本文關(guān)鍵詞：低功耗藍牙數(shù)字基帶接收電路的設(shè)計與驗證，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：低功耗藍牙(BLE)憑借其低復(fù)雜度、低成本、超低功耗等特性,已經(jīng)突破了藍牙傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域,具有廣闊的市場應(yīng)用前景。而在藍牙數(shù)據(jù)通信中數(shù)字基帶接收電路主要完成底層數(shù)據(jù)解調(diào)處理,是整個藍牙硬件開發(fā)的關(guān)鍵,為此本文設(shè)計了一種面向BLE的數(shù)字基帶接收電路,該電路具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜度低、占用資源少等特點。論文在確立了整體接收電路架構(gòu)基礎(chǔ)上,對數(shù)字下變頻及鏡像抑制、直接鑒相解調(diào)、位同步等關(guān)鍵電路進行了詳細的理論分析和設(shè)計,然后對各關(guān)鍵電路進行了Matlab建模仿真,并給出了相應(yīng)電路及系統(tǒng)解調(diào)性能的Matlab仿真結(jié)果。在此基礎(chǔ)上綜合考慮了電路解調(diào)性能和結(jié)構(gòu)復(fù)雜度兩方面因素,論文對各關(guān)鍵電路進行了RTL級的電路設(shè)計、優(yōu)化,以及RTL仿真結(jié)果的分析。同時針對傳統(tǒng)鏡像抑制、相位檢測電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、占用資源等問題作了改進提高,通過選取低中頻及特殊相位,經(jīng)過簡單的乘積轉(zhuǎn)換,用加減器代替了傳統(tǒng)鏡像抑制電路中復(fù)雜的乘法器電路,簡化了電路結(jié)構(gòu),其次利用檢測相位的對稱性將傳統(tǒng)相位ROM表范圍由[-π,π]縮減到了[0,π/4],減小了ROM表存儲量。論文最后對設(shè)計電路進行了FPGA驗證和DC綜合。結(jié)果表明,在8MHz系統(tǒng)時鐘,信噪比10dB條件下,本文設(shè)計的BLE數(shù)字基帶接收電路可以正確解調(diào)接收信息,誤碼率小于0.1%,具有一定解調(diào)性能。改進后的鏡像抑制電路、相位檢測電路相比傳統(tǒng)電路硬件資源分別節(jié)省了75.64%、26.80%。
【關(guān)鍵詞】：低功耗藍牙 數(shù)字基帶 接收機 鏡像抑制 鑒相解調(diào)
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN851
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 論文背景及意義8-9
• 1.2 研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 設(shè)計目標(biāo)和主要內(nèi)容10-11
• 1.4 設(shè)計要求及指標(biāo)11-12
• 1.5 論文的組織結(jié)構(gòu)12-14
• 第二章 BLE概述及基帶系統(tǒng)分析14-28
• 2.1 BLE協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)概述14-15
• 2.2 BLE基帶系統(tǒng)數(shù)據(jù)幀分析15-17
• 2.3 主流短距離無線通信協(xié)議的比較17-19
• 2.4 BLE應(yīng)用場景19-20
• 2.5 BLE接收機結(jié)構(gòu)分析20-22
• 2.6 設(shè)計路線及解調(diào)方案22-26
• 2.6.1 設(shè)計路線23
• 2.6.2 解調(diào)方案23-26
• 2.7 本章小結(jié)26-28
• 第三章 BLE數(shù)字基帶接收電路方案設(shè)計及Matlab仿真28-56
• 3.1 BLE數(shù)字基帶接收電路總體結(jié)構(gòu)28
• 3.2 信道濾波電路的設(shè)計28-29
• 3.3 數(shù)字下變頻及鏡像抑制電路的設(shè)計29-39
• 3.3.1 鏡像抑制原理及方法分析29-32
• 3.3.2 改進型數(shù)字下變頻及鏡像抑制電路的設(shè)計32-35
• 3.3.3 鏡像抑制比的Maltab仿真測試35-39
• 3.4 直接鑒相解調(diào)電路的設(shè)計39-46
• 3.4.1 相位檢測電路的設(shè)計39-41
• 3.4.2 相位差分電路的設(shè)計41
• 3.4.3 數(shù)據(jù)包檢測電路的設(shè)計41-43
• 3.4.4 載波頻偏估計與補償電路的設(shè)計43-46
• 3.5 同步電路的設(shè)計46-51
• 3.5.1 位同步電路的設(shè)計46-50
• 3.5.2 幀同步電路的設(shè)計50-51
• 3.6 比特流電路的設(shè)計51-52
• 3.6.1 解白化電路的設(shè)計52
• 3.6.2 CRC校驗電路的設(shè)計52
• 3.7 BLE基帶系統(tǒng)解調(diào)性能Matlab仿真52-55
• 3.8 本章小結(jié)55-56
• 第四章 BLE數(shù)字基帶接收電路的RTL設(shè)計及仿真56-70
• 4.1 信道濾波電路的RTL設(shè)計及仿真56-58
• 4.1.1 信道濾波電路的RTL設(shè)計56-57
• 4.1.2 信道濾波電路的RTL仿真57-58
• 4.2 數(shù)字下變頻及鏡像抑制電路的RTL設(shè)計及仿真58-60
• 4.2.1 數(shù)字下變頻及鏡像抑制電路的RTL設(shè)計58-60
• 4.2.2 數(shù)字下變頻及鏡像抑制電路的RTL仿真60
• 4.3 直接鑒相解調(diào)電路的RTL設(shè)計及仿真60-64
• 4.3.1 直接鑒相解調(diào)電路的RTL設(shè)計60-63
• 4.3.2 直接鑒相解調(diào)電路的RTL仿真63-64
• 4.4 同步電路的RTL設(shè)計及仿真64-67
• 4.4.1 位同步電路的RTL設(shè)計64-66
• 4.4.2 幀同步電路的RTL設(shè)計66
• 4.4.3 同步電路的RTL仿真66-67
• 4.5 比特流處理電路的RTL設(shè)計及仿真67-68
• 4.5.1 解白化電路的RTL設(shè)計67
• 4.5.2 CRC校驗電路的RTL設(shè)計67-68
• 4.5.3 比特流電路的RTL仿真68
• 4.6 BLE數(shù)字基帶整體接收電路的RTL仿真及性能總結(jié)68-69
• 4.7 本章小結(jié)69-70
• 第五章 BLE數(shù)字基帶接收電路的FPGA驗證70-80
• 5.1 FPGA驗證平臺的設(shè)計70-72
• 5.2 BLE接收電路解調(diào)性能的FPGA驗證及結(jié)果72-77
• 5.3 BLE優(yōu)化電路硬件資源分析77-78
• 5.4 FPGA驗證結(jié)果及總結(jié)78-79
• 5.5 本章小結(jié)79-80
• 第六章 總結(jié)與展望80-82
• 6.1 總結(jié)80
• 6.2 展望80-82
• 參考文獻82-86
• 致謝86-88
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文88

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本文編號：367631