CN109639713B - 一种iq数据帧和传输、接收方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种IQ数据帧和传输、接收方法，其中IQ数据帧包括有效载荷单元，有效载荷单元包括控制管理通道、IQ数据段和保留字节段；其中，IQ数据段由预设载波频率的IQ数据构成，保留字节段由候选载波频率的IQ数据构成；第一预设数量个连续的IQ数据帧中的控制管理通道构成底层链路信息。本发明实施例提供的IQ数据帧和方法，通过在有效载荷单元中设置IQ数据段和可用字节段，使得IQ数据的传输更加灵活，有效载荷的利用率更高。此外，通过将底层链路信息分散至第一预设数量个IQ数据帧的控制管理通道中，避免了重复传输，节省了带宽，进一步提高了有效载荷的利用率，满足了万兆以太网口的传输需求。

Description

一种IQ数据帧和传输、接收方法

技术领域

本发明实施例涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种IQ数据帧和传输、接收方法。

背景技术

随着无线通信技术的发展，无线信号的载波带宽越来越宽，网口中传输的数字基带IQ(In-phase Quadrature，同相正交)数据量越来越大，采用万兆以太网口传输数字基带IQ数据已成必然。

图1为现有技术提供的万兆以太网口传输基带IQ数据的硬件结构示意图，如图1所示，时钟分发模块输出三路时钟，分别是数字基带处理参考时钟、XFI接口参考时钟和PHY(Port Physical Layer，端口物理层)参考时钟，数字基带处理参考时钟是FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)内部进行基带IQ数据处理的参考时钟，XFI接口参考时钟是FPGA内部XFI接口模块工作的参考时钟，PHY参考时钟是PHY进行数据处理时的参考时钟；FPGA与PHY之间通过XFI接口相连，XFI接口是一个支持10Gbps数据传输速率的芯片间电气接口规范，用来完成FPGA数字基带IQ数据与PHY之间的传输；PHY主要用来完成XFI接口和万兆以太网口之间的数据转换。

通常万兆以太网口的传输协议基于CPRI(Common Public Radio Interface，通用公共无线电接口)协议进行自定义。然而由于XFI接口的实际工作线速率小于标准的XFI接口线速率，导致万兆以太网口的实际数据速率小于标准万兆以太网口的10Gbps，万兆以太网口的有效载荷利用不充分。

发明内容

本发明实施例提供一种IQ数据帧和传输、接收方法，用以解决现有的万兆以太网口有效载荷利用不充分的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种IQ数据帧，包括有效载荷单元，所述有效载荷单元包括控制管理通道、IQ数据段和保留字节段；

其中，所述IQ数据段由预设载波频率的IQ数据构成，所述保留字节段由候选载波频率的IQ数据构成；

第一预设数量个连续的IQ数据帧中的所述控制管理通道构成底层链路信息。

第二方面，本发明实施例提供一种IQ数据帧的传输方法，包括：

基于预设载波频率的IQ数据、候选载波频率的IQ数据和底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分，构建所述当前IQ数据帧；所述当前IQ数据帧为第一方面所提供的IQ数据帧；

发送所述当前IQ数据帧，以使得接收端接收到所述当前IQ数据帧，并基于所述当前IQ数据帧获取所述预设载波频率的IQ数据、所述候选载波频率的IQ数据和所述底层链路信息中对应所述当前IQ数据帧的部分。

第三方面，本发明实施例提供一种IQ数据帧的接收方法，包括：

接收发送端发送的当前IQ数据帧；所述当前IQ数据帧是所述发送端基于预设载波频率的IQ数据、候选载波频率的IQ数据和底层链路信息中对应所述当前IQ数据帧的部分构建的，所述当前IQ数据帧为第一方面所提供的IQ数据帧；

基于所述当前IQ数据帧获取所述预设载波频率的IQ数据、所述候选载波频率的IQ数据和所述底层链路信息中对应所述当前IQ数据帧的部分。

第四方面，本发明提供一种IQ数据帧的传输装置，包括：

组帧模块，用于基于预设载波频率的IQ数据、候选载波频率的IQ数据和底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分，构建当前IQ数据帧；当前IQ数据帧为第一方面所提供的IQ数据帧；

发送模块，用于发送当前IQ数据帧，以使得接收端接收到当前IQ数据帧，并基于当前IQ数据帧获取预设载波频率的IQ数据、候选载波频率的IQ数据和底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分。

第五方面，本发明提供一种IQ数据帧的接收装置，包括：

接收模块，用于接收发送端发送的当前IQ数据帧；当前IQ数据帧是发送端基于预设载波频率的IQ数据、候选载波频率的IQ数据和底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分构建的，当前IQ数据帧为第一方面所提供的IQ数据帧；

解帧模块，用于基于当前IQ数据帧获取预设载波频率的IQ数据、候选载波频率的IQ数据和底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分。

第六方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过总线完成相互间的通信，处理器可以调用存储器中的逻辑指令，以执行如第二方面或第三方面所提供的方法的步骤。

