申请/专利权人：上海富芮坤微电子有限公司

申请日：2017-12-05

公开（公告）日：2019-12-24

公开（公告）号：CN108011649B

主分类号：H04B1/16(20060101)

分类号：H04B1/16(20060101);H04L7/00(20060101);H04L27/00(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2019.12.24#授权;2018.06.01#实质审查的生效;2018.05.08#公开

摘要：本发明提供了蓝牙EDR接收机中的符号同步电路的构建方法，包括以下步骤：对蓝牙EDR基带信号进行内插计算；基于上述的内插计算进行定时误差信息检测；通过环路滤波器对上述的定时误差信息进行滤波并将滤波后的数据输出送入到数控振荡器做累加操作，然后计算出相应的插值系数；利用11个已知的DPSK信号，对符号同步模块的输出进行DPSK同步头的检测，检测同步头后，把内插器恢复出来的符号数据送往后级的差分解调及频偏补偿电路。

主权项：1.蓝牙EDR接收机中的符号同步电路的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：对蓝牙EDR基带信号进行内插计算；步骤2：基于上述的内插计算进行定时误差信息检测；步骤3：通过环路滤波器对上述的定时误差信息进行滤波并将滤波后的数据输出送入到数控振荡器做累加操作，然后计算出相应的插值系数；步骤4：利用11个已知的DPSK信号，对符号同步模块的输出进行DPSK同步头的检测，检测同步头后，把内插器恢复出来的符号数据送往后级的差分解调及频偏补偿电路；所述步骤1中，内插计算的方法选择线性内插或立方插值；所述步骤2中，定时误差信息检测的方式为：xn＝In+j*Qn；y1n＝xn*h1n；y2n＝xn*h2n；h1n是一个中心频率位于正奈奎斯特频率处的带通滤波器；h2n是一个中心频率位于负奈奎斯特频率处的带通滤波器；Timing_errorn＝Im[y1n*conjy2n],conj代表对复数的共轭取反操作，Im表示取复数的虚部；xn为接收端下变频后的DPSK基带复数信号，In为xn的实数部分，j*Qn为xn的虚数部分。

