本發(fā)明涉及通信技術領域，更具體地說，涉及一種基于射頻捷變收發(fā)器的通信設備信噪比確定方法、核心數(shù)據(jù)處理器及通信設備。

背景技術：

目前，通信設備中要求具備數(shù)據(jù)發(fā)送速率自適應的功能，它的設計目的是發(fā)送方進行數(shù)據(jù)發(fā)送的時候，發(fā)送方會根據(jù)外部周圍的電磁環(huán)境條件和收發(fā)雙方的位置變化，采用相應的協(xié)議或者算法，找到一個合適的數(shù)據(jù)速率去發(fā)送無線電信號，以達到較高的傳輸效率。它同時要為路由協(xié)議提供支持，在多臺通信設備中尋找最優(yōu)的信號傳輸路徑以實現(xiàn)自組網(wǎng)功能。為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送速率自適應，我們采用了基于接收方接收信號-噪聲強度的自適應速率方案，其核心思想是發(fā)送方會根據(jù)接收方最近一次接收自己報文的信號噪聲比選擇合適的發(fā)送速率?？梢?，通信中的任何一臺設備在通信過程中會根據(jù)相關協(xié)議不斷收發(fā)報文，并且設備要在這個過程中必須獲取接收信號的強度、外部噪聲信號的強度再計算信噪比來實現(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)速率自適應。

因此，如何獲取有用信號的強度和外部噪聲信號的強度，實現(xiàn)計算信噪比，以對數(shù)據(jù)發(fā)送速率進行自適應調(diào)整，是本領域技術人員需要解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于射頻捷變收發(fā)器的通信設備信噪比確定方法、核心數(shù)據(jù)處理器及通信設備，以獲取有用信號的強度和外部噪聲信號的強度，實現(xiàn)計算信噪比，以對數(shù)據(jù)發(fā)送速率進行自適應調(diào)整。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供了如下技術方案：

一種基于射頻捷變收發(fā)器的通信設備信噪比確定方法，包括：

核心數(shù)據(jù)處理器對基帶iq信號進行同步后，且射頻捷變收發(fā)器在接收有用信號時，從所述射頻捷變收發(fā)器的rssi寄存器中讀取第一寄存器值；

所述核心數(shù)據(jù)處理器在所述射頻捷變收發(fā)器處于接收狀態(tài)，且通信設備處于無線電靜默狀態(tài)時，從所述射頻捷變收發(fā)器的rssi寄存器中讀取第二寄存器值；

所述核心數(shù)據(jù)處理器根據(jù)射頻模塊接收信號的信號功率，利用所述第一寄存器值確定有用信號強度，利用所述第二寄存器值確定外部噪聲信號強度，并根據(jù)所述有用信號強度和所述外部噪聲強度確定信噪比。

其中，核心數(shù)據(jù)處理器對基帶iq信號進行同步后，且射頻捷變收發(fā)器在接收有用信號時，從所述射頻捷變收發(fā)器的rssi寄存器中讀取第一寄存器值，包括：

核心數(shù)據(jù)處理器在同步信號sync_pl為高電平時，從射頻捷變收發(fā)器的rssi寄存器中讀取第一寄存器值。

其中，所述核心數(shù)據(jù)處理器在同步信號sync_pl為高電平時，從射頻捷變收發(fā)器的rssi寄存器中讀取第一寄存器值，包括：

在所述同步信號sync_pl為高電平時，所述核心數(shù)據(jù)處理器從所述從射頻捷變收發(fā)器的rssi寄存器中以預定時長為間隔，多次讀取寄存器值，并將多次讀取得寄存器值的平均值作為所述第一寄存器值。

其中，所述核心數(shù)據(jù)處理器在所述射頻捷變收發(fā)器處于接收狀態(tài)，且通信設備處于無線電靜默狀態(tài)時，從所述射頻捷變收發(fā)器的rssi寄存器中讀取第二寄存器值，包括：

所述核心數(shù)據(jù)處理器在tx_en信號從高電平變?yōu)榈碗娖介_始，至所述同步信號sync_pl從低電平變?yōu)楦唠娖街?，從所述射頻捷變收發(fā)器的rssi寄存器中讀取第二寄存器值。

一種核心數(shù)據(jù)處理器，包括：

讀取裝置，用于對基帶iq信號進行同步后，且射頻捷變收發(fā)器在接收有用信號時，從所述射頻捷變收發(fā)器的rssi寄存器中讀取第一寄存器值；在所述射頻捷變收發(fā)器處于接收狀態(tài)，且通信設備處于無線電靜默狀態(tài)時，從所述射頻捷變收發(fā)器的rssi寄存器中讀取第二寄存器值；

