用于传输信号,所述接收模块用于接收传输的信号并进行解调,所述信源模块通过所述传输模块输出测试信号,所述信号处理模块通过传输模块输出正信号和反信号;本系统通过对测试信号进行分析得到干扰信息,基于干扰信息和反信号对正信号进行处理,达到抗干扰的效果。
Description
技术领域
本发明涉及近场传输系统领域,具体涉及一种抗干扰的信号传输处理系统。
背景技术
在一些控制系统中,需要通过信号传输来实现控制效果,但受环境因素的影响,信号的传输会受到干扰,造成误码效果,最终影响控制,现需要一种能够抗干扰的信号传输处理系统,确保信号在传输后能够被还原成原始信号,降低环境因素对信号的干扰。
背景技术的前述论述仅意图便于理解本发明。此论述并不认可或承认提及的材料中的任一种公共常识的一部分。
现在已经开发出了很多信号处理系统,经过我们大量的检索与参考,发现现有的信号处理系统有如公开号为CN109246739B所公开的系统方法,这些系统方法一般包括:针对遥控信号在共享信道下的传输,定义了一种信道干扰信号评估方法,将接收信号强度与链路质量指示进行综合加权,形成新的信号评估矢量;对信号评估矢量进行统计分析,以概率的方式获得出现干扰信号的置信区间;依此为基础,给出了一种在共享信道中降低干扰的方法。但是该系统仅仅是对传输的信号进行处理,无法准确获知环境对信号的影响数据,抗干扰的效果仍有待提高。
发明内容
本发明的目的在于,针对所存在的不足,提出了一种抗干扰的信号传输处理系统。
本发明采用如下技术方案:
一种抗干扰的信号传输处理系统,包括信源模块、干扰检测模块、信号处理模块、传输模块和接收模块;
所述信源模块用于产生信号以及采集信号,所述干扰检测模块用于检测干扰影响,所述信号处理模块用于对传输的信号进行处理,所述传输模块用于传输信号,所述接收模块用于接收传输的信号并进行解调;
所述信源模块通过所述传输模块输出测试信号,所述信号处理模块通过传输模块输出正信号和反信号,正信号为需要传递真实信息的信号,反信号为正信号的反相信号;
所述干扰检测模块包括参数存储单元、第一数据存储单元和检测分析单元,所述参数存储单元用于保存测试信号的参数,所述第一数据存储单元用于接收保存接收的测试信号,所述检测分析单元用于对接收的测试信号进行干扰性分析得到干扰信息;
所述接收模块包括第二数据存储单元、抗干扰处理单元和还原单元,所述第二数据存储单元用于接收保存正信号和反信号,所述抗干扰处理单元基于干扰信息和反信号对正信号进行修复处理,修复过程包括正反修复和边缘修复,所述正反修复通过正信号和反信号确定修复位置,再通过干扰信息确定修复方式,所述边缘修复通过干扰信息锁定位置,当锁定的位置为一个连续电平的边缘位置时,将锁定的位置进行反相处理,所述还原单元将修复后的正信号解码并复原成原始信号;
进一步的,所述信源模块包括固定信号发生器和采集单元,所述固定信号发生器用于产生固定的测试信号,所述采集单元用于采集模拟信号,所述测试信号包括内容字段和间隔字段,所述内容字段为m个信号“1”和m个信号“0”交叉分布组成,所述间隔字段由n个连续的信号“1”和n个连续的信号“0”组成,每个内容字段和间隔字段的信号构成一个分析包,所述测试信号由至少两个分析包构成,所述模拟信号经所述信号处理模块处理得到正信号和反信号;
进一步的,所述检测分析单元对测试信号进行干扰性分析的过程包括如下步骤:
S1、获取时间数据寄存器中的一个分析包;
S2、统计出分析包中的数据个数M,若数据个数等于2m+2,则进入步骤S4、若数据个数不等于2m+2,则进入步骤S3;
S3、对数据个数进行修正式调整,调整完后进入步骤S4;
S4、根据下式计算出第i个信号的偏差指数Pdv(i):
示分析包中时间数据的序号;
m、n和T0保存于参数存储单元中;
进一步的,在步骤S3中,所述检测分析单元将电平的数据个数修改至2m+2个,并基于每个修改的电平生成一个修改包,修改包中记录电平的变化方式和变化位置;
