[发明专利]一种用于IEEE802.15.4的BPSK接收机

权利要求书

1.一种用于IEEE802.15.4的BPSK接收机，发送端物理层的数据帧经过扩频和BPSK调制之后经信道传输给接收端，数据帧包括32个比特的前导码和物理层服务数据单元PSDU；接收端接收到的复基带采样信号表示为其中s(k)为待检测的发送数据，s(k)∈{+1,-1}，ω₀＝2πf₀,f₀和θ分别为频率偏移和相位偏移，在整个数据帧中保持不变，T_c表示扩频码码片周期，η₀(k)为复基带加性高斯白噪声；接收过程的具体步骤为：

步骤一、利用32个比特的前导码对应的信道接收数据提取包含频率偏移信息的频偏观测值Y₀：

$\begin{array}{c}{Y}_0=\frac{1}{(J-1)N}\underset{m=1}{\overset{J-1}{\Σ}}\underset{n=0}{\overset{N-1}{\Σ}}p\[n+Nm\]\·p^{*}\[n+N(m-1)\]\\ =e^{{\mathrm{jN\ω}}_0{T}_c}+{\mathrm{\η}}_1\end{array},$

其中，J表示前导码的比特总数量，J＝32，N表示扩频长度，N＝15，1≤m≤J-1，0≤n≤N-1，p[n+Nm]表示前导码的第m个比特对应的第n个码片的信道接收值，(·)^*表示取共轭运算，η₁表示所有的噪声项；

步骤二、对PSDU对应的复基带接收采样信号进行比特级差分处理，得到判决观测值A₀[m]：

$\begin{array}{c}{A}_0\[m\]=\underset{n=0}{\overset{N-1}{\Σ}}r\[n+Nm\]\·r^{*}\[n+N(m-1)\]\\ =\left\{\begin{array}{cc}{\mathrm{Ne}}^{{\mathrm{jN\ω}}_0{T}_c}+{\mathrm{\η}}_2\[m\],& E\[m\]=0\\ -{\mathrm{Ne}}^{{\mathrm{jN\ω}}_0{T}_c}+{\mathrm{\η}}_2\[m\].& otherwise\end{array}\right.\end{array},$

其中，r[n+Nm]表示PSDU的第m个比特对应的第n个码片的信道接收值，η₂[m]表示所有的噪声项，E[m]表示发送的第m个比特数据；

步骤三、利用步骤一中的频偏观测值Y₀提取频率偏移信息，并对步骤二中的A₀[m]进行补偿后进行检测判决：

$\hat{E}\[m\]=\left\{\begin{array}{cc}0,& \mathrm{Re}\{A_0\[m\]\·q\left(Y_0\right)\}\≥0\\ 1.& otherwise\end{array}\right.,$

其中，表示检测判决得到的第m个比特数据，q(·)为量化函数，q(Y₀)具体表示为：

其中，|·|表示取模运算，表示A₀[m]中频率偏移信息Nω₀T_c的估计值；

步骤四、检测结束后将接收到的PSDU数据传送给MAC层进行CRC校验；

其特征在于：

所述步骤三中，的计算方法为：

其中，Re(·)表示取实部运算，Im(·)表示取虚部运算。