蓝牙接收机和蓝牙编码帧检测方法技术

本发明专利技术涉及一种蓝牙接收机和蓝牙编码帧检测方法，属于无线通信技术领域，蓝牙接收机包括射频模块、模数转换模块、下采样模块、频移键控解调模块、滤波模块、前导码检测模块、卷积码解调模块、访问地址匹配模块和信号预处理模块；射频模块、模数转换模块、下采样模块、频移键控解调模块、滤波模块对接收的蓝牙信号进行分析处理，信号预处理模块消除滤波模块输出的第一信号中的噪声和直流信号，提高信号数据的信噪比，使前导码检测更加准确，通过卷积码解调模块的解调和访问地址匹配模块的匹配后精准得到蓝牙编码帧，降低信号丢包率，提高通信的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
蓝牙接收机和蓝牙编码帧检测方法
本专利技术涉及无线通信
，特别是涉及一种蓝牙接收机和蓝牙编码帧检测方法。
技术介绍
蓝牙是一种工作于2.4GISM频段的无线短距离通信标准。主要用于低速的数据传输和语音通信，具有低成本、低功耗等特点。为了进一步提升蓝牙性能，蓝牙技术联盟提出5.0标准，提供一种可选的编码帧结构，可以有效的提高传输距离。在蓝牙接收机中，编码帧检测是蓝牙接收机的关键，但传统的BLE(BluetoothLowEnergy，低功耗蓝牙)接收机不支持这种可选的编码帧格式。在低信噪比下完成可选的编码帧的检测相对传统的BLE接收机具有较大的难度，难度主要在于保证远距离通信的可靠性，容易导致通信过程中丢包率高。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统的BLE接收机使用5.0标准的编码帧结构难以保证远距离通信的可靠性，容易导致通信过程中丢包率高的问题，提供一种蓝牙接收机和蓝牙编码帧检测方法。一种蓝牙接收机，包括射频模块、模数转换模块、下采样模块、频移键控解调模块、滤波模块、前导码检测模块、卷积码解调模块、访问地址匹配模块和信号预处理模块；射频模块、模数转换模块、下采样模块、频移键控解调模块、滤波模块、卷积码解调模块和访问地址匹配模块依次连接，滤波模块还与信号预处理模块连接，信号预处理模块与前导码检测模块连接，前导码检测模块与卷积码解调模块连接；信号预处理模块用于消除滤波模块输出的第一信号中的噪声和直流信号，获得第二信号；前导码检测模块用于对第二信号进行检测，获得检测信号；卷积码解调模块用于根据检测信号对第一信号进行解调，获取第一解调信号；访问地址匹配模块用于对第一解调信号进行匹配检测。根据上述蓝牙接收机，其包括射频模块、模数转换模块、下采样模块、频移键控解调模块、滤波模块、前导码检测模块、卷积码解调模块、访问地址匹配模块和信号预处理模块；射频模块、模数转换模块、下采样模块、频移键控解调模块、滤波模块对接收的蓝牙信号进行分析处理，信号预处理模块消除滤波模块输出的第一信号中的噪声和直流信号，提高信号数据的信噪比，使前导码检测更加准确，通过卷积码解调模块的解调和访问地址匹配模块的匹配后精准得到蓝牙编码帧，降低信号丢包率，提高通信的可靠性。在其中一个实施例中，信号预处理模块包括低通滤波器和差分信号滤波器；低通滤波器分别与滤波模块、差分信号滤波器连接，差分信号滤波器还与前导码检测模块连接。在其中一个实施例中，低通滤波器的通带带宽值为250K。在其中一个实施例中，差分信号滤波器的差分时间值为4微秒的倍数。一种蓝牙编码帧检测方法，应用如上的蓝牙接收机，方法包括以下步骤：通过射频模块接收蓝牙信号，经模数转换模块、下采样模块、频移键控解调模块和滤波模块，得到第一信号；通过信号预处理模块消除第一信号中的噪声和直流信号，得到第二信号；通过前导码检测模块对第二信号进行检测，获取检测信号；通过卷积码解调模块和检测信号对第一信号进行解调，获取第一解调信号；通过访问地址匹配模块对第一解调信号和预设的访问地址进行匹配，若匹配成功，表示通过蓝牙编码帧检测。