进一步的,所述抗干扰处理单元接收检测分析单元的修改包数据和偏差指数数据,并根据接收到的数据对正信号和反信号进行处理,处理过程包括如下步骤:
S51、将正信号和反信号进行相加处理得到判断信号,若判断信号中出现不等于低电平与高电平之和的电平,将该电平标记为目标电平;
S52、根据目标电平的位置信息以及修改包中的变化位置确定对应的修改包,若修改包中的变化方式为高电平变为低电平,则将正信号或反信号中对应位置的高电平变更为低电平,若修改方式中的变化方式为低电平变为高电平,则将正信号或反信号中对应位置的低电平变为高电平,其中,反信号中的电平变化仅是一种附带修复,仅用于使正信号与反信号符合规则,对修复正信号不产生作用以及影响;
S53、将修改后的正信号作为目标信号,同时根据偏差指数大于阈值的测试信号在目标信号中锁定对应的位置;
S54、当目标信号中锁定的位置处于一个连续电平的边缘位置时,将目标信号中锁定位置的电平调整为相反的电平;
S55、将修改后的目标信号输出至还原单元。
本发明所取得的有益效果是:
本系统通过将原始信号处理得到正信号和反信号,通过比较正信号和反信号能够得到信号中被影响的位置信息,本系统通过传输固定的测试信号,通过对测试信号进行分析得到环境因素对信号传输具体的干扰数据,基于干扰数据和位置信息对信号进行抗干扰处理,实现信号在传输后达到抗干扰的效果。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容,请参阅以下有关本发明的详细说明与附图,然而所提供的附图仅用于提供参考与说明,并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明整体结构框架示意图;
图2为本发明干扰检测模块构成示意图;
图3为本发明接收模块构成示意图;
图4为本发明减少电平个数的修改方式示意图;
图5为本发明增加电平个数的修改方式示意图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用,本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用,在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外,本发明的附图仅为简单示意说明,并非依实际尺寸的描绘,事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容,但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
实施例一:本实施例提供了一种抗干扰的信号传输处理系统,结合图1,包括信源模块、干扰检测模块、信号处理模块、传输模块和接收模块;
所述信源模块用于产生信号以及采集信号,所述干扰检测模块用于检测干扰影响,所述信号处理模块用于对传输的信号进行处理,所述传输模块用于传输信号,所述接收模块用于接收传输的信号并进行解调;
所述干扰检测模块和所述接收模块集成于一个设备中,并接收通过传输模块传输的信号信息,该设备与信源模块以及信号处理模块之间存在距离,所述传输模块在该距离内传输信号会受到环境的干扰;
所述信源模块通过所述传输模块输出测试信号,所述信号处理模块通过传输模块输出正信号和反信号,正信号为需要传递真实信息的信号,反信号为正信号的反相信号;
所述干扰检测模块包括参数存储单元、第一数据存储单元和检测分析单元,所述参数存储单元用于保存测试信号的参数,所述第一数据存储单元用于接收保存接收的测试信号,所述检测分析单元用于对接收的测试信号进行干扰性分析得到干扰信息;
所述接收模块包括第二数据存储单元、抗干扰处理单元和还原单元,所述第二数据存储单元用于接收保存正信号和反信号,所述抗干扰处理单元基于干扰信息和反信号对正信号进行修复处理,修复过程包括正反修复和边缘修复,所述正反修复通过正信号和反信号确定修复位置,再通过干扰信息确定修复方式,所述边缘修复通过干扰信息锁定位置,当锁定的位置为一个连续电平的边缘位置时,将锁定的位置进行反相处理,所述还原单元将修复后的正信号解码并复原成原始信号;
