基于FPGA调幅解调的射频电平值计算方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及通信技术领域，提供一种基于FPGA调幅解调的射频电平值计算方法及装置，以解决目前计算射频电平值效率不高的问题，该装置包括调幅解调模块和射频电平值计算模块，其中调幅解调模块包括求平方和单元和开平方单元。本发明专利技术提出的技术方案基于FPGA实现了AM解调算法，从AM解调输出的数据可以简便、高效、可靠的对多种检波方式的RF电平值进行计算，与现有技术中采用计算机进行射频电平值计算的方法相比，本发明专利技术提升了射频电平值计算效率，降低了计算机资源占用，减小了设备体积和功耗，降低了数据传输带宽，总体提升了接收机设计性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于通信
，特别涉及一种基于FPGA调幅解调的射频电平值计算方法及装置。
技术介绍
在频谱监控领域，射频电平值是ITU(International Telecommunications Union国际电信联盟)规定的必须测量的指标之一，目前国内的接收机产品都具备这一指标的测量、显示功能。目前通用的一种射频电平值指标计算方法是：接收机底层硬件将经过下变频处理的IQ数据上传至计算机(台式机、单板计算及或其他嵌入式微处理器)，计算机采用相应的算法处理IQ数据，计算出对应于多种检波方式(RMS、AVG、PK、SA等)的射频电平值。上述计算RF电平值的方法的优点在于：(1)IQ数据容易获取；(2)计算机能够较灵活的生成多种检波算法；(3)已有算法能够很方便的进行变更。缺点在于：(1)IQ数据的传输率受到计算机传输带宽的限制；(2)计算机处理计算密集的任务时往往受到资源的限制，当前的计算机性能不足以支持足够快的实时处理；(3)计算机的并发能力不足，计算点数过大的(如8192点以上)数据电平时，会影响到其他进程的运行；(4)功耗更大；(5)体积更大。因此，通过计算机处理IQ数据计算射频电平值，会极大的影响接收机的性能，此种计算方法已经不太适合于目前的高性能接收机。
技术实现思路
【要解决的技术问题】本专利技术的目的是提供一种基于FPGA调幅解调的射频电平值计算方法及装置，以解决目前计算射频电平值效率不高的问题。【技术方案】本专利技术是通过以下技术方案实现的。本专利技术首先涉及一种基于FPGA调幅解调的射频电平值计算方法，包括步骤：A、将输入信号的I路和Q路的数据分别通过一个乘法器与自身相乘，分别得到I路数据的平方、Q路数据的平方，将平方后得到的值通过加法器相加得到I路数据和Q路数据的平方和S1；B、对I路数据和Q路数据的平方和S1进行开平方，得到输入信号的幅值S2；C、根据输入信号的检波方式、I路数据和Q路数据的平方和S1、输入信号的幅值S2，计算输入信号的射频电平值。作为一种优选的实施方式，所述步骤B中采用CORDIC方法对I路数据和Q路数据的平方和S1进行开平方。作为另一种优选的实施方式，所述步骤C根据输入信号的检波方式，计算输入信号的射频电平值的方法为：如果检波方式为峰值检波，对数据流S2取最大值则得到输入信号的射频电平值；如果检波方式为均方根检波，对数据流S1取和后求平均，再开平方得到输入信号的射频电平值；如果检波方式为平均值检波，对数据流S2取平均值得到输入信号的射频电平值；如果检波方式为采样检波，取数据流S1的第一个值作为输入信号的射频电平值。本专利技术还涉及一种基于FPGA调幅解调的射频电平值计算装置，包括调幅解调模块和射频电平值计算模块，所述调幅解调模块包括求平方和单元和开平方单元，所述求平方和单元被配置成：将输入信号的I路和Q路的数据分别通过一个乘法器与自身相乘，分别得到I路数据的平方、Q路数据的平方，将平方后得到的值通过加法器相加得到I路数据和Q路数据的平方和S1；所述开平方单元被配置成：对I路数据和Q路数据的平方和S1进行开平方，得到输入信号的幅值S2；所述射频电平值计算模块被配置成：根据输入信号的检波方式、I路数据和Q路数据的平方和S1、输入信号的幅值S2，计算输入信号的射频电平值。作为一种优选的实施方式，所述开平方单元采用CORDIC方法对I路数据和Q路数据的平方和S1进行开平方。作为另一种优选的实施方式，所述射频电平值计算模块具体被配置成：如果检波方式为峰值检波，对数据流S2取最大值则得到输入信号的射频电平值；如果检波方式为均方根检波，对数据流S1取和后求平均，再开平方得到输入信号的射频电平值；如果检波方式为平均值检波，对数据流S2取平均值得到输入信号的射频电平值；如果检波方式为采样检波，取数据流S1的第一个值作为输入信号的射频电平值。【有益效果】本专利技术提出的技术方案具有以下有益效果：本专利技术基于FPGA实现了AM解调算法，从AM解调输出的数据可以简便、高效、可靠的对多种检波方式的RF电平值进行计算，与现有技术中采用计算机进行射频电平值计算的方法相比，本专利技术提升了射频电平值计算效率，降低了计算机资源占用，减小了设备体积和功耗，降低了数据传输带宽，总体提升了接收机设计性能。附图说明图1为本专利技术的实施例一提供的基于FPGA调幅解调的射频电平值计算装置原理框图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的具体实施方式进行清楚、完整的描述。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的基于FPGA调幅解调的射频电平值计算装置原理框图，该装置基于FPGA实现，具体地，如图1所示，该装置包括调幅解
