[发明专利]频移键控解调器

说明书

一种频移键控(FSK)解调器，包括:基于数字锁相环(DPLL)的频率估计器，用于将相位信号转换成频率信号；频偏估计器，用于估计和跟踪频率信号的直流(DC)分量；以及平均滤波器，通信耦合到频偏估计器，用于执行累加和转储操作，以提高频率信号的符号级信噪比(SNR)。

相关申请的交叉引用

本申请是于2017年6月22日提交的第15/630,106号的美国申请的国际申请，该美国申请依据35U.S.C.§119(e)要求于2017年1月13日提交的第62/446,085号美国临时专利申请的权益，全部上述申请通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及通信设备领域，尤其涉及通信设备中使用的频率调制方案。

背景

调制解调器(调制器-解调器)是一种网络设备，它调制和解调信号以促进信息传输。调制解调器可以采用某种类型的频率调制方案来实现调制和解调。例如，诸如蓝牙调制解调器、ZigBee调制解调器、蓝牙低能耗(BLE)调制解调器等调制解调器可以采用称为频移键控(FSK)调制的特定类型的频率调制方案。FSK调制可以被配置为通过离散频率变化来促进数字信息的传输。然而，要注意的是，当前可用的FSK解调技术可能无法满足某些性能要求。

概述

本公开的实施例针对频移键控(FSK)解调器，其具有：基于数字锁相环(DPLL)的频率估计器，以将相位信号转换成频率信号；频偏估计器，以估计和跟踪频率信号的直流(DC)分量；以及平均滤波器，其通信地耦合到频偏估计器以执行累加和转储(accumulate-and-dump)操作，从而提高频率信号的符号级信噪比(SNR)。

应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述都只是示例性和解释性的，不一定限制本公开。并入说明书并构成说明书一部分的附图说明了本公开的主题。说明书和附图一起用于解释本公开的原理。

附图简述

通过参考附图，本领域技术人员可以更好地理解本公开的许多优点，其中:

图1是描述BLE解调器的简化框图；

图2是描述根据本公开实施例配置的BLE解调器的简化框图；

图3是描绘了配备有根据本公开的实施例配置的FSK解调器的调制解调器的框图；和

图4是描绘实验数据的图，该实验数据示出了根据本公开的实施例配置的FSK解调器的有效性。

详细描述

现在将详细参考所公开的主题，其在附图中示出。

总体参考图1，示出了描述BLE解调器100的简化框图。注意，由于本领域技术人员很好地理解了BLE解调器，所以图1中描述的BLE解调器100的每个组件的详细描述在本公开中不再重复。通常，BLE解调器100可以包括笛卡尔坐标到相位转换器102，其被配置为将过采样IQ数据转换成相位。频率估计器104然后可以将相位信号转换成频率信号。频偏估计器106可用于估计和跟踪由于载波频偏和时钟漂移引起的频率信号的直流(DC)分量。然后，平均滤波器108和下采样器110可以联合执行累加和转储操作，以从过采样信号中收集更多能量，并抑制噪声，以提高符号级信噪比(SNR)。在一些实施例中，同步器112可用于搜索BLE分组的访问码，并为下采样器找到最佳定时。均衡器114可以被配置为移除有效载荷数据的频域符号间干扰(ISI)。限幅器116可以将均衡的符号转换成比特，以完成解调过程。

注意，BLE解调器的当前实现呈现出几个问题。例如，因为频率估计器104通常被实现为相位微分器，所以它们对相位估计误差敏感。此外，频偏估计器106的当前可用实现的精度是有限的。此外，平均滤波器108的当前实现可能引入不能从BLE分组的前导码和访问地址中移除的ISI。这种额外的ISI可能恶化前导码和访问码的检测性能，对BLE解调器100的性能产生负面影响。