一种单载波信号生成方法及系统

本发明涉及无线通信，特别是关于一种基于基带处理器与片外处理器的单载波信号生成方法及系统。

背景技术：

1、目前，无线通信技术已经广泛应用于卫星通信、移动通信等场景中。以卫星通信为例，在不同通信体制的卫星通信中，单载波物理层的波形繁多，不同的物理层波形需要根据通信体制生成物理层调制波形，不同卫星通信体制的调制解调及解码方式不尽相同。通常，生成单载波调制信号的工作可以通过基带处理器来实现。

2、对于信息速率稍慢的通信系统，基带处理器可以通过dsp(digital signalprocessing，数字信号处理)芯片等来实现，而对于信息速率较高的通信系统，基带处理器一般通过fpga(field programmable gate array，可编程门阵列)专用芯片来实现。

3、然而，本申请的发明人在研究中发现，对于使用fpga专用芯片实现基带处理器的场景中，由于fpga的通用性较差，对于不同卫星通信的物理层体制，需要编写不同的代码来实现单载波调制信号的生成，故存在着单载波信号生成效率不高及软硬件系统维护不易的问题。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的是提供一种单载波信号生成方法及系统，基于基带处理器与片外处理器相协同，针对不同物理层通信体制快速生成基带单载波调制信号，提高单载波信号的生成效率，同时也有利于长期的维护，节省研发和人工成本。

2、为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

3、第一方面，本申请提供一种单载波信号生成方法，所述方法包括：

4、片外处理器根据需要生成的单载波信号，确定所述单载波信号对应的数据帧结构及时隙结构；

5、所述片外处理器根据所述数据帧结构及时隙结构，生成所述单载波信号对应的配置参数，并将所述配置参数写入所述片外处理器与基带处理器之间的共享存储器，所述配置参数包括所述基带处理器的数据发送状态机的跳转状态和跳转条件，以及各个跳转状态下的通信模块选择使能开关；

6、所述片外处理器根据需要生成的单载波信号，生成对应的帧头数据及通信模块数据，并将所述帧头数据及所述通信模块数据写入所述共享存储器；

7、所述基带处理器获取待发送数据，并从所述共享存储器读取所述配置参数和所述帧头数据，实现在所述数据发送状态机下的状态跳转，并在各个跳转状态下，根据所述通信模块选择使能开关读取对应的通信模块数据，将读取的通信模块数据进行处理，生成所述数据帧结构及时隙结构的单载波信号。

8、在本申请的一种实现方式中，所述方法还包括：所述基带处理器通过中断信号将所述单载波信号的数据发送状态信息上报给所述片外处理器，以供所述片外处理器对所述基带处理器是否正确生成单载波信号进行验证。

9、在本申请的一种实现方式中，所述方法还包括：当所述片外处理器确定所述基带处理器未正确生成单载波信号时，重新调整所述配置参数和所述通信模块数据，并写入所述共享存储器，以供所述基带处理器再次读取并进行处理。

10、在本申请的一种实现方式中，所述片外处理器根据上位机发送的通信体制选择信号，确定需要生成的物理层单载波信号。

11、在本申请的一种实现方式中，所述共享存储器为所述基带处理器与所述片外处理器共用的双口ram，所述基带处理器与所述片外处理器共用的双口ram的每个地址对应于所述数据发送状态机的一个跳转状态，每个地址存储的数据按比特位组合为所述跳转状态下的通信模块选择使能开关。

12、在本申请的一种实现方式中，所述通信模块包括交织、加扰和信道编码。

13、在本申请的一种实现方式中，所述单载波的形式包括fdd或tdd。

14、在本申请的一种实现方式中，所述单载波的导频方式包括连续导频或分布式导频。

15、第二方面，本申请提供一种单载波信号生成系统，包括基带处理器、片外处理器以及共享存储器；

16、所述片外处理器，用于根据需要生成的单载波信号，确定所述单载波信号对应的数据帧结构及时隙结构；

17、所述片外处理器，还用于根据所述数据帧结构及时隙结构，生成所述单载波信号对应的配置参数，并将所述配置参数写入所述片外处理器与基带处理器之间的共享存储器，所述配置参数包括所述基带处理器的数据发送状态机的跳转状态和跳转条件，以及各个跳转状态下的通信模块选择使能开关；