所述信源模块包括固定信号发生器和采集单元,所述固定信号发生器用于产生固定的测试信号,所述采集单元用于采集模拟信号,所述测试信号包括内容字段和间隔字段,所述内容字段为m个信号“1”和m个信号“0”交叉分布组成,所述间隔字段由n个连续的信号“1”和n个连续的信号“0”组成,每个内容字段和间隔字段的信号构成一个分析包,所述测试信号由至少两个分析包构成,所述模拟信号经所述信号处理模块处理得到正信号和反信号;
所述检测分析单元对测试信号进行干扰性分析的过程包括如下步骤:
S1、获取时间数据寄存器中的一个分析包;
S2、统计出分析包中的数据个数M,若数据个数等于2m+2,则进入步骤S4、若数据个数不等于2m+2,则进入步骤S3;
S3、对数据个数进行修正式调整,调整完后进入步骤S4;
S4、根据下式计算出第i个信号的偏差指数Pdv(i):
示分析包中时间数据的序号;
m、n和T0保存于参数存储单元中;
在步骤S3中,所述检测分析单元将电平的数据个数修改至2m+2个,并基于每个修改的电平生成一个修改包,修改包中记录电平的变化方式和变化位置;
所述抗干扰处理单元接收检测分析单元的修改包数据和偏差指数数据,并根据接收到的数据对正信号和反信号进行处理,处理过程包括如下步骤:
S51、将正信号和反信号进行相加处理得到判断信号,若判断信号中出现不等于低电平与高电平之和的电平,将该电平标记为目标电平;
S52、根据目标电平的位置信息以及修改包中的变化位置确定对应的修改包,若修改包中的变化方式为高电平变为低电平,则将正信号或反信号中对应位置的高电平变更为低电平,若修改方式中的变化方式为低电平变为高电平,则将正信号或反信号中对应位置的低电平变为高电平,其中,反信号中的电平变化仅是一种附带修复,仅用于使正信号与反信号符合规则,对修复正信号不产生作用以及影响;
S53、将修改后的正信号作为目标信号,同时根据偏差指数大于阈值的测试信号在目标信号中锁定对应的位置;
S54、当目标信号中锁定的位置处于一个连续电平的边缘位置时,将目标信号中锁定位置的电平调整为相反的电平;
S55、将修改后的目标信号输出至还原单元。
实施例二:本实施例包含了实施例一中的全部内容,提供了一种抗干扰的信号传输处理系统,包括信源模块、干扰检测模块、信号处理模块、传输模块和接收模块;
所述信源模块用于产生信号以及采集信号,所述干扰检测模块用于检测干扰影响,所述信号处理模块用于对传输的信号进行处理,所述传输模块用于传输信号,所述接收模块用于接收传输的信号并进行解调;
所述干扰检测模块和所述接收模块集成于一个设备中,并接收通过传输模块传输的信号信息,该设备与信源模块以及信号处理模块之间存在距离,所述传输模块在该距离内传输信号会受到环境的干扰;
所述信源模块包括固定信号发生器和采集单元,所述固定信号发生器用于产生固定的测试信号,所述采集单元用于采集设备的模拟信号;
所述信号处理模块包括转换单元、放大单元、差分处理单元和输出单元,所述放大单元用于将所述采集单元采集的模拟信号进行放大处理,所述转换单元用于将放大后的模拟信号转换成数字信号,转换后的数字信号称为正信号,所述差分处理单元用于对正信号进行反相处理得到反信号,所述输出单元用于输出正信号和反信号;
所述放大单元包括:微控制器芯片、运算放大器和数字光电耦合器,微控制器芯片的数字量输出引脚经过电阻连接输入端运算放大器的反相输入端,输入端运算放大器的同相输入端接地,反向输入端与输出端之间连接有电容,输入端运算放大器的输出端经过电阻连接数字光电耦合器的发光二极管,反向输入端还连接模拟光电耦合器的第一光敏二极管的一端;
所述传输模块包括三条传输线,所述三条传输线分别用于传输测试信号、正信号和反信号,三条传输线处于相同的环境,会受到一致的干扰;
