[发明专利]信号处理方法及装置、通信系统、电子设备及存储介质

说明书

本申请提供高速工业通信系统的信号处理方法及装置、通信系统、电子设备及存储介质，高速工业通信系统主要用来解决工业现场传统总线低带宽、无法同时承载实时和非实时以及网络结构复杂的问题，高速工业通信系统可以支持IPV6地址通信，可以支持时间触发的工业控制通信，可以支持TSN，可以支持白名单、深度检测和数据加密等安全机制。所述方法包括发射信号处理方法和接收信号处理方法，发射信号处理方法用在发射链路，包括：获取基带采样率的第一数字OFDM信号；对第一数字OFDM信号插值滤波得到统一采样率的第二数字OFDM信号；对第二数字OFDM信号数模转换形成模拟OFDM信号；接收信号处理方法用于接收链路，是发射链路的逆操作。

技术领域

本申请涉及高速工业通信系统技术领域，具体涉及信号处理方法及装置、通信系统、电子设备及存储介质。

背景技术

现有工业控制总线系统传输带宽改变时，接口输入、输出的相应符号速率会改变，这就要求系统时钟需要设计为多个频率。特别是当这些频率之间不是整数倍对应关系时，会有很高复杂度，使得系统实现的难度和成本提高。

在两线工业总线通信场景，通常有不同传输距离或不同传输介质的通信需求。在长距离通信或使用某些传输介质时，高频衰减严重，实际可用传输带宽变小，只要求满足较低的数据速率，对应基带信号符号速率低。在短距离通信或使用其它一些传输介质时，高频衰减少，实际可用传输带宽大，要求满足数据高速传输，对应基带信号符号速率高。当系统的传输带宽可变时，信号的基带符号速率随着传输带宽按比例变化。

传统工业总线通常采用接口的输出/输入符号速率和信号的基带符号速率相同的设计方法，使得接口的输出/输入信号符号速率随着传输带宽改变。但是，这种设计方法会提高系统时钟电路的设计复杂度。

发明内容

本申请实施例提供一种高速工业通信系统的发射信号处理方法，用于发射链路，所述发射信号处理方法包括：获取与待发送数据流对应的调制信号；将所述调制信号分配到相应的有效子载波，所述有效子载波的数量不变；对所述调制信号进行逆快速傅里叶变换，形成第一数字OFDM信号，所述逆快速傅里 叶变换点数不变，所述第一数字OFDM信号的采样率为基带采样率，所述基带采样率与传输带的带宽相对应；对所述第一数字OFDM信号进行插值滤波得到统一采样率的第二数字OFDM信号；对所述第二数字 OFDM信号进行数模转换形成模拟OFDM信号。

根据一些实施例，所述对所述第一数字OFDM信号进行插值滤波得到统一采样率的第二数字OFDM信号，包括：计算所述统一采样率除以所述基带采样率得到的第一商，所述第一商为分数；按照第一整数因子对所述第一数字OFDM信号进行上采样得到第三数字OFDM信号，所述第一整数因子为第一商的分子；对所述第三数字OFDM信号进行FIR滤波，得到第四数字OFDM信号；对所述第四数字OFDM信号进行第二整数因子的抽取，得到所述第二数字OFDM信号，所述第二整数因子为所述第一商的分母。

根据一些实施例，所述对所述第一数字OFDM信号进行插值滤波得到统一采样率的第二数字OFDM信号，包括：计算所述统一采样率除以所述基带采样率得到的第一商，所述第一商为整数；按照所述第一商对所述第一数字OFDM信号进行上采样得到第三数字OFDM信号；对所述第三数字 OFDM信号进行FIR滤波，得到所述第二数字OFDM信号。

根据一些实施例，所述对所述第一数字OFDM信号进行插值滤波得到统一采样率的第二数字OFDM信号，包括：计算所述统一采样率除以所述基带采样率得到的第一商，所述第一商为2的整数幂指数；采用所述整数幂指数个级联HB内插器，对所述第一数字OFDM信号进行内插，得到所述第二数字OFDM信号；其中，每个所述HB内插器对输入信号进行2倍上采样和HB滤波。

根据一些实施例，所述对所述第一数字OFDM信号进行插值滤波得到统一采样率的第二数字OFDM信号，包括：计算所述统一采样率除以所述基带采样率得到的第一商；对所述第一数字OFDM信号进行所述第一商的 farrow内插，得到所述第二数字OFDM信号。