[发明专利]基于WIA-PA无线网关的数字信号处理方法

说明书

本发明涉及基于WIA‑PA无线网关的数字信号处理方法，包括以下步骤：将接收的射频信号进行采样并通过数字控制振荡器得到无线信号；对无线信号进行功率控制和信道选择，根据选择的信道进行干扰抑制处理；再依次通过位同步、OQPSK解调、OQPSK解扩得到接收到的原始数据。本发明能更好的抑制干扰，提升WIA‑PA工业网络的无线环境适应能力；避免大量的人工勘测与调试工作。并通过位同步方法可以最大程度恢复原始信号，即便受到干扰，也能通过相关检测恢复原始信号。

技术领域

本发明属工业物联网领域，具体地说是一种应用于工业控制系统中的工业无线网关能够自适应变频数字基带干扰抑制的数字信号处理方法。

背景技术

WIA-PA工业无线网络与WLAN、蓝牙设备工作在2.4G的公共频率上，受到的干扰也由此增大；其低功耗的特点决定了其在工作时节点模块的发射功率通常小于100mW，加之其工作频点带宽为5MHz，更不利于信号的无损传输。

WIA-PA工业无线网络工作带宽为83.5MHz，大多数ADC无法满足如此宽的采样带宽；即便满足，成本的增加也是难以令人接受的。物理层协议处理全部由IC完成，扩展性以及系统适应及功能的可扩展性差。

目前业界的没有类似数字基带干扰抑制技术，必须通过物理层芯片本身集成的滤波器进行滤波，可这个滤波器的性能并不能满足复杂现场的应用，在组网前后均需要大量的人工勘测与调试工作，不仅效率低，而且效果并不显著，并且已经有很多失败的应用案例。

发明内容

针对上述技术不足，本发明的目的在于实现WIA-PA无线网关全数字化处理，提升无线网关的抗干扰能力及集成度，提供一种用于网关的高带宽、可靠性实时性好、灵活性高的基带WIA-PA数字信号处理方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：基于WIA-PA无线网关的数字信号处理方法，包括以下步骤：

将接收的射频信号进行采样并通过数字控制振荡器得到无线信号；

对无线信号进行功率控制和信道选择，根据选择的信道进行干扰抑制处理；再依次通过位同步、OQPSK解调、OQPSK解扩得到接收到的原始数据。

所述进行信道选择包括以下步骤：

将无线信号带宽分成多段，每段对应多个设定的信道，根据工作信道设定本振频率，使本振频率与工作信道频率对应。

所述干扰抑制处理包括以下步骤：

建立多个截止频率且阶数不同的数字低通滤波器；根据无线信号的强度选择不同的数字低通滤波器。

所述位同步包括以下步骤：

数字低通滤波器输出I路和Q路基带信号，分别获取两路信号的下降沿作为输入相位基准信号；

如果I路、Q路输入相位基准信号超前或滞后于本地时钟分频后的相位脉冲N个，则I路锁定数据模块、Q路锁定数据模块分别通过内部计数器扣除或附加N个脉冲，作为I路、Q路同步脉冲反馈至同步时钟模块；

同步时钟模块根据I路、Q路同步脉冲锁定I路、Q路通道数据的中点并在中点处输出采样时钟输出至I路、Q路锁定数据模块、输出串行位同步脉冲直接透传；

I路锁定数据模块、Q路锁定数据模块根据采样时钟分别输出并行的I路数据和Q路数据，转换为串行数据后输出。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明能更好的抑制干扰，提升WIA-PA工业网络的无线环境适应能力；避免大量的人工勘测与调试工作。

2.本发明能够通过不同滤波器的选择，可以根据现场实际应用情况灵活配置，在无线环境变化时能够方便的实现。