本文關(guān)鍵詞：藍(lán)牙4.0數(shù)字接收基帶電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著可穿戴設(shè)備和智能設(shè)備的興起,低功耗藍(lán)牙技術(shù)因具有超低功耗、超長待機(jī)時(shí)間、低成本優(yōu)勢已得到廣泛應(yīng)用。低功耗藍(lán)牙通信芯片是這一技術(shù)的基礎(chǔ),因此設(shè)計(jì)出符合低功耗藍(lán)牙4.0物理層規(guī)范的數(shù)字接收基帶具有重要的意義。在低功耗藍(lán)牙通信中,由于低功耗藍(lán)牙只有8位前導(dǎo)碼,采用傳統(tǒng)載波頻偏補(bǔ)償方法和位同步方法得到的判決性能較差。本文從載波頻率偏移和位同步的原理出發(fā),首先結(jié)合前導(dǎo)碼變化特點(diǎn),采用了基于前導(dǎo)碼差分檢測和碼元波形累加恢復(fù)的載波頻偏補(bǔ)償方法,僅使用4至6個(gè)前導(dǎo)碼碼元就可以實(shí)現(xiàn)-180kHz到190kHz范圍內(nèi)的載波頻偏補(bǔ)償。其次針對(duì)傳統(tǒng)位同步算法在短前導(dǎo)碼情況下同步速度不足的問題,采用了基于前導(dǎo)碼位置檢測的改進(jìn)型鎖相環(huán)位同步算法,和載波頻偏補(bǔ)償同步進(jìn)行,在前導(dǎo)碼被檢測到時(shí)即可完成初次同步,極大地提高了同步速度,增加了對(duì)接入地判決的準(zhǔn)確性。本文在改進(jìn)載波頻偏補(bǔ)償算法和位同步算法的基礎(chǔ)上,結(jié)合數(shù)字下變頻和抗鏡像算法、GFSK直接鑒相解調(diào)算法,設(shè)計(jì)出了低功耗藍(lán)牙數(shù)字接收基帶算法。最終使用Verilog HDL語言實(shí)現(xiàn)該接收機(jī)算法,并針對(duì)FIR濾波器電路結(jié)構(gòu)做出了面積和延時(shí)上的優(yōu)化。本文通過Modelsim實(shí)現(xiàn)整個(gè)接收機(jī)電路RTL仿真,驗(yàn)證了低功耗藍(lán)牙數(shù)字接收基帶電路的功能。最終使用Design Compiler,基于SMIC130nm工藝庫對(duì)代碼進(jìn)行綜合,電路總面積約0.1平方毫米。論文的最后對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)行了FPGA驗(yàn)證,全局時(shí)鐘為8MHz。結(jié)果表明在誤碼率優(yōu)于0.1%的條件下,本文設(shè)計(jì)的數(shù)字接收基帶最低信噪比小于7dB,抗調(diào)制頻偏范圍為-160kHz到100kHz。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)字接收基帶 前導(dǎo)碼檢測 頻率偏移補(bǔ)償 位同步
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN925
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 主要內(nèi)容和設(shè)計(jì)指標(biāo)11-13
• 1.3.1 主要內(nèi)容11-12
• 1.3.2 設(shè)計(jì)指標(biāo)12-13
• 1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)13-15
• 第二章 藍(lán)牙4.0系統(tǒng)概述15-19
• 2.1 跳頻通信簡介15
• 2.2 低功耗藍(lán)牙4.0標(biāo)準(zhǔn)概述15-17
• 2.3 低功耗藍(lán)牙4.0應(yīng)用場景17
• 2.4 低功耗藍(lán)牙4.0接收機(jī)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題17-18
• 2.5 本章小結(jié)18-19
• 第三章 低功耗藍(lán)牙數(shù)字接收基帶系統(tǒng)設(shè)計(jì)19-41
• 3.1 基于前導(dǎo)碼檢測的頻率偏移補(bǔ)償技術(shù)19-21
• 3.2 改進(jìn)型位同步21-25
• 3.3 數(shù)字接收基帶算法設(shè)計(jì)25-39
• 3.3.1 接收機(jī)解調(diào)算法分析27-29
• 3.3.2 接收機(jī)結(jié)構(gòu)29-30
• 3.3.3 下變頻和抗鏡像設(shè)計(jì)30-33
• 3.3.4 直接鑒相解調(diào)設(shè)計(jì)33-35
• 3.3.5 頻率偏移補(bǔ)償35-37
• 3.3.6 位同步和判決37-38
• 3.3.7 比特流處理38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-41
• 第四章 低功耗藍(lán)牙數(shù)字接收基帶電路設(shè)計(jì)41-59
• 4.1 數(shù)字下變頻模塊設(shè)計(jì)41-42
• 4.2 濾波器模塊設(shè)計(jì)42-50
• 4.2.1 定點(diǎn)仿真42-44
• 4.2.2 濾波器結(jié)構(gòu)優(yōu)化44-50
• 4.3 鑒相解調(diào)器模塊設(shè)計(jì)50-51
• 4.4 頻率偏移補(bǔ)償模塊設(shè)計(jì)51-54
• 4.5 位同步及判決54
• 4.6 比特流處理54-56
• 4.7 數(shù)字接收基帶電路RTL仿真56-58
• 4.8 本章小結(jié)58-59
• 第五章 低功耗藍(lán)牙4.0數(shù)字接收基帶的驗(yàn)證測試59-71
• 5.1 數(shù)字接收基帶FPGA驗(yàn)證平臺(tái)設(shè)計(jì)59-61
• 5.2 數(shù)字接收基帶功能驗(yàn)證61-65
• 5.3 性能測試及總結(jié)65-67
• 5.4 綜合及資源分析67-69
• 5.5 本章小結(jié)69-71
• 第六章 總結(jié)與展望71-73
• 6.1 總結(jié)71
• 6.2 展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 致謝77-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文79

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  本文關(guān)鍵詞：藍(lán)牙4.0數(shù)字接收基帶電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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