【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线电信号测量，特别是涉及一种基于异构芯片平台的无线电信号测量方法。
技术介绍
1、频谱监测领域中使用电池供电有时需要低功耗运行场景。虽然cpu具有处理复杂控制流程和易于实现复杂算法的特性，但是cpu处理大批量重复信号处理任务时面临数据吞吐量瓶颈、功耗高的问题。可编程器件处理大批量重复信号处理任务时具有数据吞吐量高、功耗低的特点，但实现复杂控制流程和复杂算法的难度较高。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于异构芯片平台的无线电信号测量方法，能够在功耗、处理速度、取得平衡，在满足一定处理速度的情况下尽可能降低整个平台的功耗。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于异构芯片平台的无线电信号测量方法，所述异构芯片平台包括cpu端和fpga端，所述方法包括以下步骤:
3、s1、参数配置：cpu端接收包含控制参数的配置控制指令，并将控制参数发送给fpga进行参数配置；
4、所述步骤s1的配置控制指令中包含的控制参数包括信号中心频率和带宽参数；cpu端在配置接收指令后将控制参数发送给fpga，fpga配置信号中心频率和带宽参数。
5、s2.在进行信号接收时，接收到的信号由fpga端采集，并进行信号预处理；fpga段使用的ddr内存划分为两段存储地址，第一段存储地址用于缓存预处理后的缓存数据，第二段存储地址用于缓存频谱数据；
6、步骤s2中所述的信号预处理包括但不限于信号
7、s3、fpga端将预处理后的数据缓存至ddr内存中的第一段缓存地址保存，缓存方式采用循环队列；
8、步骤s3中缓存方式采用循环队列，是指：
9、每帧缓存数据长度固定，每次缓存数据后记录当前缓存数据帧的起始地址、数据长度、下一次缓存起始地址；数据缓存满时，将新的数据缓存至预处理数据缓存起始地址并覆盖旧的数据。
10、s4、fpga端使用短时傅里叶变换算法计算频谱；
11、所述步骤s4包括：
12、s401.对于ddr内存中的第一段缓存地址保存的任意一帧数据，将其记为 ,乘上一个以时间为中心的滑动窗，设为时间窗函数,表示从信号中取一段信号；
13、的短时傅里叶变换定义为：；
14、其中，表示中时间取时的信号表示对进行倒序得到的信号，表示的共轭， j表示虚数单位， 表示的微分；
15、s402.对于ddr内存中的第一段缓存地址保存的每一帧数据，重复执行步骤s401，对各帧数据处理的先后顺序与各帧数据缓存的先后顺序相同。
16、s5、fpga端将上一步计算获得的频谱结果缓存至ddr内存中的第二段存储地址中，缓存方式采用循环队列；
17、步骤s5中缓存方式采用循环队列，是指：
18、每帧频谱的长度固定，每次缓存频谱数据后记录当前缓存数据帧的起始地址、数据长度、下一次缓存起始地址；
19、频谱数据缓存满时，将新的频谱数据缓存至频谱数据缓存起始地址，并覆盖旧的频谱数据。
20、s6、fpga端利用缓存的频谱数据做直方图运算计算信号检测门限；其中每种采样率参数下对应一个信号底噪值，可在设备制造环节，通过不输入信号的情况下测量得到。信号频谱的幅度结果单位转换成dbm,直方图组距为1db，组数计算方式为：从dbm到0dbm，多帧频谱平均后的频谱数据做直方图处理，获得直方图上分布最大的值对应的直方图组数索引值，在频谱上取该索引值对应的频谱幅度，作为检测门限。
21、s7、fpga端将上一步计算获得的门限用于检测信号，将检测后的结果通过fpga和cpu之间的高速传输总线发送给cpu端；所述步骤s7中检测门限会随着新的频谱数据刷新；即新的一帧频谱数据缓存到频谱数据缓存地址后重新计算一次检测门限，每刷新一次频谱数据都会刷新检测门限。
22、上述步骤s2~s7均在可编程逻辑器件fpga上实现。
23、s8、cpu端收到检测结果后进行检测结果融合，按照设定的最小检测带宽、信噪比门和信号最短持续时间进行筛选，生成检测结果作为测量参数；
24、所述步骤s8中，
