本技術(shù)涉及信號處理，特別是一種通信增強型mcu芯片及信號處理方法。

背景技術(shù)：

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制和智能家居等應(yīng)用的迅速發(fā)展，對高效可靠的無線通信需求日益增加。特別是在物聯(lián)網(wǎng)中，大量的傳感器和設(shè)備需要通過無線方式傳輸數(shù)據(jù)，如何在復(fù)雜、多變的無線信道環(huán)境中保持穩(wěn)定、可靠的通信性能，成為了當下研究的重點。

2、傳統(tǒng)的無線通信技術(shù)通一般通過在傳輸信號中添加冗余信息，以便接收端檢測和糾正傳輸中的錯誤，常見的編碼規(guī)則有卷積編碼、turbo編碼和ldpc編碼等。

3、但是，傳統(tǒng)技術(shù)對信道變化的適應(yīng)性較差，在信道狀況惡劣的情況下，無法提供足夠的冗余編碼來糾正傳輸中的錯誤，導(dǎo)致通信質(zhì)量下降，而在信道狀況良好的情況下，提供過多的冗余編碼，導(dǎo)致通信資源浪費。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于上述提到的問題，提出了本技術(shù)以便提供克服所述問題或者至少部分地解決所述問題的一種通信增強型mcu芯片及信號處理方法，包括：

2、一種通信增強型mcu芯片，包括：信道檢測模塊、信號生成模塊和自適應(yīng)編碼模塊；

3、所述信道檢測模塊與無線通信模塊連接；所述信道檢測模塊將測試信號發(fā)送至所述無線通信模塊；當接收到來自所述無線通信模塊的測試返回信號時，所述信道檢測模塊對所述測試信號和所述測試返回信號進行比對得到信道參數(shù)信號；

4、所述信號生成模塊與所述自適應(yīng)編碼模塊連接；所述信號生成模塊將初始信號發(fā)送至所述自適應(yīng)編碼模塊；

5、所述自適應(yīng)編碼模塊分別與所述信道檢測模塊和所述無線通信模塊連接；當接收到所述初始信號時，所述自適應(yīng)編碼模塊從所述信道檢測模塊獲取所述信道參數(shù)信號，利用所述信道參數(shù)信號對所述初始信號編碼處理得到編碼信號，并將所述編碼信號發(fā)送至所述無線通信模塊。

6、優(yōu)選地，所述信道檢測模塊包括測試信號發(fā)生器、返回信號接收器、信道參數(shù)計算單元、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器和第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器；

7、所述測試信號發(fā)生器通過所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器與所述無線通信模塊連接；所述測試信號發(fā)生器生成測試信號，通過所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬信號并發(fā)送到所述無線通信模塊；

8、所述返回信號接收器通過所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器與所述無線通信模塊連接；所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器將接收的測試返回信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并發(fā)送到所述返回信號接收器；

9、所述測試信號發(fā)生器和所述返回信號接收器分別與所述信道參數(shù)計算單元連接；所述測試信號發(fā)生器將所述測試信號發(fā)送至所述信道參數(shù)計算單元；所述返回信號接收器將所述測試返回信號發(fā)送至所述信道參數(shù)計算單元；所述信道參數(shù)計算單元對所述測試信號和所述測試返回信號進行比對得到信道參數(shù)信號。

10、優(yōu)選地，所述信號生成模塊包括微控制器、第一存儲器、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器和通信接口；

11、所述第一存儲器通過所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器與所述通信接口連接；所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器將所述通信接口輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并發(fā)送至所述第一存儲器存儲；

12、所述微控制器分別與所述第一存儲器和所述自適應(yīng)編碼模塊連接，所述微控制器根據(jù)所述第一存儲器內(nèi)的存儲數(shù)據(jù)生成初始信號，并將所述初始信號發(fā)送至所述自適應(yīng)編碼模塊。

13、優(yōu)選地，所述自適應(yīng)編碼模塊包括編碼參數(shù)控制單元、卷積編碼器、第二存儲器和第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器；

14、所述編碼參數(shù)控制單元分別與所述信道檢測模塊和所述卷積編碼器連接；所述編碼參數(shù)控制單元從所述信道檢測模塊獲取所述信道參數(shù)信號，根據(jù)所述信道參數(shù)信號調(diào)整編碼參數(shù)，并將所述編碼參數(shù)發(fā)送至所述卷積編碼器；

15、所述第二存儲器與所述編碼參數(shù)控制單元連接；所述第二存儲器對所述編碼參數(shù)進行存儲；

16、所述卷積編碼器通過所述第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器與所述無線通信模塊連接；所述卷積編碼器根據(jù)所述編碼參數(shù)對所述初始信號進行卷積編碼，通過所述第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬信號并發(fā)送到所述無線通信模塊。

