[發(fā)明專利]三角調(diào)頻信號調(diào)制器、解調(diào)器以及無線通信系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010301576.7
• 申請日: 2020-04-16
• 公開（公告）號: CN111614589B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發(fā)明（設計）人: 吳司熠;潘程浩;魏強;吳川
• 申請（專利權）人: 上海磐啟微電子有限公司
• 主分類號: H04L27/12
• 分類號: H04L27/12;H04L27/14
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權代理有限公司 11227
• 代理人: 李笑笑

一種三角調(diào)頻信號調(diào)制器、解調(diào)器以及無線通信系統(tǒng)，所述無線通信系統(tǒng)包括三角調(diào)頻信號調(diào)制器以及三角調(diào)頻信號解調(diào)器，所述三角調(diào)頻信號調(diào)制器適于生成目標三角調(diào)頻信號，所述目標三角調(diào)頻信號的相位由所述目標三角調(diào)頻信號的初始頻率以及頻率步進確定，所述頻率步進由所述目標三角調(diào)頻信號的帶寬、所述目標三角調(diào)頻信號的擴頻因子以及所述目標三角調(diào)頻信號的單調(diào)性確定；所述三角調(diào)頻信號解調(diào)器，適于對所述目標三角調(diào)頻信號進行解調(diào)。上述方案能夠避免鎖相環(huán)電路失鎖導致數(shù)據(jù)丟失，能夠?qū)崿F(xiàn)信號低功耗遠距離傳輸，且能夠提高數(shù)據(jù)傳輸速率。

技術領域

本發(fā)明涉及通信技術領域，尤其涉及一種三角調(diào)頻信號調(diào)制器、解調(diào)器以及無線通信系統(tǒng)。

背景技術

無線通信技術在世界范圍內(nèi)獲得了高速發(fā)展，并成為全球IT和通信領域共同關注的熱門技術。近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，世界物聯(lián)網(wǎng)建設正在全面鋪開，市場對于無線通信技術的需求正在不斷地涌現(xiàn)。

在無線通信技術領域，通信系統(tǒng)的傳輸速率不斷提高，第四代移動通信技術(4G)使我們進入了移動互聯(lián)網(wǎng)時代；如今我們正在迎來第五代移動通信技術(5G)，具有高頻高速的特點，其理論峰值傳輸速率可達每秒數(shù)十Gb，較之前的技術(4G)快百倍。但是在某些應用場景中，可能并不需要太高的數(shù)據(jù)速率，而是要求較大的覆蓋面積和較低的功耗。

傳統(tǒng)的低功耗藍牙BLE技術的物理層設計使用高斯頻移鍵控(Gauss?FrequencyShift?Keying，GFSK)信號調(diào)制，成功降低了設計的復雜度，實現(xiàn)了通信芯片的低功耗，但是傳輸范圍較小，僅限于幾米到幾十米。直接序列擴頻技術是已知的并可以達到很高的編碼增益水平，實現(xiàn)了很好的抗噪聲能力，實現(xiàn)遠距離的信號傳輸。但使用直接序列擴頻技術的終端的功耗較大。采用線性調(diào)頻技術獲取線性調(diào)頻信號，能夠?qū)崿F(xiàn)較低功耗和遠距離的信號傳輸。但是，在線性調(diào)頻信號中存在頻率跳變點，當頻率跳變時射頻電路中的鎖相環(huán)電路失鎖會造成部分數(shù)據(jù)丟失，導致接收機同步過程的信號相關能量減小，影響解調(diào)性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例的目的是避免鎖相環(huán)電路失鎖導致數(shù)據(jù)丟失的同時，實現(xiàn)低功耗和遠距離的信號傳輸，提高數(shù)據(jù)傳輸速率。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供一種三角調(diào)頻信號調(diào)制器，所述三角調(diào)頻信號調(diào)制器適于生成目標三角調(diào)頻信號，所述目標三角調(diào)頻信號的相位由所述目標三角調(diào)頻信號的初始頻率以及頻率步進確定，所述目標三角調(diào)頻信號的初始頻率由所述目標三角調(diào)頻信號的帶寬確定，所述目標三角調(diào)頻信號的頻率步進為fstep＝(BW/2^SF-1)*d，其中，fstep為所述頻率步進，BW為所述目標三角調(diào)頻信號的帶寬，SF為所述目標三角調(diào)頻信號的擴頻因子，d為所述目標三角調(diào)頻信號的單調(diào)性；所述目標三角調(diào)頻信號由頻率連續(xù)的兩段或三段信號組成；所述目標三角調(diào)頻信號是由待傳輸信息編碼處理以后的映射結果，所述目標三角調(diào)頻信號的最大個數(shù)為2^SF-1；所述三角調(diào)頻信號調(diào)制器包括數(shù)字調(diào)制電路以及射頻模擬調(diào)制電路，其中：所述數(shù)字調(diào)制電路適于生成所述目標三角調(diào)頻信號的控制信號；所述數(shù)字調(diào)制電路包括編碼器以及控制信號生成器，其中：所述編碼器，適于對待發(fā)送數(shù)據(jù)進行編碼，生成與所述待發(fā)送數(shù)據(jù)對應的編碼數(shù)據(jù)并發(fā)送至所述控制信號生成器；所述控制信號生成器，適于根據(jù)所述編碼數(shù)據(jù)生成所述控制信號；所述射頻模擬調(diào)制電路，與所述數(shù)字調(diào)制電路耦接；所述射頻模擬調(diào)制電路包括鎖相環(huán)電路；所述數(shù)字調(diào)制電路適于將所述控制信號輸出至所述鎖相環(huán)電路，以控制所述鎖相環(huán)電路生成所述目標三角調(diào)頻信號。

可選的，所述目標三角調(diào)頻信號為s(t)＝sin(2π×f(t)×t)，所述目標三角調(diào)頻信號的數(shù)字基帶信號為1≤n≤2^SF，SF為擴頻因子；所述數(shù)字基帶信號在m點的相位為：其中f_c是射頻頻率，f_start為所述目標三角調(diào)頻信號的初始頻率，f_step為所述目標三角調(diào)頻信號的頻率步進，所述控制信號由f(n)確定；θ_m為所述數(shù)字基帶信號在m點的相位，BW為所述數(shù)字基帶信號的帶寬，θ₀為所述數(shù)字基帶信號的初始相位，n為正整數(shù)。