25、设定的信号最小检测带宽、信噪比门限和信号最短持续时间tmin相当于阈值信号；
26、在对信号检测时，只有当信号带宽大于，信号的信噪比大于，并且信号的持续时间大于tmin，才会对信号的参数进行保存，生成检测结果作为信号测量参数，所述信号测量参数包括信号中心频率、采样率和信号有效带宽。
27、s9、cpu端将测量参数通过高数传输总线发送至fpga端，fpga端通过测量参数做数字下变频处理，获得窄带信号，并且测量窄带信号的itu参数、信号出现时间、信号消失时间，并且将测量结果通过高速传输中线发送至cpu端。
28、本专利技术的有益效果是：本专利技术将无线电信号电磁频谱检测领域中的无线电信号检测、测量技术通过异构芯片平台实现。将无线电信号检测、测量所涉及的各种数学运算，分配到可编程逻辑器件fpga和通用处理器cpu中进行处理。发挥可编程逻辑器件fpga和通用处理器cpu各自的优势和长处，提升无线电信号检测、测量的技术能力。除可提升无线电信号检测、测量能力外还可以利用可编程逻辑器件fpga的高并行度，低运行频率的特点，降低无线电信号检测、测量设备的功耗，并且减小此类设备体积。
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1.一种基于异构芯片平台的无线电信号测量方法，其特征在于：所述异构芯片平台包括CPU端和FPGA端，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于异构芯片平台的无线电信号测量方法，其特征在于：所述步骤S1的配置控制指令中包含的控制参数包括信号中心频率和带宽参数；CPU端在配置接收指令后将控制参数发送给FPGA，FPGA配置信号中心频率和带宽参数。
3.根据权利要求1所述的一种基于异构芯片平台的无线电信号测量方法，其特征在于：步骤S2中所述的信号预处理包括信号IQ平衡、滤波和去直流中一种或多种的组合。
4.根据权利要求1所述的一种基于异构芯片平台的无线电信号测量方法，其特征在于：所述步骤S3中，缓存方式采用循环队列，即：
5.根据权利要求1所述的一种基于异构芯片平台的无线电信号测量方法，其特征在于：所述步骤S4包括：
6.根据权利要求1所述的一种基于异构芯片平台的无线电信号测量方法，其特征在于：所述步骤S5中，缓存方式采用循环队列，即：
7.根据权利要求1所述的一种基于异构芯片平台的无线电信号测量方法
8.根据权利要求1所述的一种基于异构芯片平台的无线电信号测量方法，其特征在于：所述步骤S7中检测门限会随着新的频谱数据刷新；即新的一帧频谱数据缓存到频谱数据缓存地址后重新计算一次检测门限，每刷新一次频谱数据都会刷新检测门限。
9.根据权利要求1所述的一种基于异构芯片平台的无线电信号测量方法，其特征在于：所述步骤S8中，
...【技术特征摘要】
1.一种基于异构芯片平台的无线电信号测量方法，其特征在于：所述异构芯片平台包括cpu端和fpga端，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于异构芯片平台的无线电信号测量方法，其特征在于：所述步骤s1的配置控制指令中包含的控制参数包括信号中心频率和带宽参数；cpu端在配置接收指令后将控制参数发送给fpga，fpga配置信号中心频率和带宽参数。
3.根据权利要求1所述的一种基于异构芯片平台的无线电信号测量方法，其特征在于：步骤s2中所述的信号预处理包括信号iq平衡、滤波和去直流中一种或多种的组合。
4.根据权利要求1所述的一种基于异构芯片平台的无线电信号测量方法，其特征在于：所述步骤s3中，缓存方式采用循环队列，即：
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【专利技术属性】
技术研发人员：何家豪，宋文路，周永虎，
申请(专利权)人：成都玖锦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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