全文数据：蓝牙EDR接收机中的符号同步电路的构建方法技术领域[0001]本发明涉及蓝牙接收机中的快速符号同步领域，具体涉及蓝牙EDR接收机中的符号同步电路的构建方法。背景技术[0002]无线数字接收机在通信过程中接收到的信号往往存在符号定时偏差。因此需要通过符号同步电路来恢复出最佳的采样点。全数字接收机会采用固定的采样频率，采样时钟和符号时钟相互独立，通过定时同步电路得到的定时误差来控制内插滤波器，使之在最佳采样点恢复出原来的符号值。[0003]—般来说，符号同步电路由内插滤波器Interpolator、定时误差检测器CTimingErrorDetector，环路滤波器LPF以及数控振荡器NC0等四部分构成。[0004]采样信号经过内插后，由定时误差检测器提取时钟误差，再经环路滤波器滤去除高频成分后送数控振荡器产生一个小数值的延迟来控制内插，使得内插器工作在最佳的小数位时域偏移。该定时环路得到的定时误差在开始时会大幅震荡，随着同步的进行，误差值最终稳定在一个固定值附近。当环路锁定时，环路滤波器的积分支路的输出值会收敛于收发两端符号时钟的误差值。[0005]目前常见的定时误差检测算法有迟早门算法、带沿误差算法、Mueller-Muller算法以及Gardner算法等。其中迟早门算法工作于3倍符号速率，所以硬件开销大;MM算法工作于1倍符号速率，但是要求先完成载波相位同步;Gardner算法工作于2倍符号速率，而且它在存在载波频偏的情况也能正常，但是它的同步速度受升余弦滤波器的滚降因子影响较大。发明内容[0006]为了解决上述不足的缺陷，本发明提供了蓝牙EDR接收机中的符号同步电路的构建方法，本发明把采样的基带信号作为解调和同步环路的输入，蓝牙EDR信号经过内插滤波器处理后，再把它作为定时误差检测的输入。对于2倍符号速率的采样信号分别进行正负奈奎斯特频率处的带通滤波，然后让正奈奎斯特频率处的带通滤波器的输出，和负奈奎斯特频率处的带通滤波器的输出共轭取反后相乘，最后取乘积的虚部后得到定时误差信息。由两个正负奈奎斯特频率处的带通滤波器输出的差值来控制定时误差的调整。本发明所采用的带沿误差算法工作于2倍符号速率，同时在存在载波频偏的情况也能正常。[0007]本发明提供了蓝牙EDR接收机中的符号同步电路的构建方法，包括以下步骤：[0008]步骤⑴：对蓝牙EDR基带信号进行内插计算；[0009]步骤⑵：基于上述的内插计算进行定时误差信息检测；[0010]步骤3:通过环路滤波器对上述的定时误差信息进行滤波并将滤波后的数据输出送入到数控振荡器做累加操作，然后计算出相应的插值系数；[0011]步骤⑷：利用11个已知的DPSK信号，对符号同步模块的输出进行DPSK同步头的检测，检测同步头后，把内插器恢复出来的符号数据送往后级的差分解调及频偏补偿电路。[0012]上述的构建方法，其中，蓝牙EDR支持2M和3M速率，其中帧头使用GFSK调制，2M的时候有效载荷采用pi4-DQPSK调制，3M的时候有效载荷采用8DPSK调制，两者皆为差分调相信号，即DPSK调制方式;其中EDR包的帧格式在GFSK和DPSK两种调制信号之间，加入了一个5us的保护间隔，DPSK信号包括PI4-DQPSK或8DPSK信号。[0013]上述的构建方法，其中，所述步骤（1中，内插计算的方法可以选择线性内插或立方插值。[0014]上述的构建方法，其中，所述步骤⑵中，定时误差信息检测的方式为：[0015]xn=In+j*Q⑹，其中x⑹为接收到的DPSK基带信号；[0016]yln=xn*hln；y2n=xn*h2n；[0017]hin是一个中心频率位于+fniquist的带通滤波器[0018]H2n是一个中心频率位于-fniquist的带通滤波器[0019]Timing_errorn=Im[yln*conjy2n]，conj代表对复数的共辄取反操作，Im表示取复数的虚部。[0020]上述的构建方法，其中，所述步骤3中：所述环路滤波器采用比例积分滤波的方式进行滤波。[0021]上述的构建方法，其中，所述步骤⑶中：插值系数的计算过程为：当数控振荡器输出的溢出时，可以得到小数时延间隔U，并计算出相应的插值系数，这时内插滤波器对输入信号进行插值。[0022]本发明具有以下优点：1、本发明把过采样的基带信号作为解调和同步环路的输入，蓝牙EDR信号经过内插滤波器处理后，再把它作为定时误差检测的输入。对于2倍符号率的采样信号分别进行正负奈奎斯特频率处的带通滤波，然后让正奈奎斯特频率处的带通滤波器的输出，和负奈奎斯特频率处的带通滤波器的输出共轭取反后相乘，最后取乘积的虚部后得到定时误差信息。由两个正负奈奎斯特频率处的带通滤波器输出的差值来控制定时误差的调整。定时误差通过环路滤波器后反馈给内插滤波器，对新采样值的采样相位不断进行调整，最终收敛到最佳最佳采样相位上，同时环路达到收敛状态。附图说明[0023]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、夕卜形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。[0024]图1为本发明中蓝牙EDR接收机中的符号同步电路的构建方法的原理结构示意图。具体实施方式[0025]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。[0026]为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。[0027]参照图1所示，本发明提供了蓝牙EDR接收机中的符号同步电路的构建方法，包括以下步骤：[0028]步骤（1:对蓝牙EDR基带信号进行内插计算；在本发明中蓝牙EDR支持2M和3M速率，其中帧头使用GFSK调制，2M的时候有效载荷采用pi4-DQPSK调制，3M的时候有效载荷采用8DPSK调制，两者皆为差分调相信号，即DPSK调制方式;其中EDR包的帧格式在GFSK和DPSK两种调制信号之间，加入了一个5us的保护间隔，DPSK信号包括PI4-DQPSK或8DPSK信号；以及内插计算的方法可以选择线性内插或立方插值进行计算。[0029]步骤2:基于上述的内插计算进行定时误差信息检测，本发明对于2倍符号率的基带信号分别进行正负奈奎斯特频率处的带通滤波，然后让正奈奎斯特频率处的带通滤波器的输出，和负奈奎斯特频率处的带通滤波器的输出共轭取反后相乘，最后取乘积的虚部后得到定时误差信息。具体为定时误差信息检测的方式为：[0030]概括为以下公式:Timing_error⑹=Im[yln*conjy2n]，表示第n个符号的定时误差。进一步，xn=1n+j*Qn，其中xn为接收端下变频后的DPSK基带复数信号，I⑹为xn的实数部分，j*Qn为x⑹的虚数部分。[0031]yln=xn*hln；y2n=xn*h2n；[0032]hin是一个中心频率位于正奈奎斯特频率处的带通滤波器；[0033]H2⑹是一个中心频率位于负奈奎斯特频率处的带通滤波器；[0034]conj代表对复数的共轭取反操作，Im表示取复数的虚部。[0035]步骤3:通过环路滤波器对上述的定时误差信息进行滤波并将滤波后的数据输出送入到数控振荡器做累加操作，然后计算出相应的插值系数，其中环路滤波器采用比例积分滤波的方式进行滤波，以及插值系数的计算过程为：当数控振荡器输出的溢出时，可以得到小数时延间隔u,并计算出相应的插值系数，这时内插滤波器对输入信号进行插值；[0036]步骤（4:利用11个已知的DPSK信号（[sqrt⑵-1+1jsqrt⑵-1+ljsqrt⑵-1+ljsqrt2-l-ljsqrt2-l+lj-sqrt2*j]，对符号同步模块的输出进行DPSK同步头的检测，检测同步头后，把符号数据送往后级的差分解调及频偏补偿电路。[0037]本发明中把过采样的基带信号作为解调和同步环路的输入，蓝牙EDR信号经过内插滤波器后处理后，再把它作为定时误差检测的输入。对于2倍符号率的采样信号分别进行正负奈奎斯特频率处的带通滤波，然后让正奈奎斯特频率处的带通滤波器的输出，和负奈奎斯特频率处的带通滤波器的输出共轭取反后相乘，最后取乘积的虚部后得到定时误差信息。由两个正负奈奎斯特频率处的带通滤波器输出的差值来控制定时误差的调整。定时误差通过整个环路处理后反馈给内插滤波器，对采样相位不断进行调整。本发明同时充分利用了蓝牙滚降系数较大的特点，使得基于带沿误差算法的符号同步模块同步性能优越，锁定速度比Gardner算法快一倍。本发明所采用的带沿误差算法工作于2倍符号速率，在存在载波频偏的情况也能正常，它的同步性能受滚降因子影响较小，当收发两端的符号时钟存在100PPM频偏时，Gardner算法需要10000个符号完成锁定，而本发明的带沿误差算法只需要5000个符号完成锁定，所以锁定速度比Gardner算法快一倍。[0038]以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施;任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