调模块和射频电平值计算模块，其中调幅解调模块包括求平方和单元和开平方单元。求平方和单元被配置成：将输入信号的I路和Q路的数据分别通过一个乘法器与自身相乘，分别得到I路数据的平方、Q路数据的平方，将平方后得到的值通过加法器相加得到I路数据和Q路数据的平方和S1。开平方单元被配置成：对I路数据和Q路数据的平方和S1进行开平方，得到输入信号的幅值S2，该值即为输入信号的AM解调结果。具体地，本实施例中，开平方单元采用CORDIC方法对I路数据和Q路数据的平方和S1进行开平方。射频电平值计算模块被配置成：根据输入信号的检波方式、I路数据和Q路数据的平方和S1、输入信号的幅值S2，计算输入信号的射频电平值。具体地，射频电平值计算模块被配置成：如果检波方式为峰值检波(PK)，对数据流S2取最大值则得到输入信号的射频电平值；如果检波方式为均方根检波(RMS)，对数据流S1取和后求平均，再开平方得到输入信号的射频电平值；如果检波方式为平均值检波(AVG)，对数据流S2取平均值得到输入信号的射频电平值；如果检波方式为采样检波(SA)，取数据流S1的第一个值作为输入信号的射频电平值。采用实施例一中的装置实现的基于FPGA调幅解调的射频电平值计算方法可以参考下述具体方法实施例。实施例二实施例二提供一种基于FPGA调幅解调的射频电平值计算方法，该方法包括步骤：(1)、将输入信号的I路和Q路的数据分别通过一个乘法器与自身相乘，分别得到I路数据的平方、Q路数据的平方，将平方后得到的值通过加法器相加得到I路数据和Q路数据的平方和S1。(2)、对I路数据和Q路数据的平方和S1进行开平方，得到输入信号的幅值S2。具体地，该步骤采用CORDIC方法对I路数据和Q路数据的平方和S1进行开平方。(3)、根据输入信号的检波方式、I路数据和Q路数据的平方和S1、输入信号的幅值S2，计算输入信号的射频电平值。具体地，计算输入信号的射频电平值的方法为：如果检波方式为峰值检波，对数据流S2取最大值则得到输入信号的射频电平值；如果检波方式为均方根检波，对数据流S1取和后求平均，再开平方得到输入信号的射频电平值；如果检波方式为平均值检波，对数据流S2取平均值得到输入信号的射频电平值；如果检波方式为采样检波，取数据流S1的第一个值作为输入信号的射频电平值。下面对通用的利用计算机计算IQ数据射频电平的方法和本实施例中的基于FPGA AM解调的射频电平计算方法进行对比测试，测试结果如表1所示。表1对比试验测试结果由上表可以明显的看出，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于FPGA调幅解调的射频电平值计算方法，其特征在于包括步骤：A、将输入信号的I路和Q路的数据分别通过一个乘法器与自身相乘，分别得到I路数据的平方、Q路数据的平方，将平方后得到的值通过加法器相加得到I路数据和Q路数据的平方和S1；B、对I路数据和Q路数据的平方和S1进行开平方，得到输入信号的幅值S2；C、根据输入信号的检波方式、I路数据和Q路数据的平方和S1、输入信号的幅值S2，计算输入信号的射频电平值。

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA调幅解调的射频电平值计算方法，其特征在于包括步骤：A、将输入信号的I路和Q路的数据分别通过一个乘法器与自身相乘，分别得到I路数据的平方、Q路数据的平方，将平方后得到的值通过加法器相加得到I路数据和Q路数据的平方和S1；B、对I路数据和Q路数据的平方和S1进行开平方，得到输入信号的幅值S2；C、根据输入信号的检波方式、I路数据和Q路数据的平方和S1、输入信号的幅值S2，计算输入信号的射频电平值。2.根据权利要求1所述的基于FPGA调幅解调的射频电平值计算方法，其特征在于所述步骤B中采用CORDIC方法对I路数据和Q路数据的平方和S1进行开平方。3.根据权利要求1所述的基于FPGA调幅解调的射频电平值计算方法，其特征在于所述步骤C根据输入信号的检波方式，计算输入信号的射频电平值的方法为：如果检波方式为峰值检波，对数据流S2取最大值则得到输入信号的射频电平值；如果检波方式为均方根检波，对数据流S1取和后求平均，再开平方得到输入信号的射频电平值；如果检波方式为平均值检波，对数据流S2取平均值得到输入信号的射频电平值；如果检波方式为采样检波，取数据流S1的第一个值作为输入信号的射频电平值。4.一种基于FPGA调幅解调的射频电平值计算装置，其特征在于包...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小成，莫舸舸，漆骐，
申请(专利权)人：成都华日通讯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51