根据上述蓝牙编码帧检测方法，其是应用蓝牙接收机进行编码帧检测，射频模块用于接收蓝牙信号，并经模数转换模块、下采样模块、频移键控解调模块和滤波模块处理，得到第一信号，信号预处理模块用于消除第一信号中的噪声和直流信号，得到第二信号，前导码检测模块根据第二信号获取检测信号，卷积码解调模块根据检测信号对第一信号进行解调，获取第一解调信号，访问地址匹配模块对第一解调信号和预设的访问地址进行匹配检测。在检测的过程中，信号预处理模块消除第一信号中的噪声和直流信号，可以提高信号数据的信噪比，使前导码检测更加准确，通过卷积码解调模块的解调和访问地址匹配模块的匹配后精准得到蓝牙编码帧，降低信号丢包率，提高通信的可靠性。在其中一个实施例中，通过射频模块接收蓝牙信号的步骤包括以下步骤：通过射频模块对蓝牙信号进行下变频、自动增益控制和滤波处理，获得模拟信号。在其中一个实施例中，经模数转换模块、下采样模块、频移键控解调模块和滤波模块，得到第一信号的步骤包括以下步骤：通过模数转换模块对模拟信号进行采样，获得数字信号；通过下采样模块对数字信号进行下采样处理，获得采样信号；通过频移键控解调模块对采样信号进行解调，获得第二解调信号；通过滤波模块对第二解调信号进行滤波，获得第一信号。在其中一个实施例中，信号预处理模块包括低通滤波器和差分信号滤波器；通过信号预处理模块消除第一信号中的噪声和直流信号，得到第二信号的步骤包括以下步骤：通过低通滤波器对第一信号进行滤波，获得滤波信号；通过差分信号滤波器对滤波信号进行滤波，获得第二信号。在其中一个实施例中，通过前导码检测模块对第二信号进行检测，获取检测信号的步骤包括以下步骤：对第二信号进行二值化处理，对二值化后的信号数据和预设的前导码进行相关运算，获得相关值；若相关值超过阈值，获取超过阈值部分的峰值，确定峰值对应的相位，根据滤波信号在相位所在的窗口下的信号数据获取直流估计量，通过前导码检测模块输出检测到前导码的指示信号，检测信号包括指示信号、相位和直流估计量。一种可读存储介质，其上存储有可执行程序，可执行程序被处理器执行时实现上述的蓝牙编码帧检测方法的步骤。上述可读存储介质，通过其存储的可执行程序，在检测的过程中，消除第一信号中的噪声和直流信号，可以提高信号数据的信噪比，使前导码检测更加准确，在解调和匹配后精准得到蓝牙编码帧，降低信号丢包率，提高通信的可靠性。附图说明图1是一个实施例中蓝牙接收机的应用场景图；图2是一个实施例中蓝牙接收机的结构示意图；图3是另一个实施例中蓝牙接收机的结构示意图；图4是一个实施例中蓝牙编码帧检测方法的流程示意图；图5是一个实施例中蓝牙编码帧的结构示意图；图6是一个实施例中差分输出信号的效果图；图7是一个实施例中前导码检测模块的处理流程示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术的保护范围。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部内容。本申请提供的蓝牙接收机和蓝牙编码帧检测方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，蓝牙接收机与其他通信设备进行通信，在进行通信的过程中，蓝牙接收机接收其他通信设备发送的蓝牙信号，蓝牙接收机中的射频模块、模数转换模块、下采样模块、频移键控解调模块、滤波模块对接收的蓝牙信号进行分析处理，信号预处理模块消除滤波模块输出的第一信号中的噪声和直流信号，再通过卷积码解调模块的解调和访问地址匹配模块的匹配后得到蓝牙编码帧。