CN102594752B - Fsk射频信号接收器及激活所述接收器的方法 - Google Patents
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Abstract
一种FSK射频信号接收器,包括:接收FSK射频信号的天线;对天线拾取的信号进行放大和滤波的低噪声放大器;提供振荡信号的本地振荡器;将入站信号与振荡信号混频以产生中间信号的混频器。所述接收器还包括:对所述中间信号进行滤波的宽带或多相滤波器;以及将采样中间信号提供给高灵敏度解调级的中间信号采样器,所述高灵敏度解调级提供数据信号。所述接收器还包括:对采样中间信号执行至少一次离散傅里叶变换的处理和选择电路。处理电路输出端处的选择器确定高于确定阈值的信号振幅峰值的频率和中间信号的预期频率之差。选择器确定的频率差使能校正本地振荡器的振荡信号的频率,允许高灵敏度解调级解调采样中间信号中的数据并提供数据信号。
Description
技术领域
本发明涉及一种带有高灵敏度解调器的FSK射频信号接收器。
本发明还涉及一种用于激活所述带有高灵敏度解调器的FSK射频信号接收器的方法。
背景技术
为了例如在短距离内发射或接收数据或命令,传统的发射器或接收器使用频移键控。如果RF载频很高,例如大约为2.4GHz,将为中频(具体而言,高于或等于200kHz)选择相对较高的带宽。可以根据带宽改变调制信号中的调制频率偏差。在这种情况下,可以使用本地振荡器提供的频率基准,该频率基准可能不是非常准确并因而不太昂贵。但是,必须考虑与选定带宽成正比的热噪声功率。因此,宽带发射或接收系统一般不具有出色的灵敏度。
当使用具有廉价石英的本地振荡器时,振荡器提供的振荡信号的频率可能以大约±20ppm进行变化。对于通过混频单元对2.4GHz的入站射频信号进行变频,本地振荡器所产生的振荡信号中的频率误差因此可约为±100kHz。为了提高接收器的灵敏度,优选使用具有低数据速率(例如,大约为1kb/秒)的射频信号。但是,即使立即对混频单元提供的中间信号进行低通或带通滤波,也不允许随后执行精确滤波以获得高灵敏度接收器。通过使用窄带滤波器进行精确滤波,中间信号频率很可能在窄带带通滤波器的频带以外。在这些情况下,无法在解调级之后全部提取入站射频信号中的数据或命令,这是一个缺陷。因此,如果希望在窄带带通滤波之后执行数据解调,通常很难使用廉价的石英。必须校正中间信号中的频率误差。
在高数据速率PSK(相移键控)射频信号接收器的情况下,可以使用同步数据解调方法。这不同于本发明的接收器,本发明的接收器使用异步并因而无关联的方法。
WO专利申请第96/32797A1号披露了一种MFSK射频信号接收器。此接收器考虑了与接收器的移动相关的效应以及发射射频信号的路径上的障碍。此接收器可以接收确定频率范围内的载波频率处的信号。入站信号首先被放大和滤波,然后在混频器中通过来自本地振荡器的同相和正交振荡信号进行变频。混频器的输出端处的中间同相和正交信号首先通过低通滤波器进行滤波,然后被采样,每次采样在相应采样器中进行。N个采样的集合存储在高速缓冲存储器中。对所存储的N个采样执行离散傅里叶变换(DFT)并且将离散傅里叶变换的结果存储在高速缓冲输出存储器中。不对本地振荡器频率进行调整,这阻止了中间信号频率位于中心。因此,不能执行高灵敏度数据解调,这是一个缺陷。
美国专利申请第2003/0203729A1号主要披露了GFSK射频信号接收器中的频率补偿。入站射频信号的频率可以介于2.4和2.4835GHz之间,在蓝牙网络上大约为2.4GHz。必须调整本地振荡器频率以去除任何相对于入站信号频率的频率偏差。为此,提供了入站信号峰值检测器以确定入站射频信号的最大正峰值和最大负峰值。正负峰值之间的中点表示检测到的中心频率。因此,这允许在自动频率补偿(AFC)回路中将振荡器频率调整为所需的频率以解调数据。以高频执行频率偏差或偏移的确定以实现振荡器频率调整,并且未提供接收器的电力消耗降低,这是一个缺陷。
发明内容
因此,本发明的目标是提供一种FSK射频信号接收器,此接收器为高灵敏度接收器并且可以容易地配置为在高灵敏度解调操作之前使中间信号频率居中,这克服了本领域中的上述缺陷。
因此,本发明涉及一种FSK射频信号接收器,所述接收器包括在独立权利要求1中限定的特征。
从属权利要求2至9中限定了所述接收器的具体实施例。