第七方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第二方面或第三方面所提供的方法的步骤。

本发明实施例提供的一种IQ数据帧和传输、接收方法，通过在有效载荷单元中设置IQ数据段和可用字节段，使得IQ数据的传输更加灵活，有效载荷的利用率更高。在此基础上，通过将底层链路信息分散至第一预设数量个IQ数据帧的控制管理通道中，在完整传输底层链路信息的基础上，避免了重复传输，节省了带宽，为IQ数据段和保留字节段提供了更多可用字节，进一步提高了有效载荷的利用率，满足了万兆以太网口的传输需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的万兆以太网口传输基带IQ数据的硬件结构示意图；

图2为本发明实施例提供的IQ数据帧的结构示意图；

图3为本发明另一实施例提供的IQ数据帧的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的有效载荷单元的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的底层链路信息的分配示意图；

图6为本发明实施例提供的IQ数据帧的传输方法的流程示意图；

图7为本发明另一实施例提供的IQ数据帧的传输方法的流程示意图；

图8为本发明实施例提供的IQ数据帧的接收方法的流程示意图；

图9为本发明另一实施例提供的IQ数据帧的接收方法的流程示意图；

图10为本发明实施例提供的IQ数据帧的传输装置的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的IQ数据帧的接收装置的结构示意图；

图12为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

通常万兆以太网口的传输协议基于CPRI协议进行自定义。然而由于XFI接口的实际工作线速率小于标准的XFI接口线速率，导致万兆以太网口的实际数据速率小于标准万兆以太网口的10Gbps，万兆以太网口的有效载荷利用不充分。为了满足万兆以太网口的传输需求，提高有效载荷利用率，本发明实施例提供了一种IQ数据帧，以下将通过多个实施例进行展开说明和介绍。

图2为本发明实施例提供的IQ数据帧的结构示意图，如图2所示，IQ数据帧包括有效载荷单元，有效载荷单元包括控制管理通道、IQ数据段和保留字节段；其中，IQ数据段由预设载波频率的IQ数据构成，保留字节段由候选载波频率的IQ数据构成；第一预设数量个连续的IQ数据帧中的控制管理通道构成底层链路信息。

具体地，IQ数据帧包括有效载荷单元，有效载荷单元至少包括控制管理通道、IQ数据段和保留字节段。其中，IQ数据段由预设载波频率的IQ数据构成，用于实现预设载波频率的IQ数据的传输。保留字节段由候选载波频率的IQ数据构成，用于实现候选载波频率的IQ数据的传输。此处，预设载波频率为预先设定的用于IQ数据段传输的载波频率，预设载波频率可以是一种或多种载波频率，候选载波频率为预设载波频率以外的其他载波频率，候选载波频率可以是一种或多种载波频率，本发明实施例对此不作具体限定。例如，IQ数据段支持4个5G(Fifth-generation mobile communication technology，第五代移动通信技术)NR(New Radio，新空口)100MHz载波和以及2个4G(Fourth-generation mobilecommunication technology，第四代移动通信技术)LTE(Long Term Evolution，长期演进)2*20MHz载波的IQ数据的传输。在此基础上，保留字节段可用于承载100MHz载波和2*20MHz载波之外的其余载波频率下的IQ数据的传输。

此外，有效载荷单元中，控制管理通道用于交互底层链路信息。底层链路信息包括K码同步字节、无线帧帧号、设备ID、厂家信息及协议版本等信息中的至少一种。针对任一IQ数据帧，如果该IQ数据帧内的控制管理通道需要包含上述底层链路信息的全部内容，则控制管理通道需要占用大量字节，导致有效载荷单元中IQ数据段和保留字节段的可用字节被压缩，影响IQ数据的传输效率。因此，在本发明实施例中，将底层链路信息分散在第一预设数量个连续的IQ数据帧的控制管理通道中。进一步地，限定每一IQ数据帧中控制管理通道的字节数，并将底层链路信息划分为若干个部分，分别配置在第一预设数量个连续的IQ数据帧中的若干个对应的IQ数据帧的控制管理通道中，从而使得第一预设数量个连续的IQ数据帧的控制管理通道可以构成底层链路信息。通过上述设置，在完整传输底层链路信息的同时，最大程度为IQ数据帧中IQ数据段和保留字节段提供了可用字节。例如第一预设数量为40，40个连续的IQ数据帧中，每一IQ数据帧的控制管理通道为1字节，底层链路信息共40字节，则基于时分机制为每一IQ数据帧分配一个字节，从而使得40个连续的IQ数据帧的控制管理通道能够构成完整的底层链路信息。

本发明实施例提供的IQ数据帧，通过在有效载荷单元中设置IQ数据段和可用字节段，使得IQ数据的传输更加灵活，有效载荷的利用率更高。在此基础上，通过将底层链路信息分散至第一预设数量个连续的IQ数据帧的控制管理通道中，在完整传输底层链路信息的基础上，避免了重复传输，节省了带宽，为IQ数据段和保留字节段提供了更多可用字节，进一步提高了有效载荷的利用率，满足了万兆以太网口的传输需求。

