[发明专利]2DPSK解调电路与解调方法及无线信号接收机系统

说明书

技术领域

本发明涉及植入式生物电子技术领域，具体涉及一种基于无线数字通信技术的低复杂度、低功耗的一种2DPSK解调方法、解调电路及无线信号接收机系统。

背景技术

现代无线通信系统中，调制与解调技术是必不可少的重要环节，其性能关系到整个通信系统性能的好坏。数字调制解调技术以其良好的抗噪声性能及优秀的误比特率性能，在现代无线通信系统中得到了广泛的应用。伴随着现代通信系统小型化、数字化、大规模集成化的发展趋势，市场对低复杂度、低功耗、低成本及良好误比特率性能的通信系统的需求日益增长，如全国广电网络建设、卫星通信、民用低费用通信、数字家庭小型医疗检测通信设备以及无线植入式生物信号检测等新兴研究领域存在巨大的应用潜力。

近年来，植入式医用检测手段由于精度高、抗干扰性好等特点被越来越多地用于生物医学信号的检测中。传统的植入式生物医学用检测设备将有线检测探头植入病人体内进行信号的传递，此类方法会给病人带来恐惧，造成痛苦，而且被测人体的活动受限制。而新兴的无线植入式生物医学用检测设备则可以将检测探头及检测控制电路完全植入病人体内，由医生无线遥控体内检测装置完成各项检测操作。这种方式消除了病人的恐惧心里，同时病人的活动限制也会得到很大的改善。然而，由于电源供给技术以及生物相容性的限制，要求植入病人体内的检测装置既要高效率地完成无线控制信号的接收功能，又要尽可能地低功耗及占用体积小。因此，小型化、低能耗、低复杂度、低成本的无线通信系统和芯片的研究正在兴起。

本发明主要针对植入式医用芯片、移动通信终端、电子仪器设备间通信互联、民用消费电子、家庭小型医疗无线检测等需要小型化、集成化、低复杂度、低功耗、低成本通信的应用研究场合。

相移键控(PSK)技术具有传输效率高、抗干扰能力强、误比特率性能优良等应用优势。但目前已有的PSK信号解调技术以相干解调为主，包括平方环锁相环解调方法与科斯塔斯环(COSTAS)解调方法。这两种相关解调方法都需要获得用于相干解调的同步时钟，造成了结构复杂、能耗提高，从而导致系统集成后芯片面积、功耗、成本较大，且需解调芯片承受较高的工作频率。因此，传统的PSK相干解调方法不适合应用于以低能耗、低复杂度、集成化为发展趋势的植入式医用集成芯片、民用消费电子通讯领域、家庭小型化医疗无线设备等。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的上述不足，提供2DPSK解调电路与解调方法及无线信号接收机系统，具体技术方案如下。

本发明的2DPSK解调电路，包括自动门限产生电路、异步整形电路、时钟产生电路、N位移位寄存器、数学阈值判决器、触发翻转电路、同步调整触发器和相对码转绝对码电路，所述异步整形电路和自动门限产生电路均接收2DPSK信号，异步整形电路、N位移位寄存器、数学阈值判决器、触发翻转电路、同步调整触发器和相对码转绝对码电路顺次连接，自动门限产生电路与异步整形电路连接，时钟产生电路分别与N位移位寄存器、同步调整触发器和相对码转绝对码电路连接。

上述的2DPSK解调电路，所述异步整形电路用于将2DPSK信号由模拟电平转换到数字电平，所述自动门限产生电路接收2DPSK信号并为异步整形电路提供整形判决门限，使所述异步整形电路输出2DPSK数字信号；所述时钟电路用于产生频率为所述2DPSK数字信号的载波频率N倍的时钟信号CLK1并输出给N位移位寄存器，同时为同步调整触发器和相对码转绝对码电路产生本地基带同频异步时钟CLK2；所述N位移位寄存器在一个所述2DPSK数字信号的载波周期内产生N位二进制数并输出给数学阈值判决器；所述数学阈值判决器用于产生一个携带所述2DPSK数字信号相位变化信息的标志信号flag；所述触发翻转电路用于根据所述标志信号flag产生基带相对码；所述同步调整触发器用于实现触发翻转单元输出的基带相对码与时钟产生电路产生的本地基带同频异步时钟的同步；所述相对码转绝对码电路将相对码转换为绝对码。

本发明的一种2DPSK解调方法，包括以下步骤：

步骤1，对接收到的2DPSK模拟信号进行异步整形，实现2DPSK信号模拟电平到数字电平的转换，获得占空比稳定的2DPSK数字信号；

步骤2，以N倍于2DPSK信号载波频率fc的数字时钟，将数字化后的2DPSK数字信号送入N位移位寄存器，在2DPSK数字信号的每个载波周期1/fc内产生N位2进制数M；

步骤3， 当M大于等于设定数学阈值D1、或小于等于另一设定数学阈值D2时，令标志信号flag为1，否则flag为0，该标志信号携带了2DPSK数字信号的相位变化信息；