一种BR蓝牙的频偏估计方法技术

本发明专利技术公开了一种BR蓝牙的频偏估计方法，首先基于快速AGC对BR蓝牙输入的中频信号的功率进行调整，对调整后的BR蓝牙中频信号进行GFSK解调，获得基带频率信号，之后在基带频率信号中搜索同步字，确定接入码的位置，最后基于确定的接入码的位置和同步字，对BR蓝牙的初始频偏值进行估计。本发明专利技术的方法在频偏估计的过程中仅涉及简单的平均运算，并尽可能充分利用接入码，实现过程简单，抗噪声能力强，且对蓝牙的输入信号要求低，仅要求当前输入信号的功率在稳定后保持不变，而非要求每次输入信号的功率相同，尤其适合快速AGC的应用场景。尤其适合快速AGC的应用场景。尤其适合快速AGC的应用场景。

【技术实现步骤摘要】
一种BR蓝牙的频偏估计方法


[0001]本专利技术属于数字通信同步技术，具体涉及一种BR蓝牙的频偏估计方法。

技术介绍

[0002]蓝牙无线技术系统有两种形式，分别是基本速率（BR）和低功耗（LE）。其中，BR蓝牙又包括可选的增强型数据速率（EDR）扩展。
[0003]在蓝牙系统中，物理信道上的所有传输都以接入码开始。BR/EDR蓝牙的接入码完全一致，采用GFSK（高斯频移键控）调制，如图1所示，其接入码由前导码、同步字和尾码（可选）组成，接入码可用于接收机的定时同步和偏移补偿。接收机利用滑动相关器搜索接入码中的同步字，可以获得非常可靠的定时信息。
[0004]由GFSK调制解调的原理可知，频偏在GFSK解调后的频率信息中表现为直流偏置，所以对GFSK信号而言，对解调后的频率信号进行去直流即频偏纠正，但由于GFSK调制在高斯滤波时引入了符号间干扰（ISI），导致符号之间在幅值上出现差别，常规的统计平均方法无法满足需求。
[0005]现有针对BR蓝牙的频偏估计方法或者计算过程复杂，或者性能易受噪声影响，又或者要求固定AGC（自动增益控制）保证完整前导码，存在不足。

