一种无线通信接收机及接收方法技术

本发明专利技术提供一种无线通信接收机及接收方法，包括接收模块、第一级滤波模块、混频模块、第二级滤波模块、包头检测和频偏估计模块、地址检测模块和解调模块，接收模块接收无线发送机发送来的数据帧；所述数据帧包括前导码、地址信息、包信息、数据包和校验信息；前导码包括第一频率线性递减chirp信号、频率线性递增chirp信号和第二频率线性递减chirp信号；第二频率线性递减chirp信号的长度可配置；包头检测和频偏估计模块对前导码进行包头检测和频偏估计，并使频偏估计值与地址信息同步进入混频模块。本发明专利技术的无线通信接收机及接收方法基于特定的帧结构保证了频偏校正的正常进行，节省了电路资源和系统功耗，实现了低成本低功耗的目标。

【技术实现步骤摘要】
一种无线通信接收机及接收方法
本专利技术涉及无线通信的
，特别是涉及一种无线通信接收机及接收方法。
技术介绍
随着物联网的飞速发展，无线通信的需求也随之迅速增长。在物联网时代，低成本和低功耗成为无线通信的重要指标。如图1所示，现有技术中的无线通信接收机的基本流程包括以下步骤：(1)基于RF接收数据帧；(2)对数据帧进行第一级滤波；(3)将第一级滤波后的数据帧存储至RAM；(4)将RAM中的数据输入混频器；(5)对混频器输出的数据进行第二级滤波；(6)包头同步和频偏估计模块对第二级滤波后的数据进行包头同步和频偏估计，并能将RAM中数据帧的地址信息的起始地址反馈给RAM；(7)在混频器中基于频偏估计结果对RAM中读出的数据进行频偏校正；(8)对频偏校正后的数据进行第二级滤波、地址检测和解调，从而完成无线数据接收。其中，由于在频偏校正采用RAM存储帧数据中尚未进行校正频偏的部分数据，待频偏估计完成以后读出RAM中的数据进行频偏校正，造成了电路资源和功耗的增加，无法满足低成本和低功耗的需求。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种无线通信接收机及接收方法，基于特定的帧结构保证了频偏校正的正常进行，节省了电路资源和系统功耗，实现了低成本低功耗的目标。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种无线通信接收机，包括接收模块、第一级滤波模块、混频模块、第二级滤波模块、包头检测和频偏估计模块、地址检测模块和解调模块；所述接收模块用于接收无线发送机发送来的数据帧；所述数据帧包括前导码、地址信息、包信息、数据包和校验信息；所述前导码包括第一频率线性递减chirp信号、频率线性递增chirp信号和第二频率线性递减chirp信号；所述第一频率线性递减chirp信号和所述频率线性递增chirp信号等长度设置；所述第二频率线性递减chirp信号的长度可配置；所述第一级滤波模块用于对所述数据帧进行第一级滤波；所述混频模块用于对第一级滤波后的前导码进行下变频处理；基于所述地址信息、所述包信息、所述数据包、所述校验信息和频偏估计值对所述数据包进行频偏校正和下变频处理；所述第二级滤波模块用于对下变频处理后的数据帧进行第二级滤波；所述包头检测和频偏估计模块用于对第二级滤波后的前导码进行包头检测和频偏估计，并通过配置所述第二频率线性递减chirp信号的长度使得到的所述频偏估计值与所述地址信息同步进入所述混频模块；所述地址检测模块用于对第二级滤波后的数据帧进行地址检测；所述解调模块用于对通过地址检测的数据帧进行解调。于本专利技术一实施例中，所述地址信息、所述包信息、所述数据包和所述校验信息采用扩频调制传输。于本专利技术一实施例中，所述数据帧采用GFSK调制。于本专利技术一实施例中，所述第一频率线性递减chirp信号和所述频率线性递增chirp信号互为共轭。于本专利技术一实施例中，所述包头检测和频偏估计模块通过以下步骤得到所述频偏估计值：令所述包头检测和频偏估计模块接收到的数据与预存的第一频率线性递减chirp信号进行相关运算，当相关运算结果大于预设阈值时记录第一数据位置信息；令所述包头检测和频偏估计模块接收到的数据与预存的第一频率线性递减chirp信号进行共轭相关运算，当共轭相关运算结果大于所述预设阈值时记录第二数据位置信息；计算频偏估计值[(pos2-pos1-L)/2/L]xBW，其中pos2为第二数据位置信息，pos1为第一数据位置信息，L为所述第一频率线性递减chirp信号的长度，BW为数据包的带宽。