一种蓝牙EDR接收机的相干解调方法技术

本发明专利技术涉及无线通信领域，特别涉及一种蓝牙EDR接收机的相干解调方法，包括根据已知的EDR数据包Acess Code中64比特的SYNC Word信息，从数字基带接收信号中检测蓝牙数据包，估计接收机的载波频率偏移；根据获得的接收机的载波频率偏移，对EDR数据包GUARD及其之后的数字基带信号进行载波频率偏移补偿；从数字基带信号中检测SYNC序列，并估计接收机的载波相位；根据获得的接收机的载波相位，补偿接收机的载波相位；根据补偿载波相位之后得到的接收机信号实现EDR数据包或8DPSK的相干解调；本发明专利技术可以实现EDR数据包或8DPSK的相干解调。或8DPSK的相干解调。或8DPSK的相干解调。

【技术实现步骤摘要】
一种蓝牙EDR接收机的相干解调方法


[0001]本专利技术涉及无线通信领域，特别涉及一种蓝牙增强数据速率(Enhanced Data Rate，EDR)接收机的相干解调方法。

技术介绍

[0002]蓝牙(Bluetooth)技术作为一种短距离的无线通信标准，具有低功耗、低成本、低延时和高可靠性等特点，广泛地应用于移动智能设备、电脑、汽车、医疗设备等与无线耳机或其它外围设备之间的音频或数据传输。蓝牙工作在2400MHz～2485MHz非授权频段，共有80个无线信道，每个信道占用1MHz的带宽，通过在多个无线信道之间跳频通信有效地对抗来自其它通信系统或电子设备的干扰；蓝牙设备之间采用时分双工实现全双工通信。蓝牙通信已经成为手机、笔记本电脑等移动设备的标准配置。
[0003]经典蓝牙通信的物理层基本速率(Basic Rate，BR)模式采用了GFSK(高斯频移键控)实现1Mbps速率的数据传输。为了实现更高速率的数据传输，经典蓝牙通信中增加了增强数据速率模式。EDR模式有2Mbps和4Mbps两种速率模式；EDR使用调制实现2Mbps速率的数据传输，使用8DPSK调制实现3Mbps的数据传输。传统的EDR接收机常采用差分解调方法进行蓝牙EDR数据包的解调。差分解调方法不需要估计载波相位，接收机的结构比较简单。然而，差分解调接收机的灵敏度一般比相干解调接收机的灵敏度差3dB。相干解调接收机需要估计和补偿接收机和发射机之间的载波频率偏移和载波相位，才能使用极大似然方法实现最优的性能。蓝牙EDR接收机实现相干解调，需要有效地利用蓝牙EDR数据包的信号特征，准确地估计和补偿发射机和接收机之间载波频率偏移和载波相位。

