蓝牙GFSK接收机的MATLAB仿真文献综述
2020-05-22 20:58:54
一、选题背景
在高度信息化的今天,通信领域发展迅猛,从模拟到数字通信系统,从固定通信到移动通信,新的通信体制和标准不断提出,通信业务范围不断扩大,高效率的调制解调十分必要。数字调制解调相较于模拟调制解调,具有抗干扰性能强,容易加密,传输效率高,信道利用率高,频带利用率高等诸多优点[1]。数字高斯频移键控(简称GFSK)是蓝牙在基础速率的模式下采用的数字调制解调方式[2],它被广泛地应用在移动通信,航空与航海通信中,因此,研究GFSK解调在无线通信领域有重要意义[3]。
蓝牙作为一种新的短距离无线通信技术标准,具有广泛的应用前景,正受到全球各界的广泛关注[2]。新兴的蓝牙技术已从萌芽期进入了发展期,当下的蓝牙技术支持用户在许多设备之间进行无线数据交换及文件同步,使移动电话、便携式计算机以及各种便携式通信设备之间在近距离内资源共享;支持非可视范围内的通信与连接,且能在移动中进行无线连接和通信;支持无线设备到有线网络之间的无线连接;支持电路交换与分组交换,支持语音、数据和视频信号传输。尽管和其他短距离无线技术相比(如:HomeRF、IEEE802.11b、IrDA),蓝牙技术的优势还存在很大的争议。但是,趋于成熟的蓝牙产品进入市场仍是必然的趋势。而在蓝牙技术应用的就是高斯频移键控调制解调[4],因此,研究GFSK解调有广阔的市场前景和巨大的使用价值。
二、国内外研究现状和发展
国内外基于GFSK的调制解调应用设备广泛[6],并且很多成熟的商品已经投放到市场,受到人们广泛地关注和喜爱。
便携式电子设备是当今普遍人都拥有的产品,也是GFSK应用较突出的地方,在低成本,短距离的无线通信领域,要求尽可能的将很多功能集到一块芯片上,但单一的低电源电压设备(像手机,平板等)无法持续供电,因此,低功耗的设计十分必要,数字GFSK就是为解决这些问题。
蓝牙也是GFSK应用比较重要的一个领域[7],它工作在全球通用的2.4GHz ISM(即工业、科学、医学)频段[2]。其数据速率为1Mbps。蓝牙无线技术采用的是一种扩展窄带信号频谱的数字编码技术,通过编码运算增加了发送比特的数量,扩大了使用的带宽。蓝牙使用跳频方式来扩展频谱。跳频扩频使得带宽上信号的功率谱密度降低,从而大大提高了系统抗电磁干扰、抗串话干扰的能力,使得蓝牙的无线数据传输更加可靠[8]。因此,蓝牙技术的应用(蓝牙技术的手机、平板、膝上型计算机、耳机和汽车等)随处可见[9],大大方便了人们的生活。
国内外对于GFSK接收器的研究有很多,但GFSK信号调制与解调的方法不是很多。下面列举一些解调的方式。
GFSK信号的解调方式有两种,为相干解调与非相干解调。
相干解调也叫同步检波,相干解调时,为无失真地恢复原基带信号,接收端必须提供一个与接收信号中的载波严格同步的本地载波,它与接收的已调信号相乘后,经低通滤波器取出低通分量,可得原来基带调制信号[10]。