基于上述实施例，第一预设数量个连续的IQ数据帧构成一个超帧，第二预设数量个连续的超帧构成一个无线帧。

具体地，一个无线帧由第二预设数量个连续的超帧构成，一个超帧由第一预设数量个连续的IQ数据帧构成，此处的IQ数据帧即为基本帧。需要说明的是，第一预设数量和第二预设数量均为预先设定的，其中第一预设数量为预先设定的一个超帧中的基本帧的数量，第二预设数量为预先设定的一个无线帧中的超帧的数量。例如，第一预设数量为40，第二预设数量为100，将10ms的无线帧分为100个超帧，每一超帧由40个IQ数据帧构成，由此得到每一IQ数据帧的时间长度为10ms/100/40＝2.5μs。标准万兆以太网口的数据传输速率为10Gbps，则每一IQ数据帧由3125字节构成。

基于上述任一实施例，有效载荷单元还包括消息通道，消息通道用于传输应用层消息。

此处，应用层消息用于完成主从设备的正常消息交互、版本升级以及日志提取等功能，有效载荷单元预先设置空间承载消息通道，例如消息通道占用8个字节。

基于上述任一实施例，IQ数据帧还包括前导码、帧开始符、目的MAC地址、源MAC地址、长度类型、帧校验序列和帧间隙中的至少一种。

具体地，前导码和帧开始符为IQ数据帧的起始部分，目的MAC地址(Media AccessControl Address，媒体访问控制地址)和源MAC地址为IQ数据帧的报头，其中目的MAC地址表征数据接收端的地址，源MAC地址表征数据发送端的地址，长度类型用于表征IQ数据帧的长度和类型，帧校验序列(Frame Check Sequence，FCS)用于检验IQ数据帧是否被损坏，帧间隙(Interframe Gap，IFG)是一段空闲线路状态码，为两个IQ数据帧之间的时间段。

基于上述任一实施例，参考图1示出的万兆以太网口传输基带IQ数据的硬件结构，依据CPRI规范设置数字基带处理模块的参考时钟为122.88MHz，FPGA内部的XFI接口参考时钟为156.25MHz，PHY的参考时钟为50MHz。将10ms的无线帧分为100个超帧，每一超帧由40个IQ数据帧构成，由此得到每一IQ数据帧的时间长度为10ms/100/40＝2.5μs。

基于上述设置的硬件结构，图3为本发明另一实施例提供的IQ数据帧的结构示意图，如图3所示，IQ数据帧由3125字节构成。其中，IQ数据帧的起始部分中，前导码由7个字节构成，帧开始符由1个字节构成。IQ数据帧的报头部分，目的MAC地址和源MAC地址分别由6个字节构成。IQ数据帧的长度类型由2个字节构成。IQ数据帧的有效载荷单元由3087个字节构成。IQ数据帧的尾帧部分，帧校验序列由4个字节构成，帧间隙由12个字节构成。

图4为本发明实施例提供的有效载荷单元的结构示意图，如图4所示，由3087个字节构成的有效载荷单元分为4个部分，包括控制管理通道、消息通道、IQ数据段和保留字节段。其中，控制管理通道由1个字节构成，用于交互底层链路信息。底层链路信息共40个字节，基于时分机制向每一IQ数据帧分配一个字节，以一个超帧为周期循环分配。消息通道由8个字节构成。

IQ数据段由2880个字节构成，支持4个5G NR 100MHz载波和以及2个4G LTE 2*20MHz载波的IQ数据的传输。每一100MHz载波的采样速率为122.88MHz，每一采样点的I路和Q路数据即IQ数据由15比特构成，则4个100MHz载波在一个IQ数据帧的周期内总共有4*2.5/1000000*122.88*15/8＝2304个字节；2*20MHz载波的采样速率为61.44MHz，每一采样点的I路和Q路数据即IQ数据由15比特构成，则2个2*20MHz载波在一个IQ数据帧的周期内总共有2*2.5/1000000*61.44*15/8＝576个字节。由此得到IQ数据段的总字节数为2304+576＝2880字节。保留字节段共有198个字节，可以用于承载其余载波频率下的IQ数据的传输。

本发明实施例提供的IQ数据帧，通过在有效载荷单元中设置IQ数据段和可用字节段，使得IQ数据的传输更加灵活，有效载荷的利用率更高。在此基础上，通过将底层链路信息分散至超帧中每一IQ数据帧的控制管理通道中，在完整传输底层链路信息的基础上，避免了重复传输，节省了带宽，为IQ数据段和保留字节段提供了更多可用字节，进一步提高了有效载荷的利用率，满足了万兆以太网口的传输需求。此外，上述IQ数据帧依赖的万兆以太网口传输基带IQ数据的硬件结构中，参考时钟的设置依据CPRI规范，能够满足硬件结构中器件的要求，有效提高设备的可靠性和稳定性。