结合图2,所述干扰检测模块包括参数存储单元、第一数据存储单元和检测分析单元,所述参数存储单元用于保存所述固定信号发生器产生信号的参数,所述第一数据存储单元用于接收保存接收的测试信号,所述检测分析单元用于对接收的测试信号进行干扰性分析,通过所述参数能够确定被干扰前的正确信号信息,使得所述检测分析单元能够基于参数对受到干扰的测试信号直接进行分析;
结合图3,所述接收模块包括第二数据存储单元、抗干扰处理单元和还原单元,所述第二数据存储单元用于接收保存正信号和反信号,所述抗干扰处理单元基于干扰性分析的结果对正信号和反信号进行修正并得到最终的数字信号,所述还原单元将数字信号转换成模拟信号;
所述固定信号发生器产生的测试信号为数字信号,所述测试信号包括内容字段和间隔字段,所述内容字段为m个信号“1”和m个信号“0”交叉分布组成,所述间隔字段由n个连续的信号“1”和n个连续的信号“0”组成;
所述第一数据存储单元包括电平识别器和时间数据寄存器,所述电平识别器用于识别接收的测试信号高低电平的持续时间,并将每个高低电平的持续时间记录在所述时间数据寄存器中,当所述电平识别器识别到间隔字段的信号时,在时间数据寄存器中记录一个数据0,所述时间数据寄存器以0为分界将时间一段内容字段和所述间隔字段的时间数据打包成一个分析包;
所述检测分析单元对测试信号进行干扰性分析的过程包括如下步骤:
S1、获取时间数据寄存器中的一个分析包;
S2、统计出分析包中的数据个数M,若数据个数等于2m+2,则进入步骤S4、若数据个数不等于2m+2,则进入步骤S3;
S3、对数据个数进行修正式调整,调整完后进入步骤S4;
S4、根据下式计算出第i个信号的偏差指数Pdv(i):
示分析包中时间数据的序号;
m、n和T0保存于参数存储单元中;
所述电平识别器识别间隔字段的过程包括如下步骤:
在步骤S3中,当数据个数M大于2m+2时,所述检测分析单元对数据个数进行调整的过程包括如下步骤:
S31、计算出变更数量mc:
S32、结合图4,检索出时间数据最小的mc个高低电平,将检索出的电平修改至相反的电平状态;
S33、将被修改的电平对应的时间数据与前后两个时间数据相加后得到新的时间数据,所述新的时间数据替换这三个相加的时间数据;
S34、对每一个被修改的电平信息生成一个修改包,修改包中记录修改的相关内容,包括变化方式和变化位置,变化方式指从高电平变为低电平或者从低电平变为高电平,变化位置指步骤S32中检索出的时间数据对应的电平在整个分析包中的时间位置;
在步骤S3中,当数据个数M小于2m+2时,所述检测分析单元对数据个数进行调整的过程包括如下步骤:
S41、计算出变更数量mc:
S42、检索出时间数据最大的mc个高低电平;
S43、结合图5,将检索出的时间数据平均拆分为三段,并将中间段的电平修改至相反的电平状态,同时将三个新的时间数据替换原有的一个时间数据;
S44、对每一个被修改的电平信息生成一个修改包;
所述抗干扰处理单元接收检测分析单元的修改包数据和偏差指数数据,并根据接收到的数据对正信号和反信号进行处理,处理过程包括如下步骤:
S51、将正信号和反信号进行相加处理得到判断信号,若判断信号中出现不等于低电平与高电平之和的电平,将该电平标记为目标电平;
S52、根据目标电平的位置信息以及修改包中的变化位置确定对应的修改包,若修改包中的变化方式为高电平变为低电平,则将正信号或反信号中对应位置的高电平变更为低电平,若修改方式中的变化方式为低电平变为高电平,则将正信号或反信号中对应位置的低电平变为高电平,其中,反信号中的电平变化仅是一种附带修复,仅用于使正信号与反信号符合规则,对修复正信号不产生作用以及影响;
S53、将修改后的正信号作为目标信号,同时根据偏差指数大于阈值的测试信号在目标信号中锁定对应的位置;
S54、当目标信号中锁定的位置处于一个连续电平的边缘位置时,将目标信号中锁定位置的电平调整为相反的电平;