數(shù)據(jù)處理裝置，用于根據(jù)射頻模塊接收信號的信號功率，利用所述第一寄存器值確定有用信號強度，利用所述第二寄存器值確定外部噪聲信號強度，并根據(jù)所述有用信號強度和所述外部噪聲強度確定信噪比。

其中，所述讀取裝置，具體用于在同步信號sync_pl為高電平時，從射頻捷變收發(fā)器的rssi寄存器中讀取第一寄存器值。

其中，所述讀取裝置，具體用于在所述同步信號sync_pl為高電平時，從所述從射頻捷變收發(fā)器的rssi寄存器中以預定時長為間隔，多次讀取寄存器值，并將多次讀取得寄存器值的平均值作為所述第一寄存器值。

其中，所述讀取裝置，具體用于在tx_en信號從高電平變?yōu)榈碗娖介_始，至所述同步信號sync_pl從低電平變?yōu)楦唠娖街埃瑥乃錾漕l捷變收發(fā)器的rssi寄存器中讀取第二寄存器值。

一種通信設備，包括上述的核心數(shù)據(jù)處理器，以及與所述核心數(shù)據(jù)處理器相連的射頻捷變收發(fā)器，以及與所述射頻捷變收發(fā)器相連的射頻模塊。

其中，還包括：

與所述射頻模塊相連的天線口。

通過以上方案可知，本發(fā)明實施例提供的一種基于射頻捷變收發(fā)器的通信設備信噪比確定方法，包括：核心數(shù)據(jù)處理器對基帶iq信號進行同步后，且射頻捷變收發(fā)器在接收有用信號時，從所述射頻捷變收發(fā)器的rssi寄存器中讀取第一寄存器值；所述核心數(shù)據(jù)處理器在所述射頻捷變收發(fā)器處于接收狀態(tài)，且通信設備處于無線電靜默狀態(tài)時，從所述射頻捷變收發(fā)器的rssi寄存器中讀取第二寄存器值；所述核心數(shù)據(jù)處理器根據(jù)射頻模塊接收信號的信號功率，利用所述第一寄存器值確定有用信號強度，利用所述第二寄存器值確定外部噪聲信號強度，并根據(jù)所述有用信號強度和所述外部噪聲強度確定信噪比。

可見，在本方案中，通過在基帶iq信號同步后，進入解調(diào)的時間內(nèi)，讀取寄存器中的值作為有用信號的強度，而在通信設備無線電靜默時，信道在正常接收狀態(tài)下讀取的寄存器值作為外部干擾信號進入信道內(nèi)的噪聲強度，可實現(xiàn)準確的確定信噪比，以便根據(jù)信噪比對數(shù)據(jù)發(fā)送速率進行自適應調(diào)整；本發(fā)明還公開了一種核心數(shù)據(jù)處理器及通信設備，同樣能實現(xiàn)上述技術效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例公開的一種基于射頻捷變收發(fā)器的通信設備信噪比確定方法流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例公開的硬件接收鏈路框架示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例公開的核心處理芯片物理層基帶解調(diào)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例公開的rssi信號獲取時序圖；

圖5為本發(fā)明實施例公開的寄存器值校準框圖；

圖6為本發(fā)明實施例公開的一種核心數(shù)據(jù)處理器結(jié)構示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例公開的一種通信設備結(jié)構示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明實施例公開了一種基于射頻捷變收發(fā)器的通信設備信噪比確定方法、核心數(shù)據(jù)處理器及通信設備，以獲取有用信號的強度和外部噪聲信號的強度，實現(xiàn)計算信噪比，以對數(shù)據(jù)發(fā)送速率進行自適應調(diào)整。

參見圖1，本發(fā)明實施例提供的一種基于射頻捷變收發(fā)器的通信設備信噪比確定方法，包括：

s101、核心數(shù)據(jù)處理器對基帶iq信號進行同步后，且射頻捷變收發(fā)器在接收有用信號時，從所述射頻捷變收發(fā)器的rssi寄存器中讀取第一寄存器值；

其中，核心數(shù)據(jù)處理器對基帶iq信號進行同步后，且射頻捷變收發(fā)器在接收有用信號時，從所述射頻捷變收發(fā)器的rssi寄存器中讀取第一寄存器值，包括：

核心數(shù)據(jù)處理器在同步信號sync_pl為高電平時，從射頻捷變收發(fā)器的rssi寄存器中讀取第一寄存器值。

具體的，在所述同步信號sync_pl為高電平時，所述核心數(shù)據(jù)處理器從所述從射頻捷變收發(fā)器的rssi寄存器中以預定時長為間隔，多次讀取寄存器值，并將多次讀取得寄存器值的平均值作為所述第一寄存器值。