其中，蓝牙接收机可以设置在低功耗蓝牙设备中，如各种具备蓝牙通信的设备，如个人计算机、笔记本电脑、掌上电脑、智能手机、平板电脑、便携式可穿戴设备、蓝牙音箱等。参见图2所示，为本专利技术一个实施例的蓝牙接收机的结构示意图。该实施例中的蓝牙接收机包括射频模块110、模数转换模块120、下采样模块130、频移键控解调模块140、滤波模块150、前导码检测模块160、卷积码解调模块170、访问地址匹配模块180和信号预处理模块190；射频模块110、模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蓝牙接收机，其特征在于，包括射频模块、模数转换模块、下采样模块、频移键控解调模块、滤波模块、前导码检测模块、卷积码解调模块、访问地址匹配模块和信号预处理模块；所述射频模块、所述模数转换模块、所述下采样模块、所述频移键控解调模块、所述滤波模块、所述卷积码解调模块和所述访问地址匹配模块依次连接，所述滤波模块还与所述信号预处理模块连接，所述信号预处理模块与所述前导码检测模块连接，所述前导码检测模块与所述卷积码解调模块连接；所述信号预处理模块用于消除所述滤波模块输出的第一信号中的噪声和直流信号，获得第二信号；所述前导码检测模块用于对所述第二信号进行检测，获得检测信号；所述卷积码解调模块用于根据所述检测信号对所述第一信号进行解调，获取第一解调信号；所述访问地址匹配模块用于对所述第一解调信号进行匹配检测。

【技术特征摘要】
1.一种蓝牙接收机，其特征在于，包括射频模块、模数转换模块、下采样模块、频移键控解调模块、滤波模块、前导码检测模块、卷积码解调模块、访问地址匹配模块和信号预处理模块；所述射频模块、所述模数转换模块、所述下采样模块、所述频移键控解调模块、所述滤波模块、所述卷积码解调模块和所述访问地址匹配模块依次连接，所述滤波模块还与所述信号预处理模块连接，所述信号预处理模块与所述前导码检测模块连接，所述前导码检测模块与所述卷积码解调模块连接；所述信号预处理模块用于消除所述滤波模块输出的第一信号中的噪声和直流信号，获得第二信号；所述前导码检测模块用于对所述第二信号进行检测，获得检测信号；所述卷积码解调模块用于根据所述检测信号对所述第一信号进行解调，获取第一解调信号；所述访问地址匹配模块用于对所述第一解调信号进行匹配检测。2.根据权利要求1所述的蓝牙接收机，其特征在于，所述信号预处理模块包括低通滤波器和差分信号滤波器；所述低通滤波器分别与所述滤波模块、所述差分信号滤波器连接，所述差分信号滤波器还与所述前导码检测模块连接。3.根据权利要求2所述的蓝牙接收机，其特征在于，所述低通滤波器的通带带宽值为250K。4.根据权利要求2所述的蓝牙接收机，其特征在于，所述差分信号滤波器的差分时间值为4微秒的倍数。5.一种蓝牙编码帧检测方法，其特征在于，应用如权利要求1至4中任意一项所述的蓝牙接收机，所述方法包括以下步骤：通过所述射频模块接收蓝牙信号，经所述模数转换模块、所述下采样模块、所述频移键控解调模块和所述滤波模块，得到第一信号；通过所述信号预处理模块消除所述第一信号中的噪声和直流信号，得到第二信号；通过所述前导码检测模块对所述第二信号进行检测，获取检测信号；通过所述卷积码解调模块和所述检测信号对所述第一信号进行解调，获取第一解调信号；通过所述访问地址匹配模块对所述第一解调信号和预设的访问...

【专利技术属性】
技术研发人员：方泽凯，
申请(专利权)人：珠海市杰理科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44