技术实现思路

[0004]为了获得更优的解调性能，本专利技术提出一种蓝牙EDR接收机的相干解调方法，具体包括以下步骤：
[0005]根据已知的EDR数据包Acess Code中64比特的SYNC Word信息，从数字基带接收信号中检测蓝牙数据包，估计接收机的载波频率偏移；
[0006]根据获得的接收机的载波频率偏移，对EDR数据包GUARD及其之后的数字基带信号进行载波频率偏移补偿；
[0007]从数字基带信号中检测SYNC序列，并估计接收机的载波相位；
[0008]根据获得的接收机的载波相位，补偿接收机的载波相位；
[0009]根据补偿得到的接收机的载波相位实现EDR数据包或8DPSK的相干解调。
[0010]进一步的，从数字基带接收信号中检测蓝牙数据包的过程包括：
[0011]利用低通滤波器对数字基带接收机AD采样的复信号进行滤波，并计算滤波后信号的相位及其差分相位；
[0012]滤波后信号相继的64个差分相位和SYNC word 64比特对应的64个参考差分相位相减，得到64差值，求这64个差值的平均值；
[0013]计算差分相位和所求平均值的相关值，将该相关值称为第一相关值；
[0014]设置一个门限值PktDetThd，当相邻时刻的三个第一相关值满足以下条件时，则检测到蓝牙数据包，条件表示为：
[0015][0016]其中，表示相邻的三个相关值；&&表示且。
[0017]进一步的，当检测到蓝牙数据包后，当前采样时刻对应的相关值对应的差分相位和其与64比特的SYNC word中每个比特对应的参考差分相位的相位差的平均值即为载波频率偏移在相邻数据符号上产生的相位差，当估计接收机的载波频率偏移时，根据载波频率偏移在相邻数据符号上产生的相位差计算载波频率偏移，表示为：
[0018][0019]其中，CFO表示载波频率偏移；表示第n个采样时刻的相关值对应的差分相位和其与64比特的SYNC word中每个比特对应的参考差分相位的相位差的平均值。
[0020]进一步的，第一相关值的计算包括：
[0021][0022]其中，表示64比特的SYNC word中第k比特对应的参考差分相位；表示64个差分相位与SYNC word对应的参考差分相位的相位差；表示低通滤波后(n
‑
k
·
OSR)时刻采样信号的差分相位；OSR为接收信号的过采样率。
[0023]进一步的，在64比特的SYNC word中，若b0,b1,
…
,b
63
为SYNC word的64个二进制数据比特,b
k
∈{0,1}，k＝0
…
63，则64比特的SYNC word中第k比特对应的参考差分相位表示为：
[0024][0025]进一步的，对EDR数据包GUARD及其之后的数字基带信号进行载波频率偏移补偿包括：
[0026][0027]其中，s(n)为数字基带信号；r(n)为在n时刻低通滤波器从数字基带接收信号采样的信号；CFO表示载波频率偏移；F
s
为r(n)的采样速率。
[0028]进一步的，从数字基带信号中检测SYNC序列的过程包括以下步骤：
[0029]计算数字基带信号的相位，计算11个数字基带信号的相位与SYNC序列对应的参考
发射相位的差，求平均载波相位；
[0030]计算数字基带信号的相位去除平均载波相位后与SYNC序列对应参考发射相位的相关值，将该相关值称为第二相关值；
[0031]设置一个门限值SyncDetThd，当发现相邻3个时刻的第二相关值满足以下条件，则检测到SYNC序列，上述条件表示为：
[0032][0033]其中，表示相邻三个时刻数字基带信号的相位去除平均载波相位后与SYNC序列对应参考发射相位的相关值。
[0034]进一步的，第二相关值表示为：
[0035][0036]其中，表示载波频率偏移补偿之后(n
‑
k
·
OSR)时刻信号的相位，OSR为接收信号过采样率；为11个数字基带信号的相位与SYNC序列对应的参考发射相位的差的平均值，为SYNC序列对应的11个参考发射相位。
[0037]进一步的，补偿接收机的载波相位，即当检测到了SYNC序列后，根据当前时刻平均载波相位对接收机的载波相位进行补偿，表示为：
[0038][0039]其中，q(n)为n时刻数字基带信道进行载波相位补偿后的信号；s(n)为数字基带信号；为n时刻的平均载波相位。
[0040]本专利技术根据蓝牙数据包中Access Code的SYNC Word信息检测蓝牙数据包，同时估计载波频率偏移；在接收信号中补偿频率偏移后，检测EDR数据包的SYNC信息序列，同时估计载波相位；接收信号中补偿了载波频率和相位之后，可以实现EDR数据包或8DPSK的相干解调。
附图说明
[0041]图1为本专利技术中蓝牙EDR数据包的帧格式；
[0042]图2为本专利技术中采用的蓝牙数据包Access Code的结构；
[0043]图3为本专利技术中蓝牙EDR接收机的结构图。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蓝牙EDR接收机的相干解调方法，其特征在于，具体包括以下步骤：根据已知的EDR数据包Acess Code中64比特的SYNC Word信息，从数字基带接收信号中检测蓝牙数据包，估计接收机的载波频率偏移；根据获得的接收机的载波频率偏移，对EDR数据包GUARD及其之后的数字基带信号进行载波频率偏移补偿；从数字基带信号中检测SYNC序列，并估计接收机的载波相位；根据获得的接收机的载波相位，补偿接收机的载波相位；根据补偿得到的接收机的载波相位根据补偿载波相位之后得到的接收机信号实现EDR数据包或8DPSK的相干解调。2.根据权利要求1所述的一种蓝牙EDR接收机的相干解调方法，其特征在于，从数字基带接收信号中检测蓝牙数据包的过程包括：利用低通滤波器对数字基带接收机AD采样的复信号进行滤波，并计算滤波后信号的相位及其差分相位；滤波后信号相继的64个差分相位和SYNC word 64比特对应的64个参考差分相位相减，得到64差值，求这64个差值的平均值；计算差分相位和所求平均值的相关值，将该相关值称为第一相关值；设置一个门限值PktDetThd，当相邻时刻的三个第一相关值满足以下条件时，则检测到蓝牙数据包，条件表示为：其中，表示相邻的三个相关值；&&表示且。3.根据权利要求2所述的一种蓝牙EDR接收机的相干解调方法，其特征在于，当检测到蓝牙数据包后，当前采样时刻对应的相关值对应的差分相位和其与64比特的SYNC word中每个比特对应的参考差分相位的相位差的平均值即为载波频率偏移在相邻数据符号上产生的相位差，当估计接收机的载波频率偏移时，根据载波频率偏移在相邻数据符号上产生的相位差计算载波频率偏移，表示为：其中，CFO表示载波频率偏移；表示第n个采样时刻的相关值对应的差分相位和其与64比特的SYNC word中每个比特对应的参考差分相位的相位差的平均值。4.根据权利要求2所述的一种蓝牙EDR接收机的相干解调方法，其特征在于，第一相关值的计算包括：其中，表示64比特的SYNC word中第k比特对应的参考差分相位；表示64个差分相位与SYNC word对应的参考差分相位的相位差的平均值；表示
低通滤波后(n
‑
k
·
OSR)时刻采样...

【专利技术属性】
技术研发人员：车小林，吕远，王靖明，
申请(专利权)人：思澈科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：