S55、将修改后的目标信号输出至还原单元。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例,并非因此局限本发明的保护范围,所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化,均包含于本发明的保护范围内,此外,随着技术发展其中的元素可以更新的。
Claims (5)
1.一种抗干扰的信号传输处理系统,其特征在于,包括信源模块、干扰检测模块、信号处理模块、传输模块和接收模块;
所述信源模块用于产生信号以及采集信号,所述干扰检测模块用于检测干扰影响,所述信号处理模块用于对传输的信号进行处理,所述传输模块用于传输信号,所述接收模块用于接收传输的信号并进行解调;
所述信源模块通过所述传输模块输出测试信号,所述信号处理模块通过传输模块输出正信号和反信号,正信号为需要传递真实信息的信号,反信号为正信号的反相信号;
所述干扰检测模块包括参数存储单元、第一数据存储单元和检测分析单元,所述参数存储单元用于保存测试信号的参数,所述第一数据存储单元用于接收保存接收的测试信号,所述检测分析单元用于对接收的测试信号进行干扰性分析得到干扰信息;
所述接收模块包括第二数据存储单元、抗干扰处理单元和还原单元,所述第二数据存储单元用于接收保存正信号和反信号,所述抗干扰处理单元基于干扰信息和反信号对正信号进行修复处理,修复过程包括正反修复和边缘修复,所述正反修复通过正信号和反信号确定修复位置,再通过干扰信息确定修复方式,所述边缘修复通过干扰信息锁定位置,当锁定的位置为一个连续电平的边缘位置时,将锁定的位置进行反相处理,所述还原单元将修复后的正信号解码并复原成原始信号。
2.如权利要求1所述的一种抗干扰的信号传输处理系统,其特征在于,所述信源模块包括固定信号发生器和采集单元,所述固定信号发生器用于产生固定的测试信号,所述采集单元用于采集模拟信号,所述测试信号包括内容字段和间隔字段,所述内容字段为m个信号“1”和m个信号“0”交叉分布组成,所述间隔字段由n个连续的信号“1”和n个连续的信号“0”组成,每个内容字段和间隔字段的信号构成一个分析包,所述测试信号由至少两个分析包构成,所述模拟信号经所述信号处理模块处理得到正信号和反信号。
4.如权利要求3所述的一种抗干扰的信号传输处理系统,其特征在于,在步骤S3中,所述检测分析单元将电平的数据个数修改至2m+2个,并基于每个修改的电平生成一个修改包,修改包中记录电平的变化方式和变化位置。
5.如权利要求4所述的一种抗干扰的信号传输处理系统,其特征在于,所述抗干扰处理单元接收检测分析单元的修改包数据和偏差指数数据,并根据接收到的数据对正信号和反信号进行处理,处理过程包括如下步骤:
S51、将正信号和反信号进行相加处理得到判断信号,若判断信号中出现不等于低电平与高电平之和的电平,将该电平标记为目标电平;
S52、根据目标电平的位置信息以及修改包中的变化位置确定对应的修改包,若修改包中的变化方式为高电平变为低电平,则将正信号或反信号中对应位置的高电平变更为低电平,若修改方式中的变化方式为低电平变为高电平,则将正信号或反信号中对应位置的低电平变为高电平,其中,反信号中的电平变化仅是一种附带修复,仅用于使正信号与反信号符合规则,对修复正信号不产生作用以及影响;
S53、将修改后的正信号作为目标信号,同时根据偏差指数大于阈值的测试信号在目标信号中锁定对应的位置;
S54、当目标信号中锁定的位置处于一个连续电平的边缘位置时,将目标信号中锁定位置的电平调整为相反的电平;
S55、将修改后的目标信号输出至还原单元。
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- 2023-04-19 CN CN202310418730.2A patent/CN116155667B/zh active Active
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