具體的，通信設備在正常工作時會不斷接收和發(fā)送一段一段的數(shù)據(jù)幀，這些不同類型的數(shù)據(jù)幀所占的時間長度根據(jù)mac協(xié)議而有所不同，在本實施例中通過核心數(shù)據(jù)處理器抓取接收信號的時序波形分析，根據(jù)這些其中的一些信號狀態(tài)來判斷何時讀取的rssi寄存器值作為有用信號的強度，何時讀取的rssi寄存器值作為外部噪聲信號功率。

具體的，在本實施例中，在通信設備中獲取信噪比是通過接收信道相關硬件來實現(xiàn)，其總體硬件接收鏈路框架如圖2所示，具體包括核心數(shù)據(jù)處理器、ad9361射頻捷變收發(fā)器，射頻模塊和天線口，該核心數(shù)據(jù)處理器包括基帶處理端和控制處理端，基帶處理端用于對于基帶iq信號進行同步處理，控制處理端用于從ad9361射頻捷變收發(fā)器的寄存器中讀取寄存器值。

參見圖3，為本實施例提供的核心處理芯片物理層基帶解調(diào)示意圖，參見圖4，為本實施例提供的rssi信號獲取時序圖；其中，mclk40信號為核心數(shù)據(jù)處理器的時鐘信號，通過該時鐘信號，可計算出在哪段時間獲取寄存器的值；sync_pl信號為同步信號，當基帶iq信號進行同步處理后，該信號被置為高電平，表示正在接收有用信號；tx_en信號為ad9361射頻捷變收發(fā)器的發(fā)射狀態(tài)信號，當置于高電平時，代表ad9361射頻捷變收發(fā)器處于發(fā)射狀態(tài)，否則，則處于接受狀態(tài)；rssi信號，表示讀取的信號強度的寄存器值。

通信設備開啟后，除了發(fā)送狀態(tài)，會一直處于接收的工作狀態(tài)，接收的信號經(jīng)過射頻信道再被解調(diào)后變成基帶iq信號，核心處理器物理層的基帶處理端會通過短訓序列對基帶iq信號進行粗幀同步，長訓序列進行細幀同步，也是圖3中的前兩個過程，同步后表明接收到的是有用信號，同時會把同步信號sync_pl電平拉高，接收的信號進入后續(xù)處理，否則sync_pl信號會一直處于低電平狀態(tài)，表明并沒有接收到有用信號。

分析圖4的時序圖可以知道，在sync_pl信號被拉到高電平開始一直到變成低電平之間的時間表明當前接收到信號是有用信號，這段時間的時長可通過圖4中的mclk40時鐘信號計算出來，同時根據(jù)mac協(xié)議可知，發(fā)送的最短的幀長時間遠遠大于ad9361射頻捷變收發(fā)器rssi計算信號強度的時間，也就是說，在任何sync_pl為高電平的時間內(nèi)，可通過核心處理器去多次讀取rssi寄存器的值，獲得比較穩(wěn)定的第一寄存器值，再通過相關計算，便可計算出當前有用信號的強度。

s102、所述核心數(shù)據(jù)處理器在所述射頻捷變收發(fā)器處于接收狀態(tài)，且通信設備處于無線電靜默狀態(tài)時，從所述射頻捷變收發(fā)器的rssi寄存器中讀取第二寄存器值；

其中，所述核心數(shù)據(jù)處理器在所述射頻捷變收發(fā)器處于接收狀態(tài)，且通信設備處于無線電靜默狀態(tài)時，從所述射頻捷變收發(fā)器的rssi寄存器中讀取第二寄存器值，包括：

所述核心數(shù)據(jù)處理器在tx_en信號從高電平變?yōu)榈碗娖介_始，至所述同步信號sync_pl從低電平變?yōu)楦唠娖街?，從所述射頻捷變收發(fā)器的rssi寄存器中讀取第二寄存器值。

具體的，tx_en信號為表示通信設備收發(fā)狀態(tài)的信號，參見圖4，當核心數(shù)據(jù)處理器控制ad9361射頻捷變收發(fā)器處于發(fā)射狀態(tài)時，核心數(shù)據(jù)處理器將tx_en信號拉為高電平，當tx_en信號為低電平時，表明信道處于接收狀態(tài)。參見圖4，tgap時間是sync_pl為低電平的時間，其中有段時間是tx_en信號為高，表示設備處于發(fā)送狀態(tài)，在這個時間內(nèi)，由于受到ad9361射頻捷變收發(fā)器發(fā)送信道的內(nèi)部干擾，不能去讀取rssi的寄存器值，只有在t1時間內(nèi)，設備處于接收狀態(tài)，同時也處于有用信號的靜默的時候，這時通過控制ad9361射頻捷變收發(fā)器去讀取rssi的寄存器值才是外部干擾信號進入到信道帶內(nèi)的噪聲信號強度。

