一种无线电采集与分析系统的制作方法

1.本实用新型涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种无线电采集与分析系统。


背景技术：

2.目前，无线电的信号传输主要是通过pcie接口实现的，但是由于pcie总线的扩展性比较差，在连接多个设备的情况下，总线的有效带宽将大幅降低，导致传输速率变慢，同时会产生线间干扰，进而影响系统的正常工作，而且pcie接口在数据传输时对于接收设备有一定的要求，从而会导致信号传输的灵活性和实用性较低，此外，pcie接口还存在成本和安装难度都比较高，不利于大批量工业生产的问题。因此，制造出一种适配多种设备，传输带宽高的无线电采集与分析系统成为了目前亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供了一种无线电采集与分析系统，包括：
4.信号采集模块，用于采集无线电信号，并对所述无线电信号进行量化转码处理；
5.数据处理模块，用于数据的接收和处理，所述数据处理模块与所述信号采集模块连接；
6.数据传输模块，用于数据的接收和传输，所述数据传输模块分别与所述数据处理模块和上位机连接，其中，所述数据传输模块通过预设全双工接口单元与所述上位机进行连接，所述预设全双工接口单元的传输带宽大于60mb/s且小于500mb/s。
7.可选的，所述信号采集模块为adc芯片。
8.可选的，所述数据处理模块包括双核arm处理器和现场可编程逻辑门阵列fpga。
9.可选的，所述数据传输模块与电源模块连接。
10.可选的，所述电源模块包括至少二个电源接口。
11.可选的，至少一个所述电源接口与功率mos场效应晶体管连接。
12.可选的，所述现场可编程逻辑门阵列fpga为xilinx xc7z010-clg400芯片。
13.可选的，所述xilinx xc7z010-clg400芯片包括现场可编程门阵列和嵌入式可编程处理器。
14.可选的，所述预设全双工接口单元与cypress ez-usb fx3控制器连接。
15.可选的，所述cypress ez-usb fx3控制器与所述现场可编程逻辑门阵列fpga通过gpif ii接口以同步slave fifo的方式通信连接。
16.由以上技术方案可知，本技术实施例提供了一种无线电采集与分析系统，其特征在于，包括：信号采集模块，用于采集无线电信号，并对所述无线电信号进行量化转码处理；数据处理模块，用于数据的接收和处理，所述数据处理模块与所述信号采集模块连接；数据传输模块，用于数据的接收和传输，所述数据传输模块分别与所述数据处理模块和上位机连接，其中，所述数据传输模块通过预设全双工接口单元与所述上位机进行连接，所述预设全双工接口单元的传输带宽大于60mb/s且小于500mb/s。由于目前无线电的信号传输主要
是通过pcie接口实现的，但是pcie总线的扩展性比较差，在连接多个设备的情况下，总线的有效带宽将大幅降低，导致传输速率变慢，同时会产生线间干扰，进而影响系统的正常工作，且pcie接口在数据传输时对于接收设备有一定的要求，从而会导致信号传输的灵活性和实用性较低，此外，pcie接口还存在成本和安装难度都比较高，不利于大批量工业生产的问题。而本技术实施例通过预设全双工接口单元连接数据传输模块和上位机模块，可以提高接口的传输速率和接口与上位机不同接口的适配程度，提高无线电采集与分析系统的安装效率，节约安装成本。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。
18.图1为本技术实施例提供的一种无线电采集与分析系统的示意性结构图；
19.图2为本技术实施例提供的一种无线电采集与分析系统的电源模块外接ft5v电源的示意性管脚连接电路图；
20.图3为本技术实施例提供的一种无线电采集与分析系统的电源模块外接5v电源和usb 5v电源的示意性管脚连接电路图；
21.图4为本技术实施例提供的一种无线电采集与分析系统的xilinx xc7z010-clg400芯片与ddr内存条的示意性管脚连接电路图；
22.图5为本技术实施例提供的一种无线电采集与分析系统的cypress ez-usb fx3控制器数据传输的示意图。
具体实施方式