基于上述任一实施例，图5为本发明实施例提供的底层链路信息的分配示意图，如图5所示，一个超帧包括40个IQ数据帧，图中每一方格对应一个IQ数据帧的控制管理通道，每一控制管理通道均由1个字节构成。对应地，底层链路信息分为40个字节，其中序号为00、01和02的IQ数据帧的控制管理通道包含的底层链路信息的部分分别为K码同步字节、版本和厂家信息，图5中K码同步字节为K28.5。序号为10、11和12的IQ数据帧的控制管理通道包含的底层链路信息的部分分别为超帧号(Hyper Frame Number，HFN)、L1-reset-Los和设备ID。序号为20和21的IQ数据帧的控制管理通道包含的底层链路信息的部分分别为BFN-low和告警信息，序号为30和31的IQ数据帧的控制管理通道包含的底层链路信息的部分分别为BFN-high和告警信息，其余序号的IQ数据帧的控制管理通道均为预留项，可以根据需要进行添加和设置，具备很强的灵活性。

基于上述任一实施例，图6为本发明实施例提供的IQ数据帧的传输方法的流程示意图，如图6所示，该传输方法的执行主体为发送端，此处发送端可以是图1示出的万兆以太网口传输基带IQ数据的硬件结构中FPGA中XFI接口的发送模块。该传输方法包括：

610，基于预设载波频率的IQ数据、候选载波频率的IQ数据和底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分，构建当前IQ数据帧；当前IQ数据帧为上述任一实施例提供的IQ数据帧。

具体地，预设载波频率为预先设定的用于IQ数据段传输的载波频率，预设载波频率可以是一种或多种载波频率，候选载波频率为预设载波频率以外的其他载波频率，候选载波频率可以是一种或多种载波频率，本发明实施例对此不作具体限定。预设载波频率的IQ数据用于构成IQ数据段，候选载波频率的IQ数据用于构成保留字节段。

底层链路信息包括K码同步字节、无线帧帧号、设备ID、厂家信息及协议版本等信息中的至少一种。将底层链路信息分散在第一预设数量个连续的IQ数据帧的控制管理通道中。进一步地，限定每一IQ数据帧中控制管理通道的字节数，并将底层链路信息划分为若干个部分，分别配置在第一预设数量个连续的IQ数据帧中的若干个对应的IQ数据帧的控制管理通道中，从而使得第一预设数量个连续的IQ数据帧中的全部IQ数据帧的控制管理通道可以构成底层链路信息。此处，底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分用于构成当前IQ数据帧的控制管理通道。

参考图2，IQ数据帧包括有效载荷单元，有效载荷单元包括IQ数据段、保留字节段和控制管理通道。因而，基于预设载波频率的IQ数据、候选载波频率的IQ数据和底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分，能够构建有效载荷单元，从而构建当前IQ数据帧。

620，发送当前IQ数据帧，以使得接收端接收到当前IQ数据帧，并基于当前IQ数据帧获取预设载波频率的IQ数据、候选载波频率的IQ数据和底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分。

具体地，发送端将构建完成的当前IQ数据帧发送至接收端。此处，接收端可以是图1示出的万兆以太网口传输基带IQ数据的硬件结构中FPGA中XFI接口的接收模块。接收端在接收到发送端发送的当前IQ数据帧后，进行解帧，从当前IQ数据帧中获取有效载荷单元，进而获取有效载荷单元中的IQ数据段、保留字节段和控制管理通道。此处，IQ数据段由预设载波频率的IQ数据构成，保留字节段由候选载波频率的IQ数据构成，控制管理通道由底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分构成。

此外，接收端在接收到第一预设数量个连续的IQ数据帧后，分别得到每一IQ数据帧的控制管理通道，即可获取完整的底层链路信息。

本发明实施例提供的传输方法，基于IQ数据帧进行IQ数据的传输，通过在有效载荷单元中设置IQ数据段和可用字节段，使得IQ数据的传输更加灵活，有效载荷的利用率更高。在此基础上，通过将底层链路信息分散至第一预设数量个连续的IQ数据帧中每一IQ数据帧的控制管理通道中，在完整传输底层链路信息的基础上，避免了重复传输，节省了带宽，为IQ数据段和保留字节段提供了更多可用字节，进一步提高了有效载荷的利用率，满足了万兆以太网口的传输需求。

基于上述任一实施例，步骤610之前，传输方法还包括：对IQ数据进行15/8比特转换。

此处，IQ数据包括预设载波频率的IQ数据和/或候选载波频率的IQ数据。在基于上述IQ数据构建IQ数据帧之前，需要将位宽为15比特的IQ数据进行15/8比特转换，获取位宽为8比特的IQ数据，以便于后续与位宽为8比特的控制管理通道和消息通道进行组帧。

对应地，步骤610和步骤620之前，即构建当前IQ数据帧后，发送当前IQ数据帧之前，传输方法还包括：对当前IQ数据帧依次进行8/64比特转换和64/66比特编码，得到位宽为66比特的当前IQ数据帧。

基于位宽为8比特的IQ数据和同样位宽为8比特的控制管理通道和消息通道进行组帧，构建的当前IQ数据帧的位宽同样是8比特。在得到当前IQ数据帧之后，首先对当前IQ数据帧进行8/64比特转换，将当前IQ数据帧的位宽由8比特转换为64比特。随后，继续对当前IQ数据帧进行64/66比特编码，将当前IQ数据帧的位宽由64比特转换为66比特，即最终通过发送端发送的当前IQ数据帧的位宽为66比特。

基于上述任一实施例，步骤610具体包括：

611，基于预设载波频率的IQ数据、候选载波频率的IQ数据、底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分和消息通道，构建有效载荷单元。

具体地，参考图4，消息通道用于传输应用层消息。应用层消息用于完成主从设备的正常消息交互、版本升级以及日志提取等功能，有效载荷单元预先设置空间承载消息通道，例如消息通道占用8个字节。此处，有效载荷单元由控制管理通道、消息通道、IQ数据段和保留字节段。其中控制管理通道由底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分构成，IQ数据段由预设载波频率的IQ数据构成，保留字节段由候选载波频率的IQ数据构成。

612，基于前导码、帧开始符、目的MAC地址、源MAC地址、长度类型、有效载荷单元、帧校验序列和帧间隙构建当前IQ数据帧。

具体地，参考图3，前导码和帧开始符为IQ数据帧的起始部分，目的MAC地址和源MAC地址为IQ数据帧的报头，其中目的MAC地址表征数据接收端的地址，源MAC地址表征数据发送端的地址，长度类型用于表征IQ数据帧的长度和类型，帧校验序列用于检验IQ数据帧是否被损坏，帧间隙是一段空闲线路状态码，为两个IQ数据帧之间的时间段。

基于上述任一实施例，图7为本发明另一实施例提供的IQ数据帧的传输方法的流程示意图，如图7所示，传输方法包括：

首先，将位宽为15比特的IQ数据进行15/8比特转换，得到位宽为8比特的IQ数据。此处，IQ数据包括预设载波频率的IQ数据和/或候选载波频率的IQ数据。将转换后的IQ数据进行缓存。同样地，对位宽为8比特的控制管理通道和消息通道进行缓存，即图7示出的控制管理信息缓存和消息缓存。此处，控制管理通道由底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分构成。

基于位宽为8比特的IQ数据、控制管理通道和消息通道进行以太网组帧。进一步地，IQ数据中，预设载波频率的IQ数据构成IQ数据段，候选载波频率的IQ数据构成保留字节段，基于控制管理通道、消息通道、IQ数据段和保留字节段构建有效载荷单元，并基于前导码、帧开始符、目的MAC地址、源MAC地址、长度类型、有效载荷单元、帧校验序列和帧间隙构建当前IQ数据帧，完成以太网组帧。

随后，对当前IQ数据帧依次进行8/64比特转换和64/66比特编码，得到位宽为66比特的当前IQ数据帧并发送至接收端。

基于上述任一实施例，图8为本发明实施例提供的IQ数据帧的接收方法的流程示意图，如图8所示，该接收方法的执行主体为接收端，此处接收端可以是图1示出的万兆以太网口传输基带IQ数据的硬件结构中FPGA中XFI接口的接收模块。该接收方法包括：

810，接收发送端发送的当前IQ数据帧；当前IQ数据帧是发送端基于预设载波频率的IQ数据、候选载波频率的IQ数据和底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分构建的，当前IQ数据帧为上述任一实施例提供的IQ数据帧。

具体地，预设载波频率为预先设定的用于IQ数据段传输的载波频率，预设载波频率可以是一种或多种载波频率，候选载波频率为预设载波频率以外的其他载波频率，候选载波频率可以是一种或多种载波频率，本发明实施例对此不作具体限定。预设载波频率的IQ数据用于构成IQ数据段，候选载波频率的IQ数据用于构成保留字节段。

底层链路信息包括K码同步字节、无线帧帧号、设备ID、厂家信息及协议版本等信息中的至少一种。将底层链路信息分散在第一预设数量个连续的IQ数据帧的控制管理通道中。进一步地，限定每一IQ数据帧中控制管理通道的字节数，并将底层链路信息划分为若干个部分，分别配置第一预设数量个连续的IQ数据帧中的若干个对应的IQ数据帧的控制管理通道中，从而使得第一预设数量个连续的IQ数据帧的控制管理通道可以构成底层链路信息。此处，底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分用于构成当前IQ数据帧的控制管理通道。

参考图2，IQ数据帧包括有效载荷单元，有效载荷单元包括IQ数据段、保留字节段和控制管理通道。因而，发送端基于预设载波频率的IQ数据、候选载波频率的IQ数据和底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分，构建有效载荷单元，从而构建当前IQ数据帧，并发送至接收端。

820，基于当前IQ数据帧获取预设载波频率的IQ数据、候选载波频率的IQ数据和底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分。

具体地，接收端在接收到发送端发送的当前IQ数据帧后，进行解帧，从当前IQ数据帧中获取有效载荷单元，进而获取有效载荷单元中的IQ数据段、保留字节段和控制管理通道。此处，IQ数据段由预设载波频率的IQ数据构成，保留字节段由候选载波频率的IQ数据构成，控制管理通道由底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分构成。

此外，接收端在接收到第一预设数量个连续的IQ数据帧后，分别得到每一IQ数据帧的控制管理通道，即可获取完整的底层链路信息。

本发明实施例提供的接收方法，基于IQ数据帧进行IQ数据的传输，通过在有效载荷单元中设置IQ数据段和可用字节段，使得IQ数据的传输更加灵活，有效载荷的利用率更高。在此基础上，通过将底层链路信息分散至第一预设数量个连续的IQ数据帧的控制管理通道中，在完整传输底层链路信息的基础上，避免了重复传输，节省了带宽，为IQ数据段和保留字节段提供了更多可用字节，进一步提高了有效载荷的利用率，满足了万兆以太网口的传输需求。

基于上述任一实施例，步骤810与步骤820之间，该接收方法还包括：对当前IQ数据帧依次进行66/64比特解码和64/8比特转换，得到位宽为8比特的当前IQ数据帧。

具体地，发送端在发送当前IQ数据帧之前，对当前IQ数据帧依次进行了8/64比特转换和64/66比特编码，得到位宽为66比特的当前IQ数据帧并发送。因而，接收端接收到的当前IQ数据帧的位宽为66比特。在接收到当前IQ数据帧后，接收端首先对当前IQ数据帧进行66/64比特解码，得到位宽64比特的当前IQ数据帧，随后进行64/8比特转换，得到位宽为8比特的当前IQ数据帧。对位宽为8比特的当前IQ数据帧进行解帧，才能够得到位宽均为8比特的IQ数据，以及消息通道和控制管理通道。

步骤820之后，该接收方法还包括：对IQ数据进行8/15比特转换，得到位宽为15比特的所述IQ数据。

此处，IQ数据包括预设载波频率的IQ数据和/或候选载波频率的IQ数据。发送端在组帧之前，将位宽为15比特的IQ数据进行15/8比特转换，获取位宽为8比特的IQ数据，以便于后续与位宽为8比特的控制管理通道和消息通道进行组帧。对应地，接收端解帧得到的IQ数据的位宽为8比特，因而对IQ数据行8/15比特转换，从而还原得到位宽为15比特的IQ数据。

基于上述任一实施例，步骤820具体包括：

821，基于当前IQ数据帧中的前导码和帧开始符进行帧同步。

此处，前导码和帧开始符为IQ数据帧的起始部分，通过对当前IQ数据帧中的前导码和帧开始符进行同步搜索，即可实现当前IQ数据帧的帧同步。

822，从帧同步后的当前IQ数据帧中提取有效载荷单元。

823，基于有效载荷单元获取预设载波频率的IQ数据、候选载波频率的IQ数据、底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分和消息通道。

此处，基于有效载荷单元获取IQ数据段、保留字节段、控制管理通道和消息通道。其中，IQ数据段由预设载波频率的IQ数据构成，保留字节段由候选载波频率的IQ数据构成，控制管理通道由底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分构成。

基于上述任一实施例，图9为本发明另一实施例提供的IQ数据帧的接收方法的流程示意图，如图9所示，接收方法包括：

首先，接收发送端发送的位宽为66比特的当前IQ数据帧，对当前IQ数据帧进行66/64比特解码和64/8比特转换，得到位宽为8比特的当前IQ数据帧。

其次，对当前IQ数据帧中的前导码和帧开始符进行同步搜索，实现当前IQ数据帧的帧同步。

随后，将帧同步后的当前IQ数据帧进行以太网解帧。进一步地，从当前IQ数据帧中获取有效载荷单元，继而从有效载荷单元中获取IQ数据段、保留字节段、控制管理通道和消息通道。此处，IQ数据段由位宽为8比特的预设载波频率的IQ数据构成，保留字节段由位宽为8比特的候选载波频率的IQ数据构成。将IQ数据进行缓存。同样地，对位宽为8比特的控制管理通道和消息通道进行缓存，即图9示出的控制管理信息缓存和消息缓存。

对位宽为8比特的IQ数据进行8/15比特转换，从而还原得到位宽为15比特的IQ数据。

基于上述任一实施例，图10为本发明实施例提供的IQ数据帧的传输装置的结构示意图，如图10所示，传输装置包括组帧模块1010和发送模块1020；

其中，组帧模块1010用于基于预设载波频率的IQ数据、候选载波频率的IQ数据和底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分，构建当前IQ数据帧；当前IQ数据帧为上述任一实施例提供的IQ数据帧；

发送模块1020用于发送当前IQ数据帧，以使得接收端接收到当前IQ数据帧，并基于当前IQ数据帧获取预设载波频率的IQ数据、候选载波频率的IQ数据和底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分。

本发明实施例提供的传输装置，基于IQ数据帧进行IQ数据的传输，通过在有效载荷单元中设置IQ数据段和可用字节段，使得IQ数据的传输更加灵活，有效载荷的利用率更高。在此基础上，通过将底层链路信息分散至第一预设数量个连续的IQ数据帧的控制管理通道中，在完整传输底层链路信息的基础上，避免了重复传输，节省了带宽，为IQ数据段和保留字节段提供了更多可用字节，进一步提高了有效载荷的利用率，满足了万兆以太网口的传输需求。

基于上述任一实施例，传输装置还包括第一转换模块和第二转换模块；

其中，第一转换模块用于在构建当前IQ数据帧之前，对IQ数据进行15/8比特转换；

第二转换模块用于在发送当前IQ数据帧之前，对当前IQ数据帧依次进行8/64比特转换和64/66比特编码，得到位宽为66比特的当前IQ数据帧。

基于上述任一实施例，组帧模块1010具体用于：基于预设载波频率的IQ数据、候选载波频率的IQ数据、底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分和消息通道，构建有效载荷单元；基于前导码、帧开始符、目的MAC地址、源MAC地址、长度类型、有效载荷单元、帧校验序列和帧间隙构建当前IQ数据帧。

基于上述任一实施例，图11为本发明实施例提供的IQ数据帧的接收装置的结构示意图，如图11所示，接收装置包括接收模块1110和解帧模块1120；

其中，接收模块1110用于接收发送端发送的当前IQ数据帧；当前IQ数据帧是发送端基于预设载波频率的IQ数据、候选载波频率的IQ数据和底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分构建的，当前IQ数据帧为上述任一实施例提供的IQ数据帧；

解帧模块1120用于基于当前IQ数据帧获取预设载波频率的IQ数据、候选载波频率的IQ数据和底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分。

本发明实施例提供的接收装置，基于IQ数据帧进行IQ数据的传输，通过在有效载荷单元中设置IQ数据段和可用字节段，使得IQ数据的传输更加灵活，有效载荷的利用率更高。在此基础上，通过将底层链路信息分散至第一预设数量个连续的IQ数据帧的控制管理通道中，在完整传输底层链路信息的基础上，避免了重复传输，节省了带宽，为IQ数据段和保留字节段提供了更多可用字节，进一步提高了有效载荷的利用率，满足了万兆以太网口的传输需求。

基于上述任一实施例，接收装置还包括第三转换模块和第四转换模块；

其中，第三转换模块用于在基于当前IQ数据帧获取预设载波频率的IQ数据之前，对当前IQ数据帧依次进行66/64比特解码和64/8比特转换，得到位宽为8比特的当前IQ数据帧；

第四转换模块用于在基于当前IQ数据帧获取预设载波频率的IQ数据、候选载波频率的IQ数据之后，对IQ数据进行8/15比特转换，得到位宽为15比特的IQ数据。

基于上述任一实施例，解帧模块1120具体用于：基于当前IQ数据帧中的前导码和帧开始符进行帧同步；从帧同步后的当前IQ数据帧中提取有效载荷单元；基于有效载荷单元获取预设载波频率的IQ数据、候选载波频率的IQ数据、底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分和消息通道。

图12为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图，如图12所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)1201、通信接口(Communications Interface)1202、存储器(memory)1203和通信总线1204，其中，处理器1201，通信接口1202，存储器1203通过通信总线1204完成相互间的通信。处理器1201可以调用存储在存储器1203上并可在处理器1201上运行的计算机程序，以执行上述各实施例提供的IQ数据帧的传输方法，例如包括：基于预设载波频率的IQ数据、候选载波频率的IQ数据和底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分，构建所述当前IQ数据帧；所述当前IQ数据帧为上述任一实施例提供的IQ数据帧；发送所述当前IQ数据帧，以使得接收端接收到所述当前IQ数据帧，并基于所述当前IQ数据帧获取所述预设载波频率的IQ数据、所述候选载波频率的IQ数据和所述底层链路信息中对应所述当前IQ数据帧的部分。

处理器1201还可以调用存储在存储器1203上并可在处理器1201上运行的计算机程序，以执行上述各实施例提供的IQ数据帧的接收方法，例如包括：接收发送端发送的当前IQ数据帧；所述当前IQ数据帧是所述发送端基于预设载波频率的IQ数据、候选载波频率的IQ数据和底层链路信息中对应所述当前IQ数据帧的部分构建的，所述当前IQ数据帧为上述任一实施例提供的IQ数据帧；基于所述当前IQ数据帧获取所述预设载波频率的IQ数据、所述候选载波频率的IQ数据和所述底层链路信息中对应所述当前IQ数据帧的部分。

此外，上述的存储器1203中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的IQ数据帧的传输方法，例如包括：基于预设载波频率的IQ数据、候选载波频率的IQ数据和底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分，构建所述当前IQ数据帧；所述当前IQ数据帧为上述任一实施例提供的IQ数据帧；发送所述当前IQ数据帧，以使得接收端接收到所述当前IQ数据帧，并基于所述当前IQ数据帧获取所述预设载波频率的IQ数据、所述候选载波频率的IQ数据和所述底层链路信息中对应所述当前IQ数据帧的部分。