并且，在本實施例中通過在有線信道和無線信道中利用這種方法讀取有用信號強度和噪聲信號強度的值，與用頻譜儀測試的信號功率值進行對比，本方法可準確的讀出用信號強度和噪聲信號強度。

s103、所述核心數(shù)據(jù)處理器根據(jù)射頻模塊接收信號的信號功率，利用所述第一寄存器值確定有用信號強度，利用所述第二寄存器值確定外部噪聲信號強度，并根據(jù)所述有用信號強度和所述外部噪聲強度確定信噪比。

具體的，在本實施例中是通過從ad9361射頻捷變收發(fā)器的寄存器中讀取有用信號強度和外部噪聲強度，但是，從芯片中讀取的兩個寄存器值的單位量綱為db，它并不是接收信號的絕對功率值dbm，經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)，這兩個寄存器的值與進入天線口中的信號功率在一個比較大的動態(tài)范圍內(nèi)是線性關系，因此，經(jīng)過校準后可以得出寄存器中的值與接收信號的絕對功率的對應關系，通過該對應關系，可將核心數(shù)據(jù)處理器讀取的值經(jīng)過換算得到信號絕對功率值，其校準基本框圖如圖5所示。

下面對本發(fā)明實施例提供的核心數(shù)據(jù)處理器進行介紹，下文描述的核心數(shù)據(jù)處理器與上文描述的通信設備信噪比確定方法可以相互參照。

參見圖6，本發(fā)明實施例提供的一種核心數(shù)據(jù)處理器100，包括：

讀取裝置110，用于對基帶iq信號進行同步后，且射頻捷變收發(fā)器在接收有用信號時，從所述射頻捷變收發(fā)器的rssi寄存器中讀取第一寄存器值；在所述射頻捷變收發(fā)器處于接收狀態(tài)，且通信設備處于無線電靜默狀態(tài)時，從所述射頻捷變收發(fā)器的rssi寄存器中讀取第二寄存器值；

數(shù)據(jù)處理裝置120，用于根據(jù)射頻模塊接收信號的信號功率，利用所述第一寄存器值確定有用信號強度，利用所述第二寄存器值確定外部噪聲信號強度，并根據(jù)所述有用信號強度和所述外部噪聲強度確定信噪比。

基于上述實施例，所述讀取裝置，具體用于在同步信號sync_pl為高電平時，從射頻捷變收發(fā)器的rssi寄存器中讀取第一寄存器值。

基于上述實施例，所述讀取裝置，具體用于在所述同步信號sync_pl為高電平時，從所述從射頻捷變收發(fā)器的rssi寄存器中以預定時長為間隔，多次讀取寄存器值，并將多次讀取得寄存器值的平均值作為所述第一寄存器值。

基于上述實施例，所述讀取裝置，具體用于在tx_en信號從高電平變?yōu)榈碗娖介_始，至所述同步信號sync_pl從低電平變?yōu)楦唠娖街埃瑥乃錾漕l捷變收發(fā)器的rssi寄存器中讀取第二寄存器值。

參見圖7，本發(fā)明實施例提供的一種通信設備，包括上述任意實施例所述的核心數(shù)據(jù)處理器100；

以及與所述核心數(shù)據(jù)處理器100相連的射頻捷變收發(fā)器200；

以及與所述射頻捷變收發(fā)器200相連的射頻模塊300；

與所述射頻模塊300相連的天線口400。

在本方案中，通信設備根據(jù)指標要求構成的架構為：核心數(shù)據(jù)處理器+ad9361射頻捷變收發(fā)器+射頻模塊。在設備通信中獲取接收信號的強度、噪聲強度，主要依靠的硬件平臺為a9361射頻捷變收發(fā)器和射頻收發(fā)模塊對接收的射頻信號進行處理，同時需要核心數(shù)據(jù)處理器在配好mac協(xié)議的條件下控制ad9361射頻捷變收發(fā)器來獲取接收信號強度與外界噪聲強度。

具體的，目前通信設備的硬件平臺只能讀取信號強度值，無法判斷信號強度是有用信號還是外部噪聲信號，在本方案中提出了利用基帶處理的粗同步和細同步設置sync_pl電平高低作為接收到有用信號的判斷依據(jù)，同時配合tx_en這個發(fā)送控制信號來明確接收有用信號和本身發(fā)送信號之外的時間段接收并讀取的信號強度作為噪聲強度值，這種判斷方式準確并且新穎。并且，這種方法具備普遍的意義，利用本方案去獲取信噪比，前提只要有用信號的數(shù)據(jù)幀時長和通信設備的靜默時間足夠讓通信設備中的射頻捷變收發(fā)器去獲取穩(wěn)定的信號強度即可，配合這種硬件架構，基帶研發(fā)人員避免了在基帶做類似信號功率計算的程序，降低了工作難度和研發(fā)風險，是一種更為簡單有效的信噪比獲取方法。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域?qū)I(yè)技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。