23.下面将详细地对本技术实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的系统和方法的示例。在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置，也可以通过其它的方式实现，以下所描述的装置实施例仅仅是示例性的。
24.请参阅图1，图1为本技术实施例提供的一种无线电采集与分析系统的示意性结构图,。
25.本技术实施例提供了一种无线电采集与分析系统100，如图1所示，该包括：
26.信号采集模块110，用于采集无线电信号，并对上述无线电信号进行量化转码处理；
27.数据处理模块120，用于数据的接收和处理，上述数据处理模块与上述信号采集模块连接；
28.数据传输模块130，用于数据的接收和传输，上述数据传输模块分别与上述数据处理模块和上位机连接，其中，上述数据传输模块通过预设全双工接口单元与上述上位机进
行连接，上述预设全双工接口单元的传输带宽大于60mb/s且小于500mb/s。
29.示例性的，上述预设全双工接口单元可以为usb3.0单元，其中，上述usb3.0单元可以包括usb3.0芯片和usb3.0接口。
30.根据一些实施例，上述信号采集模块为adc芯片。
31.需要说明的是，模拟信号只有通过模数转换，转化为数字信号后才能用软件进行处理，而adc芯片可以完成对外部输入的模拟信号进行离散采样和量化编码，可以实现输入信号的模数转换。
32.根据一些实施例，上述数据处理模块包括双核arm处理器和现场可编程逻辑门阵列fpga。
33.需要说明的是，双核arm处理器是指在一个处理器上集成两个运算核心，因此，通过双核arm处理器可以提高上述数据处理模块的计算能力和计算速度，提高数据处理效率。
34.需要说明的是，现场可编程逻辑门阵列fpga可以通过连接内部静态存储单元，实现编程数据的加载。因此，示例性的，可以在现场可编程逻辑门阵列fpga外部连接内部静态存储单元，例如，ddr内存条。
35.通过现场可编程逻辑门阵列fpga可以实现无限次数的重新编程，也可以而且加载速度快，可以通过使用现场可编程逻辑门阵列fpga减少硬件的配置，节约成本。
36.根据一些实施例，上述数据传输模块与电源模块连接。
37.示例性的，上述数据传输模块所需的电源可以是电压为5v的直流电源，上述电源模块可以使用usb供电，用于供电的电源设备可以是电脑等设备，上述电源模块还可以通过外接交直流转换器、电源适配器、稳压电路等方式，将电源模块的输入电流调整为数据传输模块所需的电压为5v的直流电源。
38.通过电源模块直接对数据传输模块进行单独供电，可以适配不同的电源类型，提高设备运行的灵活性，提高数据传输模块的供电质量，还可以避免在无线电采集与分析系统内部设置其他硬件，减少设备成本。
39.根据一些实施例，上述电源模块包括至少二个电源接口。
40.示例性的，上述电源接口可以为usb接口，上述电源模块可以包括多个电源接口，上述多个电源接口可以是不同类型的接口，也可以是同一类型的接口。
41.需要说明的是，usb电源接口支持热插拔，usb电源线可以与其他大部分设备适配。
42.通过设置多个电源接口，可以实现电源接口冗余，在其中某个电源接口发生故障的情况下，可以通过其他电源接口实现对数据传输模块的正常供电，提高电源模块的供电质量，避免在只有单个电源接口且该接口发生故障的情况下，无线电采集与分析系统需要停机检修，影响工作效率，进而可以提高无线电采集与分析系统运行的效率和稳定性。
43.根据一些实施例，至少一个上述电源接口与功率mos场效应晶体管连接。
44.示例性的，可以在电源模块内部的电路中设置功率mos场效应晶体管，将上述功率mos场效应晶体管与电源接口连接，可以通过上述功率mos场效应晶体管控制电源的导通。
45.功率mos场效应晶体是电压控制型器件，电路比较简单，通过在电源模块内功率mos场效应晶体管控制电源的导通，可以提高电源模块的电路集成度，同时还具有工作频率范围宽、开关速度高和安装成本比较低等优点，在开关过程中造成的损耗、噪声和安装成本都比较小，可以节约系统外部电源开关的安装成本。
46.请参阅图2，图2为本技术实施例提供的一种无线电采集与分析系统的电源模块外接ft 5v电源的示意性管脚连接电路图。
47.请参阅图3，图3为本技术实施例提供的一种无线电采集与分析系统的电源模块外接5v电源和usb 5v电源的示意性管脚连接电路图。
48.通过电源模块外接5v电源和usb 5v电源，可以实现上述电源模块的电源冗余，可以支持不同供电设备的不同电源供电，提高电源模块的工作效率，从而可以提高无线电采集与分析系统的实用性。
