蓝牙接收机解调系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种蓝牙接收机解调系统及方法，包括如下模块：模块M1：包括蓝牙接收机，射频信号经过下变频之后得到模拟信号，模拟信号经过ADC采样得到数字采样速率信号，数字采样速率信号进行速率转换变成模拟信号的载波中心频率的整数倍后得到数字信号，经过速率变换之后的数字信号跟所述数字信号的延时做相关乘法，再做低通滤波；模块M2：通过动态设置延时进行蓝牙接收机的解调。本发明专利技术改进现有的蓝牙接收机解调算法，从根本上改善接收机性能，在复杂度没有增加的情况下，性能可以大大改善4

【技术实现步骤摘要】
蓝牙接收机解调系统及方法


[0001]本专利技术涉及蓝牙接收机的
，具体地，涉及一种蓝牙接收机解调系统及方法。

技术介绍

[0002]在短距离无线通信中，蓝牙正越来越成为一种非常重要的通信手段。众多使用蓝牙技术的设备如蓝牙耳机，蓝牙音箱等广泛的应用在人们的日常生活之中。然而随着这种应用越来越广泛，人们对这种无线连接技术质量的要求就越来越高。人们要求传输的距离从1米扩展到10米或更远，连接时间更短，更可靠，并且速率从原来的几百K到1M甚至更高。这样对传统的蓝牙接收机进行改进就成为很迫切的需求了。
[0003]现有的蓝牙标准采用GFSK调制，蓝牙接收机主要包括数字前端、解调、同步和信号检测等模块。其中解调方法一般可以归类为三种：称为FM
‑
to
‑
AM(频率调制到幅度调制)转换的方法、相移鉴别法和过零率检测法。第一种方法即FM
‑
to
‑
AM的方法实现成本低，性能好，成为现在大多数蓝牙产品的主流解调方法。为了降低射频成本，蓝牙采用低中频技术，对于带宽为1M的基带信号，经过下变频之后，载波中心频率为5MHz，ADC采用32MHz采样速率，为了变成5MHz的整数倍，需要把32MHz进行速率转换变成20MHz，经过速率变换之后的信号跟它的延时做相关乘法，然后做低通滤波，对输出的相位进行判决，就可以恢复发射信号了。然后再进行同步和判决。
[0004]在相关的蓝牙接收机专利文献，如公开号为CN109361493A的中国专利技术专利文献公开了一种蓝牙接收方法、蓝牙接收机和蓝牙设备，包括：接收基带信号并解析出负载数据和所述负载数据对应的循环冗余CRC校验信息，根据所述CRC校验信息得到CRC校验结果，并估计所述负载数据的信号质量，在所述CRC校验错误且重传次数不小于预设重传门限时，根据所述信号质量对所述CRC校验错误的负载数据进行处理，并结束重传。通过设置重传门限，在每次接收数据包时，确定CRC校验结果以及信号质量，在重传次数不小于预设重传次数时，对错误数据进行处理，并结束重传，从而减少重传，降低传输延迟，提高通信的实时性。此专利文献只是通过CRC检测结果和门限值改变一些重传策略，并没有从解调算法方面来改善接收机的性能。
[0005]现有蓝牙接收机专利文献，如公开号为CN111988108A的中国专利技术专利文献公开了一种蓝牙接收机中基于接入码的抗干扰高精度信号同步方法，将双方协定的接入码作为本地训练序列；对接收信号进行采样，不断对间隔一个码元周期的两个采样值进行延时差分运算，根据延时差分运算的结果得到待相关序列，将待相关序列与本地训练序列进行滑动相关运算，寻找相关值的峰值，峰值对应的采样时刻作为接入码的起始位置，实现帧定时同步。
[0006]现有蓝牙接收机专利文献，如公开号为CN104270177A的中国专利技术专利文献公开了一种自适应蓝牙接收机，通过侦测相邻信道干扰的存在与否，设定接收机的各项参数，包括滤波器的信道频宽，以及通过增益自动控制运算，生成所述高频前置放大器和增益可控放
大器的增益设定，此接收机具有自适应、高效以及功耗低的优点。也即现有相关的专利从CRC检测、同步和检测干扰等等方面来提升接收机性能。
[0007]公开号为CN112398770A的中国专利文献公开了一种蓝牙低功耗多相位频移键控调制/解调方法及其设备，该方法包括将输入的二进制数据流分组，每组包含多个比特；将二进制数据流映射为相位序列，其中，一个二进制数据组通过格雷编码被映射为预定相位集之中的一个相位；利用预设的频率波形积分得到的相位波形,将相位序列调制为相位信号。基于该相位信号获得的基带信号，用于蓝牙低功耗信号传输时，可以在提高BLE无线传输速率的同时，保持较高的功率放大效率、较低的解调复杂度、及较高的抗多路径干扰的性能。
[0008]针对上述中的相关技术，专利技术人认为上述装置方法中基本上没有对解调器本身的算法进行改进，性能较差，较难配置解调的延时大小，且计算量较大成本较高。

