[发明专利]一种基于FPGA的动态频谱分析系统及方法

权利要求书

1.一种基于FPGA的动态频谱分析系统，其特征在于，包括有：

一数据采集器(1)，用于采集空间内多个频段的环境频谱数据；

一FPGA处理器(2)，连接于数据采集器(1)，所述FPGA处理器(2)内预设有环境噪声阈值，所述FPGA处理器(2)用于接收数据采集器(1)输出的环境频谱数据，并分析每个频段的环境频谱数据是否小于环境噪声阈值：

若是，则得出当前频段空闲；

若否，则得出当前频段繁忙。

2.如权利要求1所述的基于FPGA的动态频谱分析系统，其特征在于，所述数据采集器(1)为AD9361射频捷变收发器，所述FPGA处理器(2)包括Zynq-7020型芯片。

3.如权利要求2所述的基于FPGA的动态频谱分析系统，其特征在于，所述FPGA处理器(2)与数据采集器(1)通过SPI接口建立连接，并且所述FPGA处理器(2)通过SPI接口向数据采集器(1)的寄存器配置控制信息，所述数据采集器(1)根据所述控制信息而获取需要进行信号采集的多个频段。

4.如权利要求1所述的基于FPGA的动态频谱分析系统，其特征在于，所述FPGA处理器(2)包括有：

一FIFO数据缓存模块(20)，连接于数据采集器(1)，所述FIFO数据缓存模块(20)用于对数据采集器(1)输出的环境频谱数据进行缓存；

一DDR2存储模块(21)，连接于FIFO数据缓存模块(20)，所述DDR2存储模块(21)用于当FIFO数据缓存模块(20)不空时，以先进先出方式将FIFO数据缓存模块(20)中缓存的环境频谱数据存储于该DDR2存储模块(21)；

一MFC处理模块(22)，连接于DDR2存储模块(21)，所述MFC处理模块(22)用于通过FFT算法将环境频谱数据由时域数据转换为频域数据，再利用CORDIC算法进行频谱分析后得出当前频段空闲或者繁忙；

一VGA显示模块(23)，连接于MFC处理模块(22)，所述VGA显示模块用于显示当前频段的空闲或者繁忙状态。

5.如权利要求4所述的基于FPGA的动态频谱分析系统，其特征在于，所述MFC处理模块(22)包括有：

一中值滤波单元(220)，连接于DDR2存储模块(21)，所述中值滤波单元(220)用于当MFC处理模块(22)从DDR2存储模块(21)中读取数据时，利用中值滤波算法滤除数据中的脉冲噪声；

一FFT变换单元(221)，连接于中值滤波单元(220)，所述FFT变换单元(221)用于根据FFT算法将滤波后的数据由时域数据转换为频域数据；

一复数求模单元(222)，连接于FFT变换单元(221)，所述复数求模单元(222)用于利用CORDIC算法对FFT变换单元(221)转换后的频域数据进行频谱分析。

6.一种基于FPGA的动态频谱分析方法，其特征在于，该方法基于一系统实现，所述系统包括有一数据采集器(1)及一FPGA处理器(2)，所述FPGA处理器(2)连接于数据采集器(1)，所述FPGA处理器(2)内预设有环境噪声阈值，所述方法包括如下步骤：

步骤S1，所述数据采集器(1)采集空间内多个频段的环境频谱数据；

步骤S2，所述FPGA处理器(2)接收数据采集器(1)输出的环境频谱数据；

步骤S3，所述FPGA处理器(2)分析每个频段的环境频谱数据是否小于环境噪声阈值：

若是，则得出当前频段空闲；

若否，则得出当前频段繁忙。

7.如权利要求6所述的基于FPGA的动态频谱分析方法，其特征在于，还包括控制信号写入步骤：

所述FPGA处理器(2)通过SPI接口向数据采集器(1)的寄存器配置控制信息，所述数据采集器(1)根据所述控制信息而获取需要进行信号采集的多个频段。

8.如权利要求7所述的基于FPGA的动态频谱分析方法，其特征在于，所述数据采集器(1)以跳频的方式采集多个频段的环境频谱数据。