18、所述片外处理器，还用于根据需要生成的单载波信号，生成对应的帧头数据及通信模块数据，并将所述帧头数据及所述通信模块数据写入所述共享存储器；

19、所述基带处理器，用于获取待发送数据，并从所述共享存储器读取所述配置参数和所述帧头数据，实现在所述数据发送状态机下的状态跳转，并在各个跳转状态下，根据所述通信模块选择使能开关读取对应的通信模块数据，将读取的通信模块数据进行处理，生成所述数据帧结构及时隙结构的单载波信号。

20、在本申请的一种实现方式中，所述基带处理器为fpga；所述片外处理器为所述fpga片外的dsp、cpu或mcu。

21、本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本发明申请方案中的片外处理器根据需要生成的单载波信号，生成配置参数，并写入共享存储器，再由基带处理器读取配置参数，根据配置参数实现数据发送状态机的状态跳转以及各个状态下的通过模块数据的处理，生成所需的单载波信号，相比于现有技术，无需改变硬件平台和代码，就能实现快速生成不同通信体制的单载波信号，提高了效率，同时有效降低维护成本。

技术特征：

1.一种单载波信号生成方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的单载波信号生成方法，其特征在于，所述方法还包括：所述基带处理器通过中断信号将所述单载波信号的数据发送状态信息上报给所述片外处理器，以供所述片外处理器对所述基带处理器是否正确生成单载波信号进行验证。

3.根据权利要求2所述的单载波信号生成方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述片外处理器确定所述基带处理器未正确生成单载波信号时，重新调整所述配置参数和所述通信模块数据，并写入所述共享存储器，以供所述基带处理器再次读取并进行处理。

4.如权利要求1所述的单载波信号生成方法，其特征在于，所述片外处理器根据上位机发送的通信体制选择信号，确定需要生成的物理层单载波信号。

5.根据权利要求1所述的单载波信号生成方法，其特征在于，所述共享存储器为所述基带处理器与所述片外处理器共用的双口ram，所述基带处理器与所述片外处理器共用的双口ram的每个地址对应于所述数据发送状态机的一个跳转状态，每个地址存储的数据按比特位组合为所述跳转状态下的通信模块选择使能开关。

6.根据权利要求5所述的单载波信号生成方法，其特征在于，所述通信模块包括交织、加扰和信道编码。

7.根据权利要求1所述的单载波信号生成方法，其特征在于，所述单载波的形式包括fdd或tdd。

8.根据权利要求1所述的单载波信号生成方法，其特征在于，所述单载波的导频方式包括连续导频或分布式导频。

9.一种单载波信号生成系统，其特征在于，包括基带处理器、片外处理器以及共享存储器；

10.根据权利要求9所述的单载波生成系统，其特征在于，所述基带处理器为fpga；所述片外处理器为所述fpga片外的dsp、cpu或mcu。

技术总结
本发明涉及一种单载波信号生成方法，包括：片外处理器根据需要生成的单载波信号，确定单载波信号对应的数据帧结构及时隙结构；片外处理器生成单载波信号对应的配置参数，并将配置参数写入共享存储器；片外处理器根据需要生成的单载波信号，生成对应的帧头数据及通信模块数据，并将帧头数据及通信模块数据写入共享存储器；基带处理器获取待发送数据，并从共享存储器读取配置参数和帧头数据，实现在数据发送状态机下的状态跳转，并在各个跳转状态下，根据通信模块选择使能开关读取对应的通信模块数据，将读取的通信模块数据进行处理，生成单载波信号。本申请技术方案，提高单载波信号的生成效率，同时也有利于长期的维护，节省研发和人工成本。

技术研发人员：苏明,倪祖耀,张树英,田涵雨
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13