根据本发明的此FSK射频信号接收器的一个优点在于它使用处理采样的中间信号的电路。该处理电路使用离散傅里叶变换(DFT)来检查每个高于确定阈值的功率峰值的频率。此离散傅里叶变换非常快速并且在以中间信号的中心频率为中心的有限频带(例如大约200kHz)上执行。此有限频带基于可能具备廉价石英的本地振荡器的可能频率误差。因此,与在整个采样带宽上处理信号的快速傅里叶变换(FFT)相比,可以观察到功耗显著降低。通过此DFT处理,可以基于入站射频信号的频率调整本地振荡器频率,以便调整中间信号的中心频率。这些FSK射频信号优选地为低速率信号。这允许容易地执行高灵敏度解调,在低数据或命令速率的情况下,FSK入站信号的功率集中在调频偏差或偏移附近。
有利地,一旦改变来自本地振荡器的振荡信号的频率,便可以通过高灵敏度解调级执行解调。此解调级包括用于对具有正频率偏差的采样中间信号进行滤波的第一窄带数字滤波器,以及用于对具有零频率偏差或负频率偏差的采样中间信号进行滤波的第二窄带数字滤波器。首先,来自所述数字滤波器的输出信号均通过能量检测器,然后在来自两个数字滤波器的信号之间执行减法操作,从而提供数据或命令信号。
有利地,所述高灵敏度解调级包括用于对具有正频率偏差的采样中间信号进行解调的第一DFT解调器,以及用于对具有零或负频率偏差或偏移的采样中间信号进行解调的第二DFT解调器。随后将DFT解调器输出信号相减以提供数据或命令信号。
因此,本发明还涉及一种激活所述FSK射频信号接收器的方法,所述方法包括在独立权利要求10中限定的特征。
从属权利要求11至15中限定了所述方法的具体步骤。
根据本发明的方法的一个优点是在至少一个采集阶段(其中采样器从中间信号采集特定数量的点)之后,在有限频带上执行至少一次离散傅里叶变换(例如,1比特DFT)。可以存储离散傅里叶变换结果(多个)。执行高于确定阈值的振幅峰值(多个)的频率检查,以估计相对于中间信号的预期频率(具有正或负频移键控)的频率误差。接着在本地振荡器中执行频率校正以改变振荡信号频率并在高灵敏度解调之前再次使中间信号频率居中。
有利地,在不同阶段执行中间信号采样器的双采集,以及对采样的中间信号执行双离散傅里叶变换。存储离散傅里叶变换的两个结果。接下来使用具有n个大向量的搜索算法将高于确定阈值的振幅峰值与两个已存储的结果进行比较,以确定入站干扰信号中的任何假峰。根据选定的不同频率振幅峰值校正振荡信号频率,以便再次使中间信号的中心频率居中。因此,可以执行采样的中间信号的高灵敏度解调。
附图说明
通过参考下面基于附图中所示的非限制性实施例的描述,高灵敏度FSK射频接收器以及激活此接收器的方法的目标、优点和特征将变得更显而易见,这些附图是:
图1示出根据本发明的高灵敏度FSK射频信号接收器的第一实施例的简图,
图2示出根据本发明的高灵敏度FSK射频信号接收器的第二实施例的简图,
图3示出在根据本发明的FSK射频信号接收器中的离散傅里叶变换之后,采样的中间信号功率在频域内的简图,
图4示出激活根据本发明的FSK射频信号接收器的方法的各步骤的流程图,以及
图5a和5b示出根据本发明的来自发射器的信号以及FSK射频信号接收器拾取的信号的时间简图,以及离散傅里叶变换之后,采样的中间信号功率在频域内的简图。
具体实施方式
在以下描述中,将仅以简化方式描述所述FSK射频信号接收器的本领域技术人员公知的所有组件。所述FSK射频信号接收器可以例如有利地用于短程数据或命令发射系统中。
图1和2中以简化方式示出了高灵敏度FSK射频信号接收器1。此FSK射频信号接收器以异步方式工作。为了能够保证高灵敏度数据接收,所述接收器配置为拾取FSK射频信号,这些信号优选地为低数据速率信号,例如大约1kb/秒。因此,通过所述高灵敏度射频信号接收器,可以相对于高数据速率(例如,100kb/秒)FSK射频信号接收器获得高于17dB的灵敏度。
理想地,所述高灵敏度接收器可以与FSK调制一起工作,其中频率偏差Δf接近于数据速率Dp,例如使得Δf/Dp=1/2。但是,如果数据速率Dp的值为1kb/秒,对应的为500Hz的频率偏差Δf要求发射器和接收器的合成器具有很大的光谱纯度,因此相噪非常低。这是具有满意信噪比的解调所必需的。使用更高的Δf/Dp比率可以克服此问题。
因此,根据本发明的FSK射频信号接收器1有利地能够拾取低数据或命令速率FSK射频信号。通过这些低速率FSK射频信号,入站信号功率通常集中于相对于信号载波频率f0的(正负)调频偏差Δf。通常,在入站信号的频率调制中,通过将载波频率f0与调频偏差Δf相加(f0+Δf)来定义调制状态“1”,而通过从载波频率f0减去调频偏差Δf(f0-Δf)来定义调制状态“0”。当然,尽管为f0+Δf和f0-Δf的数据调制频率是优选的,但可以设想将调制状态“0”定义为载波频率f0。
