[发明专利]蓝牙4.0低功耗接收机自适应均衡器及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓝牙4.0低功耗接收机自适应均衡器及其实现方法，属于无线局域网传输技术领域。

背景技术

2009年12月，蓝牙技术联盟（Bluetooth Special Interest Group，SIG）首度先行推出蓝牙4.0版本，并在2010年底，于西雅图正式公布蓝牙核心规格4.0版本的相关数据，蓝牙4.0版本将过去三种蓝牙规格包括传统蓝牙技术、蓝牙低功耗技术及蓝牙高速技术等三种规格合而为一。

低功耗技术可说是蓝牙4.0版本的重大突破，具备超低峰值（Peak）、平均值与待机功耗，透过标准钮扣电池足以使用数年，支持多种设备之间的兼容性，并加强射程。支持很短的数据封包，8octet至27octet，其传输速度高达1Mbps。蓝牙低功耗技术和其他版本的蓝牙技术一样都是使用自适应跳频，以尽量减少2.4GHz ISM波段其他技术的干扰。蓝牙低功耗设计主要提供3种应用方案：独立运作模式（Stand-alone）、双模工作模式（Dual Mode）及整合模式。在双模应用中，蓝牙低功耗的功能会整合至现有的传统蓝牙控制器中，共享传统蓝牙技术既有的射频和功能，相较于传统的蓝牙技术增加的成本更小。除此之外，制造商可利用升级版蓝牙低功耗技术的堆栈，整合目前的蓝牙3.0高速版本、或2.1+EDR等传统蓝牙芯片组，增进传统蓝牙装置的新效能。另外，低功耗的独立运作芯片组则是一个高度集成的装置，具备轻量的链路层（Link Layer），能在最低成本的前提下，支持低功耗的待机模式、简易的装置发现、可靠的点对多点的数据传输、安全的加密连结等；位于上述控制器中的链路层，适用于网络连接传感器，并确保在无线传输中，皆能通过蓝牙低功耗传输。

BT4.0LE（蓝牙4.0低功耗技术）中物理层使用h=0.5的GFSK为其调制方式，并结合自适应跳频技术（AFH）使其在40个可能的频道上随机跳频。其帧结构具有一般通信技术中物理层帧结构的特点，帧由一个8bit的前导码（Preamble）为起始，后面紧跟着32bit的接入地址（Access Address），之后是PDU和CRC字节。Preamble和Access Address在传输过程中不会被加扰。由于BT4.0LE为GFSK调制，所以所有的传输信息全部包含于接收信号瞬时频率中，为了是发射信号的频谱更加紧凑，GFSK的调频信号在进行调频前经过了高斯低通滤波以减少待调信号的高频分量。这样的做法的副作用是引入了符号间干扰（ISI），ISI在通信中对接收性能有着至关重要的影响。

对BT4.0LE中物理帧的接收是使用鉴频方式的非相干解调方法，解调后的信号根据符号同步估计得到的采样相位对鉴频器输出进行直接抽样得到以符号率采样的解调信号，并直接硬判决得到信息比特。由于加性噪声的存在和高斯滤波引入的符号间干扰（ISI）的影响，使得此时直接硬判决产生的输出比特中容易产生误码，同时符号同步得到的采样相位总是会存在一定的误差，这个相位进一步引入了码间干扰，而且这个码间干扰是不可预知的，因此符号同步相位误差的存在使得直接硬判决的输出误码性能急剧下降，而这些误码在现有的技术中并没有得到专门消除和降低的机会。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种蓝牙4.0低功耗接收机自适应均衡器及其实现方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

蓝牙4.0低功耗接收机自适应均衡器，特点是：包括前向均衡器FFE、后向均衡器FBE、第一抽头系数更新器、第二抽头系数更新器、判决器以及误差产生器，前向均衡器FFE经加法器与判决器相连，判决器的输出端连接后向均衡器FBE，误差产生器的输入端与判决器的输入端和输出端相连，误差产生器的输出端与第一抽头系数更新器的输入端和第二抽头系数更新器的输入端相连，第一抽头系数更新器的输出端连接前向均衡器FFE，第二抽头系数更新器的输出端连接后向均衡器FBE，后向均衡器FBE的输出端与加法器相连；

信号输入至前向均衡器FFE，判决器的输出信号送给后向均衡器FBE，误差产生器采用判决器的输入信号和输出信号产生用于进行抽头系数更新的误差分量，第一抽头系数更新器、第二抽头系数更新器根据误差产生器的输出和当前均衡器的输入值调整更新均衡器的每一个抽头系数。

进一步地，上述的蓝牙4.0低功耗接收机自适应均衡器，所述前向均衡器FFE为ffe_N阶的FFE均衡器，所述ffe_N为大于1的整数；所述后向均衡器FBE为fbe_N阶的FBE均衡器，所述fbe_N为大于1的整数。