本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的IQ数据帧的接收方法，例如包括：接收发送端发送的当前IQ数据帧；所述当前IQ数据帧是所述发送端基于预设载波频率的IQ数据、候选载波频率的IQ数据和底层链路信息中对应所述当前IQ数据帧的部分构建的，所述当前IQ数据帧为上述任一实施例提供的IQ数据帧；基于所述当前IQ数据帧获取所述预设载波频率的IQ数据、所述候选载波频率的IQ数据和所述底层链路信息中对应所述当前IQ数据帧的部分。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种IQ数据帧的构成方法，其特征在于，包括确定有效载荷单元，所述有效载荷单元包括控制管理通道、IQ数据段和保留字节段；

其中，所述IQ数据段由预设载波频率的IQ数据构成，所述保留字节段由候选载波频率的IQ数据构成；

第一预设数量个连续的IQ数据帧中的所述控制管理通道构成底层链路信息。

2.根据权利要求1所述的IQ数据帧的构成方法，其特征在于，所述第一预设数量个连续的所述IQ数据帧构成一个超帧，第二预设数量个连续的所述超帧构成一个无线帧。

3.根据权利要求1所述的IQ数据帧的构成方法，其特征在于，所述有效载荷单元还包括消息通道，所述消息通道用于传输应用层消息。

4.根据权利要求1所述的IQ数据帧的构成方法，其特征在于，还包括前导码、帧开始符、目的MAC地址、源MAC地址、长度类型、帧校验序列和帧间隙中的至少一种。

5.一种IQ数据帧的传输方法，其特征在于，包括：

基于预设载波频率的IQ数据、候选载波频率的IQ数据和底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分，构建所述当前IQ数据帧；所述当前IQ数据帧为如权利要求1至4中任一项所述的IQ数据帧的构成方法所构成；

发送所述当前IQ数据帧，以使得接收端接收到所述当前IQ数据帧，并基于所述当前IQ数据帧获取所述预设载波频率的IQ数据、所述候选载波频率的IQ数据和所述底层链路信息中对应所述当前IQ数据帧的部分。

6.根据权利要求5所述的传输方法，其特征在于，所述基于预设载波频率的IQ数据、候选载波频率的IQ数据和底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分，构建所述当前IQ数据帧，之前还包括：

对IQ数据进行15/8比特转换；所述IQ数据包括所述预设载波频率的IQ数据和/或所述候选载波频率的IQ数据；

所述发送所述当前IQ数据帧，之前还包括：

对所述当前IQ数据帧依次进行8/64比特转换和64/66比特编码，得到位宽为66比特的所述当前IQ数据帧。

7.根据权利要求5所述的传输方法，其特征在于，所述基于预设载波频率的IQ数据、候选载波频率的IQ数据和底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分，构建所述当前IQ数据帧，具体包括：

基于所述预设载波频率的IQ数据、所述候选载波频率的IQ数据、所述底层链路信息中对应当前IQ数据帧的部分和消息通道，构建有效载荷单元；

基于前导码、帧开始符、目的MAC地址、源MAC地址、长度类型、所述有效载荷单元、帧校验序列和帧间隙构建所述当前IQ数据帧。

8.一种IQ数据帧的接收方法，其特征在于，包括：

接收发送端发送的当前IQ数据帧；所述当前IQ数据帧是所述发送端基于预设载波频率的IQ数据、候选载波频率的IQ数据和底层链路信息中对应所述当前IQ数据帧的部分构建的，所述当前IQ数据帧为如权利要求1至4中任一项所述的IQ数据帧的构成方法所构成；

基于所述当前IQ数据帧获取所述预设载波频率的IQ数据、所述候选载波频率的IQ数据和所述底层链路信息中对应所述当前IQ数据帧的部分。

9.根据权利要求8所述的接收方法，其特征在于，所述基于所述当前IQ数据帧获取所述预设载波频率的IQ数据、所述候选载波频率的IQ数据和所述底层链路信息中对应所述当前IQ数据帧的部分，之前还包括：

对所述当前IQ数据帧依次进行66/64比特解码和64/8比特转换，得到位宽为8比特的所述当前IQ数据帧；

所述基于所述当前IQ数据帧获取所述预设载波频率的IQ数据、所述候选载波频率的IQ数据和所述底层链路信息中对应所述当前IQ数据帧的部分，之后还包括：

对IQ数据进行8/15比特转换，得到位宽为15比特的所述IQ数据；所述IQ数据包括所述预设载波频率的IQ数据和/或所述候选载波频率的IQ数据。

10.根据权利要求8所述的接收方法，其特征在于，所述基于所述当前IQ数据帧获取所述预设载波频率的IQ数据、所述候选载波频率的IQ数据和所述底层链路信息中对应所述当前IQ数据帧的部分，具体包括：

基于所述当前IQ数据帧中的前导码和帧开始符进行帧同步；

从帧同步后的所述当前IQ数据帧中提取有效载荷单元；

基于所述有效载荷单元获取所述预设载波频率的IQ数据、所述候选载波频率的IQ数据、所述底层链路信息中对应所述当前IQ数据帧的部分和消息通道。

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