17、優(yōu)選地，所述無線通信模塊包括4g模塊、5g模塊、wifi模塊和藍牙模塊中的至少一種。

18、一種基于上述任一項所述的mcu芯片的信號處理方法，包括：

19、當接收到初始信號時，所述自適應(yīng)編碼模塊從所述信道檢測模塊獲取信道參數(shù)信號；

20、所述自適應(yīng)編碼模塊依據(jù)所述信道參數(shù)信號對所述初始信號編碼處理得到編碼信號；

21、所述自適應(yīng)編碼模塊將所述編碼信號發(fā)送至無線通信模塊。

22、優(yōu)選地，所述信道參數(shù)信號包括信噪比和誤碼率；所述自適應(yīng)編碼模塊依據(jù)所述信道參數(shù)信號對所述初始信號編碼處理得到編碼信號的步驟，包括：

23、所述自適應(yīng)編碼模塊依據(jù)所述信噪比和所述誤碼率確定卷積編碼的碼率、約束長度和生成多項式的最高階數(shù)，并依據(jù)所述碼率、所述約束長度和所述最高階數(shù)生成多項式組合；

24、所述自適應(yīng)編碼模塊通過所述多項式組合對所述初始信號進行卷積編碼，得到編碼信號。

25、優(yōu)選地，所述自適應(yīng)編碼模塊依據(jù)所述信噪比和所述誤碼率確定卷積編碼的碼率、約束長度和生成多項式的最高階數(shù)，并依據(jù)所述碼率、所述約束長度和所述最高階數(shù)生成多項式組合的步驟，包括：

26、所述自適應(yīng)編碼模塊按照下式計算碼率：

27、；

28、其中，為碼率，為信噪比，為誤碼率，、、、分別為常數(shù)；

29、所述自適應(yīng)編碼模塊按照下式計算約束長度：

30、；

31、其中，為約束長度，為信噪比，為誤碼率，、、分別為常數(shù)；

32、所述自適應(yīng)編碼模塊按照下式計算最高階數(shù)：

33、；

34、其中，為最高階數(shù)，為信噪比，為誤碼率，、、分別為常數(shù)；

35、所述自適應(yīng)編碼模塊隨機生成每一生成多項式的系數(shù)數(shù)組；其中，與最高次冪對應(yīng)的系數(shù)設(shè)置為1；

36、所述自適應(yīng)編碼模塊依據(jù)所述碼率、所述約束長度、所述最高階數(shù)和所述系數(shù)數(shù)組生成多項式組合。

37、優(yōu)選地，所述自適應(yīng)編碼模塊通過所述多項式組合對所述初始信號進行卷積編碼，得到編碼信號的步驟，包括：

38、對于所述初始信號每個時刻的輸入位，所述自適應(yīng)編碼模塊按照下式計算輸出位：

39、；

40、其中，為時刻t的第j個輸出位，為時刻的輸入位，為約束長度，為第j組的第i個生成多項式。

41、優(yōu)選地，還包括：

42、所述自適應(yīng)編碼模塊將編碼處理的編碼參數(shù)信號發(fā)送至無線通信模塊。

43、本技術(shù)具有以下優(yōu)點：

44、在本技術(shù)的實施例中，相對于現(xiàn)有技術(shù)對信道變化的適應(yīng)性較差的問題，本技術(shù)提供了加入信道檢測模塊實時檢測信道參數(shù)，并采用自適應(yīng)編碼模塊利用所述信道參數(shù)對傳輸信號進行自適應(yīng)編碼的解決方案，具體為：“一種通信增強型mcu芯片，包括：信道檢測模塊、信號生成模塊和自適應(yīng)編碼模塊；所述信道檢測模塊與無線通信模塊連接；所述信道檢測模塊將測試信號發(fā)送至所述無線通信模塊；當接收到來自所述無線通信模塊的測試返回信號時，所述信道檢測模塊對所述測試信號和所述測試返回信號進行比對得到信道參數(shù)信號；所述信號生成模塊與所述自適應(yīng)編碼模塊連接；所述信號生成模塊將初始信號發(fā)送至所述自適應(yīng)編碼模塊；所述自適應(yīng)編碼模塊分別與所述信道檢測模塊和所述無線通信模塊連接；當接收到所述初始信號時，所述自適應(yīng)編碼模塊從所述信道檢測模塊獲取所述信道參數(shù)信號，利用所述信道參數(shù)信號對所述初始信號編碼處理得到編碼信號，并將所述編碼信號發(fā)送至所述無線通信模塊”。通過加入信道檢測模塊實時檢測信道參數(shù)，并采用自適應(yīng)編碼模塊利用所述信道參數(shù)對傳輸信號進行自適應(yīng)編碼，可以提高對信道變化的適應(yīng)性，在信道狀況惡劣時，可以增加冗余編碼，從而增強錯誤糾正能力，保證通信質(zhì)量，而在信道狀況良好時，可以減少冗余編碼，節(jié)省通信資源，從而在保障通信可靠性的同時避免了資源浪費。