49.根据一些实施例，上述现场可编程逻辑门阵列fpga为xilinx xc7z010-clg400芯片。
50.请参阅图4，图4为本技术实施例提供的一种无线电采集与分析系统的xilinx xc7z010-clg400芯片与ddr内存条的示意性管脚连接电路图。
51.上述xilinx xc7z010-clg400芯片可以将处理器的软件可编程性与fpga的硬件可编程性进行整合，提供更好的系统性能、更强的系统灵活性与可扩展性，从而可以适应于各种广泛的应用情景。
52.根据一些实施例，上述xilinx xc7z010-clg400芯片包括现场可编程门阵列和嵌入式可编程处理器。
53.示例性的，可以通过xilinx xc7z010-clg400芯片接收上述信号采集模块传输的信号，可以将上述信号传输到现场可编程门阵列pl端的自定义ip核进行解调，可以将经过上述解调后的数据信息经过直接存储器访问dma模块传输到嵌入式可编程处理器ps端的自定义驱动模块，可以通过上述自定义驱动模块基于内部静态存储单元中的存储内容对应的相关数据，对上述相关数据进行处理。
54.根据一些实施例，上述预设全双工接口单元与cypress ez-usb fx3控制器连接。
55.通过cypress ez-usb fx3控制器与预设全双工接口单元连接，可以提高系统的平均传输速率，减少系统的逻辑占用资源比例，实现数据的高速传输。
56.根据一些实施例，上述cypress ez-usb fx3控制器与所述现场可编程逻辑门阵列fpga通过gpif ii接口以同步slave fifo的方式通信连接。
57.请参阅图5，图5为本技术实施例提供的一种无线电采集与分析系统的cypress ez-usb fx3控制器数据传输的示意图。
58.示例性的，可以定义四个slave fifo接口，分别用于发送数据、接收数据、发送命令和接收命令，可以通过轮询排队机制控制各收发通道。可以在data_chan_tx模块中发送轮询排队指令，将多个通道的数据分开送入不同的ddr缓存空间，其中，data_chan_tx模块到射频端口之间的各模块都是并行架构的；多个通道的数据可以在data_chan_rx模块中按照顺序排队，可以送入到ddr中缓存并送入到usb中，其中，在data_chan_rx模块到射频端口之间的各模块都是并行架构的，可以通过datamover模块实现与ddr之间的数据交互，可以通过slave fifo接口发送命令和接收命令，可以通过映射寄存器表确定命令通过，可以通过fifo模块与datamover模块的连接进行缓冲。
59.示例性的，可以通过现场可编程逻辑门阵列fpga写入命令、地址和相关控制信号，在读ddr的情况下，可以通过datamover模块基于握手协议读取数据，在写ddr的情况下，可以通过datamover模块基于握手协议访问ddr地址，在数据搬运的期间，可以通过fifo模块
与datamover模块的连接进行缓冲。
60.cypress ez-usb fx3控制器与所述现场可编程逻辑门阵列fpga通过gpif ii接口以同步slave fifo的方式通信连接可以实现数据的搬运，从而可以保持数据的连续性，提高传输的数据质量，提高无线电采集与分析系统的工作效率和工作质量。
61.由以上技术方案可知，本技术实施例提供了一种无线电采集与分析系统，通过预设全双工接口单元连接数据传输模块和上位机模块，可以提高接口的传输速率和接口与上位机不同接口的适配程度，提高无线电采集与分析系统的安装效率，节约安装成本。
62.需要说明的是，在上述实施例中，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。
63.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。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技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术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。对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。