于本专利技术一实施例中，所述第一频率线性递减chirp信号和所述频率线性递增chirp信号的长度均为129个符号。对应地，本专利技术提供一种无线通信接收方法，包括以下步骤：基于接收模块接收无线发送机发送来的数据帧；所述数据帧包括前导码、地址信息、包信息、数据包和校验信息；所述前导码包括第一频率线性递减chirp信号、频率线性递增chirp信号和第二频率线性递减chirp信号；所述第一频率线性递减chirp信号和所述频率线性递增chirp信号等长度设置；所述第二频率线性递减chirp信号的长度可配置；基于第一级滤波模块对所述数据帧进行第一级滤波；基于混频模块对第一级滤波后的前导码进行下变频处理；基于第二级滤波模块对下变频处理后的前导码进行第二级滤波；基于包头检测和频偏估计模块对第二级滤波后的前导码进行包头检测和频偏估计，并通过配置所述第二频率线性递减chirp信号的长度使得到的频偏估计值与所述地址信息同步进入所述混频模块；根据所述地址信息、所述包信息、所述数据包、所述校验信息和所述频偏估计值，基于所述混频模块对所述数据包进行频偏校正和下变频处理；基于所述第二级滤波模块对所述混频模块处理后的数据帧进行第二级滤波；基于地址检测模块对第二级滤波后的数据帧进行地址检测；基于解调模块对通过地址检测的数据帧进行解调。于本专利技术一实施例中，所述地址信息、所述包信息、所述数据包和所述校验信息采用扩频调制传输；所述数据帧采用GFSK调制。于本专利技术一实施例中，所述第一频率线性递减chirp信号和所述频率线性递增chirp信号互为共轭。于本专利技术一实施例中，所述包头检测和频偏估计模块通过以下步骤得到所述频偏估计值：令所述包头检测和频偏估计模块接收到的数据与预存的第一频率线性递减chirp信号进行相关运算，当相关运算结果大于预设阈值时记录第一数据位置信息；令所述包头检测和频偏估计模块接收到的数据与预存的第一频率线性递减chirp信号进行共轭相关运算，当共轭相关运算结果大于所述预设阈值时记录第二数据位置信息；计算频偏估计值[(pos2-pos1-L)/2/L]xBW，其中pos2为第二数据位置信息，pos1为第一数据位置信息，L为所述第一频率线性递减chirp信号的长度，BW为数据包的带宽。如上所述，本专利技术所述的无线通信接收机及接收方法，具有以下有益效果：(1)基于特定的帧结构保证了频偏校正的正常进行，无需专门的数据存储电路，从而节省了电路资源和系统功耗，实现了低成本低功耗的目标；(2)适用于物联网的应用场景，便于在物联网产业中机进行商业化推广。附图说明图1显示为现有技术中无线通信接收机的数据处理流程示意图；图2显示为本专利技术的无线通信接收机于一实施例中的结构示意图；图3显示为本专利技术的帧结构于一实施例中的结构示意图；图4显示为本专利技术的无线通信接收方法于一实施例中的流程图。元件标号说明1接收模块2第一级滤波模块3混频模块4第二级滤波模块5包头检测和频偏估计模块6地址检测模块7解调模块具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线通信接收机，其特征在于：包括接收模块、第一级滤波模块、混频模块、第二级滤波模块、包头检测和频偏估计模块、地址检测模块和解调模块；/n所述接收模块用于接收无线发送机发送来的数据帧；所述数据帧包括前导码、地址信息、包信息、数据包和校验信息；所述前导码包括第一频率线性递减chirp信号、频率线性递增chirp信号和第二频率线性递减chirp信号；所述第一频率线性递减chirp信号和所述频率线性递增chirp信号等长度设置；所述第二频率线性递减chirp信号的长度可配置；/n所述第一级滤波模块用于对所述数据帧进行第一级滤波；/n所述混频模块用于对第一级滤波后的前导码进行下变频处理；基于所述地址信息、所述包信息、所述数据包、所述校验信息和频偏估计值对所述数据包进行频偏校正和下变频处理；/n所述第二级滤波模块用于对下变频处理后的数据帧进行第二级滤波；/n所述包头检测和频偏估计模块用于对第二级滤波后的前导码进行包头检测和频偏估计，并通过配置所述第二频率线性递减chirp信号的长度使得到的所述频偏估计值与所述地址信息同步进入所述混频模块；/n所述地址检测模块用于对第二级滤波后的数据帧进行地址检测；/n所述解调模块用于对通过地址检测的数据帧进行解调。/n...