技术实现思路

[0009]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种蓝牙接收机解调系统及方法。
[0010]根据本专利技术提供的一种蓝牙接收机解调系统，包括如下模块：
[0011]模块M1：包括蓝牙接收机，所述蓝牙接收机包括ADC，射频信号经过下变频之后得到模拟信号，模拟信号经过ADC采样得到数字采样速率信号，数字采样速率信号进行速率转换变成模拟信号的载波中心频率的整数倍后得到数字信号，经过速率变换之后的数字信号跟所述数字信号的延时做相关乘法，再做低通滤波；
[0012]模块M2：通过动态设置延时进行蓝牙接收机的解调。
[0013]优选的，所述模块M1还包括：延时相乘表示为：
[0014][0015]其中，v
out
表示延时相乘的结果；f表示低中频载波的中心频率；t表示时间；θ表示载波初始相位；τ表示时延；表示相位；
[0016]经过低通滤波之后，多倍频被滤除，得到：
[0017][0018]AM
out
表示滤波之后信号的幅度值；
[0019]即
[0020]优选的，所述模块M2包括：通过动态设置时延来进行解调：
[0021]如果设置代入公式(6)得到：
[0022][0023]其中的
[0024][0025]其中，I
n
表示发射端二进制比特；下标n表示数字采样信号的时间；
[0026]如果设置代入公式(6)得到：
[0027][0028]其中的
[0029][0030]由于输出信号的幅度值AM
out
取决于相位而相位又取决于时延τ，进而得到相位和时延τ的关系。
[0031]优选的，该系统还包括蓝牙发射端处理模块，所述蓝牙发射端处理模块包括MAC层、物理层、CRC、DAC和调制模块，假设从MAC层输出的用户数据包的大小为假定比特，进入物理层数字处理首先要加预检比特CRC检验，变成预定比特；对于无编码系统来说，进行成帧操作，组成预测比特帧；预测比特帧送给调制模块做GFSK调制，生成GFSK信号，GFSK信号通过DAC进入模拟通道处理发送进入空口。
[0032]优选的，该系统还包括蓝牙接收机处理模块：所述蓝牙接收机包括解调模块，蓝牙接收机采用低中频技术，动态设置延时，解调模块输出的数据，首先是在采样速率下利用比特前导和比特的接入码同步，得到数据的起始位置，再进行下采样到预定数据，硬判之后得到解调数据。
[0033]根据本专利技术提供的一种蓝牙接收机解调方法，包括如下步骤：
[0034]步骤1：射频信号经过下变频之后得到模拟信号，模拟信号经过ADC采样得到数字采样速率信号，数字采样速率信号进行速率转换变成模拟信号的载波中心频率的整数倍后得到数字信号，经过速率变换之后的数字信号跟所述数字信号的延时做相关乘法，再做低通滤波；
[0035]步骤2：通过动态设置延时进行蓝牙接收机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蓝牙接收机解调系统，其特征在于，包括如下模块：模块M1：包括蓝牙接收机，所述蓝牙接收机包括ADC，射频信号经过下变频之后得到模拟信号，模拟信号经过ADC采样得到数字采样速率信号，数字采样速率信号进行速率转换变成模拟信号的载波中心频率的整数倍后得到数字信号，经过速率变换之后的数字信号跟所述数字信号的延时做相关乘法，再做低通滤波；模块M2：通过动态设置延时进行蓝牙接收机的解调。2.根据权利要求1的蓝牙接收机解调系统，其特征在于，所述模块M1还包括：延时相乘表示为：其中，v
out
表示延时相乘的结果；f表示低中频载波的中心频率；t表示时间；θ表示载波初始相位；τ表示时延；表示相位；经过低通滤波之后，多倍频被滤除，得到：AM
out
表示滤波之后信号的幅度值；即3.根据权利要求2所述的蓝牙接收机解调系统，其特征在于，所述模块M2包括：通过动态设置时延来进行解调：如果设置代入公式(6)得到：其中的其中，I
n
表示发射端二进制比特；下标n表示数字采样信号的时间；如果设置代入公式(6)得到：其中的由于输出信号的幅度值AM
out
取决于相位而相位又取决于时延τ，进而得到相位和时延τ的关系。4.根据权利要求1所述的蓝牙接收机解调系统，其特征在于，该系统还包括蓝牙发射端处理模块，所述蓝牙发射端处理模块包括MAC层、物理层、CRC、DAC和调制模块，假设从MAC层
输出的用户数据包的大小为假定比特，进入物理层数字处理首先要加预检比特CRC检验，变成预定比特；对于无编码系统来说，进行成帧操作，组成预测比特帧；预测比特帧送给调制模块做GFSK调制，生成GFSK信号，GFSK信号通过DAC进入模拟通道处理发送进入空口。5.根据权利要求1所述的蓝牙接收机解调系统，其特征在于，该系统还包括蓝牙接收机处理模块：所述蓝牙接收机包括解调模块，蓝牙接收机采用低中频技术，动态设置延时，解调模块输出的数据，首先是在采样速率下利用比特前导和比特的接入码同步，得到数据的起始位置，再进行下采样到预定数...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅永生，
申请(专利权)人：上海微波技术研究所中国电子科技集团公司第五十研究所，
类型：发明
国别省市：