技术实现思路

[0006]针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种BR蓝牙的频偏估计方法，不仅实现过程简单，而且具有抗噪声性能。
[0007]实现本专利技术目的的具体技术方案为：
[0008]一种BR蓝牙的频偏估计方法，包括以下步骤：
[0009]步骤1、基于快速AGC对BR蓝牙输入的中频信号的功率进行调整；
[0010]步骤2、对调整后的BR蓝牙中频信号进行GFSK解调，获得基带频率信号；
[0011]步骤3、在基带频率信号中搜索同步字，确定接入码的位置；
[0012]步骤4、基于确定接入码的位置和同步字对BR蓝牙的初始频偏值进行估计。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0014]（1）本专利技术的方法在频偏估计的过程中仅涉及简单的平均运算，并尽可能充分利用接入码，实现过程简单，且可以达到抗噪声的效果；
[0015]（2）本专利技术的方法对蓝牙的输入信号要求低，仅要求当前输入信号的功率在稳定后保持不变，而非要求每次输入信号的功率相同，尤其适合快速AGC的应用场景；
[0016]（3）本专利技术的方案基于GFSK符号之间幅值不同的根本原因，方便采用常规的统计平均方法，符合蓝牙的低成本设计宗旨。
附图说明
[0017]图1为BR蓝牙的接入码格式示意图。
[0018]图2为本专利技术的BR蓝牙的频偏估计方法步骤流程示意图。
[0019]图3为本专利技术实施例中采用的Quadricorrelator解调模块结构示意图。
[0020]图4为本专利技术实施例中的GFSK眼图。
[0021]图5为本专利技术实施例中的GFSK调制中高斯滤波的输出波形示意图。
[0022]图6为本专利技术实施例中BR蓝牙信号的解调输出波形示意图。
具体实施方式
[0023]一种BR蓝牙的频偏估计方法，包括以下步骤：
[0024]步骤1、基于快速AGC对BR蓝牙输入的中频信号的功率进行调整；
[0025]快速AGC一般用于突发通信，只要模拟/数字变换器的输入信号的幅度不饱和也不过小，就保持前端放大器的增益不变，所以在没有有用信号时，放大器增益往往会被放至最大，在有用信号到达时又会被迅速减小并保持，重新使得模拟/数字变换器的输入信号的幅度不饱和也不过小，直至有用信号消失时，放大器增益将会被再次调整。
[0026]本申请中，因为不涉及与信号功率相关的门限值，所以快速AGC只需要将信号功率调整至设定范围即可，而不是调整为固定功率。
[0027]步骤2、对调整后的BR蓝牙中频信号进行GFSK解调，获得基带频率信号：
[0028]GFSK解调目前存在多种算法，本申请采用传统的Quadricorrelator方法，基于混频器将BR蓝牙的GFSK信号从射频或中频下变频至基带，再由互相关器将GFSK基带信号的相位信息转换成频率信息，获得BR蓝牙的基带频率信号。
[0029]步骤3、在基带频率信号中搜索同步字，确定接入码的位置：
[0030]基于帧同步，利用滑动相关器在步骤2获得的基带频率信号中搜索同步字，若搜索到同步字则转入步骤4，否则继续搜索。
[0031]步骤4、基于确定的接入码的位置和同步字对BR蓝牙的初始频偏值进行估计，具体为：
[0032]步骤4
‑
1、基于确定的接入码的位置和同步字，确定接入码的正负符号的幅度变化量的估计值和：
[0033]对于同步字中的每个符号，若前后相邻符号同为正极性符号，当前符号遭受的ISI为﹢r，若前后相邻符号同为负极性符号，当前符号遭受的ISI为﹣r，若前后相邻符号为不同极性符号，当前符号遭受的ISI为0；
[0034]统计符号的ISI等于0和﹢r、﹣r这3种情况的平均幅值，挑选其中出现次数最多的两种情况，确定符号幅度变化量r的估值，且若当前符号为正极性符号，认为符号幅度变化量r的估值为，若当前符号为负极性符号，认为符号幅度变化量r的估值为。
[0035]步骤4
‑
2、基于同步字序列中比特的正负极性，定义集合、、、：
[0036]同步字序列为，其中，定义序列索引的两个集合：
[0037][0038]当或时，分别等于1或0，分别表示为正极性比特或负极性比
特；
[0039]和分别表示的前后相邻比特，对于和的极性相同的情况，再定义两个集合：
[0040][0041]分别表示的前后相邻比特同时为正极性比特或同时为负极性比特。
[0042]步骤4
‑
3、确定BR蓝牙的频偏估计结果，具体为：
[0043][0044]其中，表示同步字序列在基带频率信号中对应的符号采样序列，算子用于计算集合中的元素个数，算子用于表示集合之间的交集。
[0045]一种BR蓝牙的频偏估计系统，包括以下模块：
[0046]功率调整模块：用于基于快速AGC对BR蓝牙输入的中频信号的功率进行调整；
[0047]GFSK解调模块：用于对调整后的BR蓝牙中频信号进行GFSK解调，获得基带频率信号；
[0048]同步字搜索模块：用于在基带频率信号中搜索同步字，确定接入码的位置；
[0049]频偏估计模块：用于基于确定的接入码的位置和同步字，对BR蓝牙的初始频偏值进行估计。
[0050]一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
[0051]步骤1、基于快速AGC对BR蓝牙输入的中频信号的功率进行调整；
[0052]步骤2、对调整后的BR蓝牙中频信号进行GFSK解调，获得基带频率信号；
[0053]步骤3、在基带频率信号中搜索本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种BR蓝牙的频偏估计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、基于快速AGC对BR蓝牙输入的中频信号的功率进行调整；步骤2、对调整后的BR蓝牙中频信号进行GFSK解调，获得基带频率信号；步骤3、在基带频率信号中搜索同步字，确定接入码的位置；步骤4、基于确定的接入码的位置和同步字，对BR蓝牙的初始频偏值进行估计。2.根据权利要求1所述的BR蓝牙的频偏估计方法，其特征在于，所述步骤2中的对BR蓝牙中频信号进行GFSK解调，具体为：采用Quadricorrelator方法，基于混频器将BR蓝牙的GFSK信号从射频或中频下变频至基带，再由互相关器将GFSK基带信号的相位信息转换成频率信息，获得BR蓝牙的基带频率信号。3.根据权利要求1所述的BR蓝牙的频偏估计方法，其特征在于，所述步骤3中的确定接入码的位置，具体为：基于帧同步，利用滑动相关器在步骤2获得的基带频率信号中搜索同步字，若搜索到同步字则转入步骤4，否则继续搜索。4.根据权利要求1所述的BR蓝牙的频偏估计方法，其特征在于，所述步骤4中的基于确定的接入码的位置和同步字对BR蓝牙的初始频偏值进行估计，具体为：步骤4
‑
1、基于确定的接入码的位置和同步字，确定接入码的正负符号的幅度变化量的估计值和；步骤4
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2、基于同步字序列中符号的正负极性，定义集合、、、；步骤4
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3、确定BR蓝牙的频偏估计结果。5.根据权利要求4所述的BR蓝牙的频偏估计方法，其特征在于，所述步骤4
‑
1中的确定接入码的正负符号的幅度变化量的估计值，具体为：对于同步字中的每个符号，若前后相邻符号同为正极性符号，当前符号遭受的ISI为﹢r，若前后相邻符号同为负极性符号，当前符号遭受的ISI为﹣r，若前后相邻符号为不同极性符号，当前符号遭受的ISI为0；...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐朝阳，
申请(专利权)人：江苏联康信息股份有限公司，
类型：发明
国别省市：