权利要求：1.蓝牙EDR接收机中的符号同步电路的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1:对蓝牙EDR基带信号进行内插计算；步骤2:基于上述的内插计算进行定时误差信息检测；步骤3:通过环路滤波器对上述的定时误差信息进行滤波并将滤波后的数据输出送入到数控振荡器做累加操作，然后计算出相应的插值系数；步骤4:利用11个已知的DPSK信号，对符号同步模块的输出进行DPSK同步头的检测，检测同步头后，把内插器恢复出来的符号数据送往后级的差分解调及频偏补偿电路。2.如权利要求1所述的蓝牙EDR接收机中的符号同步电路的构建方法，其特征在于，蓝牙EDR支持測和3M速率，其中帧头使用GFSK调制，2M的情况下有效载荷采用pi4-DQPSK调制，3M的情况下有效载荷采用8DPSK调制，两者皆为差分调相信号，S卩DPSK调制方式；其中EDR包的帧格式在GFSK和DPSK两种调制信号之间，加入了一个5us的保护间隔，DPSK信号包括PI4-DQPSK或8DPSK信号。3.如权利要求2所述的蓝牙EDR接收机中的符号同步电路的构建方法，其特征在于，所述步骤1中，内插计算的方法可以选择线性内插或立方插值。4.如权利要求3所述的蓝牙EDR接收机中的符号同步电路的构建方法，其特征在于，所述步骤⑵中，定时误差信息检测的方式为：xn=In+j*Qn；yln=xn*hln；y2n=xn*h2n；hin是一个中心频率位于+fniquist的带通滤波器；h2n是一个中心频率位于-fniquist的带通滤波器；Timing_errorn=Im[yln*conjy2n],conj代表对复数的共辄取反操作，Im表示去复数的虚部;xn为接收端下变频后的DPSK基带复数信号，In为xn的实数部分，j*Qn为xn的虚数部分。5.如权利要求4所述的蓝牙EDR接收机中的符号同步电路的构建方法，其特征在于，所述步骤3中:所述环路滤波器采用比例积分滤波的方式进行滤波。6.如权利要求1-5任一项所述的蓝牙EDR接收机中的符号同步电路的构建方法，其特征在于，所述步骤⑶中：插值系数的计算过程为：当数控振荡器输出溢出时，可以得到小数时延间隔u，并计算出相应的插值系数，这时内插滤波器对输入信号进行插值。

百度查询： 上海富芮坤微电子有限公司 蓝牙EDR接收机中的符号同步电路的构建方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD