一种自适应帧结构数据链传输系统及方法技术方案

一种自适应帧结构数据链传输系统及方法，包括UART串口、开发平台、RF收发器和RF天线，开发平台包括PS模块和PL模块，UART、PS、PL、RF收发器和RF天线组成数据收发通道；PS用于配置整个系统所需的所有参数，并根据PL反馈的相关指标实时决定PL当前的帧结构，PL用于根据PS的配置，在当前帧结构下，实现物理层的功能；发送通道为：PS接收UART发送的信息，与本地信息进行拼接后发送给PL，经过PL中的物理层处理后发送给RF收发器，RF收发器经过处理后再发送给RF天线；接收通道为：RF天线接收天线耦合后的信号，经过处理后发送给RF收发器，RF收发器处理后发送给PL，经过PL中的物理层解析后发送给PS，PS解出有效信息后通过UART串口显示在上位机上。解出有效信息后通过UART串口显示在上位机上。解出有效信息后通过UART串口显示在上位机上。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应帧结构数据链传输系统及方法


[0001]本专利技术涉及数据链通信领域，具体涉及一种自适应帧结构数据链传输系统及方法。

技术介绍

[0002]现有专利涉及到的帧结构，比如LTE、CDMA这类的标准通信协议，其帧结构是固定的；比如应用于数据链通信的特殊通信协议，专利描述的都是一个系统，没有明确说明其帧结构的构造方式。

技术实现思路

[0003]鉴于现有技术中存在的技术缺陷和技术弊端，本专利技术实施例提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种自适应帧结构数据链传输系统及方法，具体方案如下：作为本专利技术的第一方面，提供一种自适应帧结构数据链传输系统，所述系统包括：UART串口、嵌入式开发平台、RF收发器和RF天线，其中，所述嵌入式开发平台包括PS模块和PL模块，所述UART串口、PS模块、PL模块、RF收发器和RF天线组成数据收发通道；所述PS模块用于配置整个系统所需的所有参数，并根据PL模块反馈的相关指标实时决定PL模块当前的帧结构，PL模块用于根据PS的配置，在当前帧结构下，实现物理层的功能；其中，发送通道为：PS模块接收UART串口发送的信息，与本地信息进行拼接，拼接后的内容发送给PL模块，经过PL模块中的物理层处理后发送给RF收发器，RF收发器经过处理后再发送给RF天线，最后经过RF天线辐射到空间；接收通道为：RF天线接收天线耦合后的信号，经过处理后发送给RF收发器，RF收发器处理后发送给PL模块，经过PL模块中的物理层解析后发送给PS模块，PS解出有效信息后通过UART串口显示在上位机上。
[0004]进一步地，所述系统还包括DDR模块，所述DDR模块用于存储开发平台与RF收发器之间交互的数据以及物理层各节点数据，并将数据传输上位机进行保存，供开发人员进行MATLAB分析和FPGA仿真，以辅助定位调试过程中出现的问题。
[0005]进一步地，所述RF收发器用于处理PL模块与RF天线之间的交互数据，具体为：接收PL模块发送的数据，对所述数据进行上变频后再进行DA转换，最后将DA转换后的数据经过射频后端处理后发送给RF天线；接收RF天线发送的数据，对经过射频前端处理的数据进行AD转换后再进行下变频后发送给PL模块。
[0006]进一步地，所述RF具体用于：接收RF收发器发送的信号，对信号进行放大，并将放大后的信号通过天线辐射到空间；通过低噪声放大器将天线耦合后的信号进行放大，并将放大后的信号发送给RF收发器。
[0007]进一步地，所述PS模块根据PL模块反馈的相关指标实时决定PL模块当前的帧结构,具体为：PS模块接收PL模块发送的中断，根据预先约定好的中断列表，PS模块收到对应的中断后，根据中断内容在中断时刻点决策PL下一个时隙的工作方式。
[0008]进一步地，所述PL模块包括Register模块、Test模块、BRAM_0模块和BRAM_1模块；所述PS模块与PL模块的Register模块之间通过AXI_LITE总线交互，所述PS模块与PL模块的Test模块之间通过AXI_FULL总线交互，所述PS模块与PL模块的BRAM_0模块和BRAM_1模块通过BRAM控制器交互；所述发送通道具体为：PS模块首先进行组帧，即接收UART串口发送的数据，与本地数据按照预先约定好的通信协议进行数据拼接，将拼接好的数据通过BRAM控制器写入Bram_0模块中，PL模块在预先约定的某时刻点开始读取BRMA_0模块的数据，并按照基带发端入口数据所需的时序要求解析从BRAM_0模块中读取的数据并发送给基带，进行后续的物理层处理，将物理层处理后的基带数据发送给RF收发器，RF收发器将符合RF收发器芯片接口时序要求的数据发送给RF收发器芯片进行后续的处理；所述接收通道具体为：RF收发器接收RF天线发送的数据，将数据转换成基带所需的数据后发送给PL模块，PL模块接收RF收发器发送的数据并经过基带物理层解析后，将解析出的完整帧数据全部写入BRAM_1模块中，并在写完后以中断的形式通知PS模块读取BRAM_1的内容，进行解帧操作，PS模块将解帧后的相关内容根据需求通过UART串口发送到上位机上显示并保存。
[0009]作为本专利技术的第二方面，提供一种自适应帧结构数据链传输方法，所述方法包括：步骤1，系统上电，PS模块等待板上相关器件初始化完成，其中，相关器件包括PL模块和RF收发器步骤2，PS模块配置系统所有参数，包含PL模块物理层所有子模块所需的参数以及PS模块和PL模块协同工作时所需的所有握手信号；步骤3，PS模块开启开关，PL模块相关模块开始工作；步骤4，PL模块链路层进入盲搜模式，根据PS模块的配置，PL模块物理层选择相应子模块进入工作模式，进行物理层同步；步骤5，PL模块物理层同步成功后，链路层切换到锁定模式；步骤6，锁定模式下：PL物理层接收并解析完数据后发送中断信号给PS模块，PS模块检测到PL模块发送的中断信号，通过BRAM控制器读取PL模块的数据进行解帧操作，同时通过AXI_LITE总线以参数形式读取PL模块反馈的解析结果，并根据解析结果决定下一个时隙PL模块物理层工作的子模块；步骤7，锁定模式下，PL模块链路层进入空闲时隙；步骤8，锁定模式下，空闲时隙结束后，根据PS模块配置，PL物理层选择相应子模块进入工作模式；步骤9，若空闲时隙结束后是数传或图传收端，则重复步骤6的内容；步骤10，若空闲时隙结束后是数传或图传发端，则在PL模块物理层发完数据后发送中断信号给PS模块；步骤11，锁定模式下，重复步骤7至步骤10。
[0010]进一步地，步骤11中，若锁定模式下时序出现异常情况，PS模块强制将PL模块的锁
定模式切换到盲搜模式，开始重新走步骤4。
[0011]本专利技术具有以下有益效果：本专利技术基于定义软件无线电思想，将固定的通信底层帧结构变为可软件编程的自适应帧结构，将物理层和mac层模块化、参数化，即同一套硬件环境根据上层配置软件，生成不同的帧结构和通信体制，使得通信体制的升级更新更为简单，硬件和软件资源更能得到充分合理利用，大大降低企业成本。
附图说明
[0012]图1为本专利技术实施例提供的自适应帧结构数据链传输系统的框架图；图2为本专利技术实施例提供的PS模块与PL模块的框架图；图3为本专利技术实施例提供的自适应帧结构数据链传输方法流程图。
具体实施方式
[0013]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0014]本专利技术旨在提供一种自适应帧结构的数据链系统，方便灵活，易于移植，可满足不同场景下的实时通信需求，为具体描述自适应帧结构的实现方式，下面以ZYNQ开发平台为例进行描述，但自适应帧结构的工作模式不仅仅局限于ZYNQ开发平台；为了实现上述功能，提出的技术方案实施结构图如图1所示；如图1所示，本专利技术方案实施结构图包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应帧结构数据链传输系统，其特征在于，所述系统包括：UART串口、嵌入式开发平台、RF收发器和RF天线，其中，所述嵌入式开发平台包括PS模块和PL模块，所述UART串口、PS模块、PL模块、RF收发器和RF天线组成数据收发通道；所述PS模块用于配置整个系统所需的所有参数，并根据PL模块反馈的相关指标实时决定PL模块当前的帧结构，PL模块用于根据PS的配置，在当前帧结构下，实现物理层的功能；其中，发送通道为：PS模块接收UART串口发送的信息，与本地信息进行拼接，拼接后的内容发送给PL模块，经过PL模块中的物理层处理后发送给RF收发器，RF收发器经过处理后再发送给RF天线，最后经过RF天线辐射到空间；接收通道为：RF天线接收天线耦合后的信号，经过处理后发送给RF收发器，RF收发器处理后发送给PL模块，经过PL模块中的物理层解析后发送给PS模块，PS解出有效信息后通过UART串口显示在上位机上。2.根据权利要求1所述的自适应帧结构数据链传输系统，其特征在于，所述系统还包括DDR模块，所述DDR模块用于存储开发平台与RF收发器之间交互的数据以及物理层各节点数据，并将数据传输上位机进行保存，供开发人员进行MATLAB分析和FPGA仿真，以辅助定位调试过程中出现的问题。3.根据权利要求1所述的自适应帧结构数据链传输系统，其特征在于，所述RF收发器用于处理PL模块与RF天线之间的交互数据，具体为：接收PL模块发送的数据，对所述数据进行上变频后再进行DA转换，最后将DA转换后的数据经过射频后端处理后发送给RF天线；接收RF天线发送的数据，对经过射频前端处理的数据进行AD转换后再进行下变频后发送给PL模块。4.根据权利要求1所述的1所述的自适应帧结构数据链传输系统，其特征在于，所述RF具体用于：接收RF收发器发送的信号，对信号进行放大，并将放大后的信号通过天线辐射到空间；通过低噪声放大器将天线耦合后的信号进行放大，并将放大后的信号发送给RF收发器。5.根据权利要求1所述的1所述的自适应帧结构数据链传输系统，其特征在于，所述PS模块根据PL模块反馈的相关指标实时决定PL模块当前的帧结构,具体为：PS模块接收PL模块发送的中断，根据预先约定好的中断列表，PS模块收到对应的中断后，根据中断内容在中断时刻点决策PL下一个时隙的工作方式。6.根据权利要求1所述的自适应帧结构数据链传输系统，其特征在于，所述PL模块包括Register模块、Test模块、BRAM_0模块和BRAM_1模块；所述PS模块与PL模块的Register模块之间通过AXI_LITE总线交互，所述PS模块与PL模块的Test模块之间通过AXI_F...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄立，查迎弟，郑浩，杨俊，程俊，
申请(专利权)人：武汉高德微机电与传感工业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：