【技术特征摘要】
1.一种无线通信接收机，其特征在于：包括接收模块、第一级滤波模块、混频模块、第二级滤波模块、包头检测和频偏估计模块、地址检测模块和解调模块；
所述接收模块用于接收无线发送机发送来的数据帧；所述数据帧包括前导码、地址信息、包信息、数据包和校验信息；所述前导码包括第一频率线性递减chirp信号、频率线性递增chirp信号和第二频率线性递减chirp信号；所述第一频率线性递减chirp信号和所述频率线性递增chirp信号等长度设置；所述第二频率线性递减chirp信号的长度可配置；
所述第一级滤波模块用于对所述数据帧进行第一级滤波；
所述混频模块用于对第一级滤波后的前导码进行下变频处理；基于所述地址信息、所述包信息、所述数据包、所述校验信息和频偏估计值对所述数据包进行频偏校正和下变频处理；
所述第二级滤波模块用于对下变频处理后的数据帧进行第二级滤波；
所述包头检测和频偏估计模块用于对第二级滤波后的前导码进行包头检测和频偏估计，并通过配置所述第二频率线性递减chirp信号的长度使得到的所述频偏估计值与所述地址信息同步进入所述混频模块；
所述地址检测模块用于对第二级滤波后的数据帧进行地址检测；
所述解调模块用于对通过地址检测的数据帧进行解调。


2.根据权利要求1所述的无线通信接收机，其特征在于：所述地址信息、所述包信息、所述数据包和所述校验信息采用扩频调制传输。


3.根据权利要求1所述的无线通信接收机，其特征在于：所述数据帧采用GFSK调制。


4.根据权利要求1所述的无线通信接收机，其特征在于：所述第一频率线性递减chirp信号和所述频率线性递增chirp信号互为共轭。


5.根据权利要求4所述的无线通信接收机，其特征在于：所述包头检测和频偏估计模块通过以下步骤得到所述频偏估计值：
令所述包头检测和频偏估计模块接收到的数据与预存的第一频率线性递减chirp信号进行相关运算，当相关运算结果大于预设阈值时记录第一数据位置信息；
令所述包头检测和频偏估计模块接收到的数据与预存的第一频率线性递减chirp信号进行共轭相关运算，当共轭相关运算结果大于所述预设阈值时记录第二数据位置信息；
计算频偏估计值[(pos2-pos1-L)/2/L]xBW，其中pos2为第二数据位置信息，pos1为第一数据位置信息，L为所述第一频率线性递减chirp信号的长度，BW为数据包的带宽。


6.根据权利要求1所述的无线...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴司熠，吴川，李振伟，
申请(专利权)人：上海磐启微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31