如图1和2中所示,FSK射频接收器1包括FSK信号接收器天线2,其载波频率例如可以大约为2.4GHz。天线2拾取的FSK信号在低噪声放大器(LNA)3中放大。此LNA 3还可以包括带通滤波器(未示出)。这些放大和滤波后的FSK信号SRF在混频器4中通过本地振荡器5提供的振荡信号SO进行变频,以便产生简单中间信号INT或中间频率正交信号f(IF)。中间频率可以优选地大约为400kHz,但此中间频率在通过混频器4进行直接基带转换之后还可以为零。
这些中间信号INT在通过常规限幅放大器9之前,在宽带或多相带通滤波器8中进行滤波。如果中间频率大约为400kHz,滤波器8的带宽例如可以设置为600kHz。将滤波器8设置为此带宽以考虑本地振荡器提供的振荡信号或者入站FSK射频信号的频率误差。振荡信号频率误差可以大约为±100kHz,因为振荡信号SO由未示出的廉价石英谐振器(±20ppm)产生。
通过限幅放大器9滤波和放大后的中间信号INT然后在采样器10中被采样,所述采样器由时钟信号CLK进行计时。所述时钟信号的频率例如可以为1.625MHz。此时钟信号CLK源自一系列分频器(未示出),所述分频器连接到本地振荡器5的26MHz石英谐振器。因此,对中间信号进行采样,以便积累N个点以在处理和选择电路11中处理。所述处理电路可以处理2048个点。
根据与采样的中间信号相关的这2048个点,处理电路11执行离散傅里叶变换(DFT)以确定最大采样中间信号(即,那些具有高于确定阈值的最大振幅的信号)的频率。离散傅里叶变换的结果可以传输到处理电路11的输出端处的选择器12。此选择器12可以包括用于存储所执行的离散傅里叶变换的存储单元。但是,第一采集之后的离散傅里叶变换也可以存储在处理电路11中。
如图3所示,有利地,在处理电路11中例如在介于300kHz和500kHz之间的频带(具有200个1kHz频带)上执行离散傅里叶变换。当然,可以根据所需的频率分辨率增加频带数。图3示出了高于确定阈值的功率峰值。观察到相对于中间信号的预期频率的频率误差。当然,在频移为Δf的频移键控的情况下,应示出两个高于确定阈值的功率峰值。通过该离散傅里叶变换,与在所有采样频率上(此情况中为在2048个频带上)处理信号的快速傅里叶变换(FFT)相比,可以迅速提供结果。
离散傅里叶变换检查电路11可以为1比特。该DFT将采样的中间信号与代表要分析的200个频带的200个正弦和余弦向量进行卷积。然后对结果执行求平方和加法运算,以便计算200个对应的功率振幅向量。仅在选择器12中保留和存储高于可参数化阈值的N个最大向量。向量数N可以等于4。
接收采样的中间信号的离散傅里叶变换的结果之后,选择器12在考虑正负数据调制偏差Δf的情况下,检查相对于中间信号的预期中心频率的频率误差。因此,将控制信号Err传输到本地振荡器5,以允许它改变振荡信号So的频率。振荡信号频率的校正因而再次使混频器4输出端处提供的中间信号INT的频率居中。此改变中间信号频率的操作是必需的,以便通过高灵敏度解调级13(将在下文中描述)执行高灵敏度解调。
与DFT检查电路11结合的选择器12启动带有从处理电路11获得的n个大向量的搜索算法。优选地,将使用带有4个向量的搜索算法,这足以能够选择至少一个大向量以改变来自本地振荡器5的振荡信号SO的频率。使用此算法主要用于去除在FSK射频信号之外拾取的假干扰信号。它们例如可能是为了开启接收器附近的车门而发射的信号。
如下文中参考与接收器激活方法相关的图4解释的,对采样的中间信号执行一系列采集,直到时间tn为止,并执行一系列对应的离散傅里叶变换。因此,选择器12考虑在tn-2和tn的离散傅里叶变换的两个结果(没有在时间上直接相连)。在要检查的两个结果之间还提供了额外的采集和DFT处理间隔。最后,比较两个离散傅里叶变换结果以便去除假干扰信号。
由高于确定阈值的不同频率处的振幅或功率峰值在频域中标识所述接收器拾取的“正确”FSK射频信号。如果在采集阶段,数据在状态“1”和状态“0”之间交替,通常提供至少两个高于确定阈值的振幅峰值,所述振幅峰值表示中间信号中的调制频率。在tn-2和tn处的两次离散傅里叶变换之后,这些振幅峰值以非常精确的频率间隔出现,这对于假干扰信号而言只是一种例外情况。
但是,发射器可以在时间tn-2针对接收器的第一采集传输一系列“1”,这仅为正确的入站信号给出一个所检测的振幅峰值(f(IF)+Δf)。接下来,发射器可以在时间tn针对接收器的第二采集传输一系列“0”,这仅给出另一个所检测的振幅峰值(f(IF)-Δf)。在这些情况下,正确信号的两个峰值之间的频差准确地等于发射器的FSK频率偏差的两倍。这使能通过绝对误差校正本地振荡器频率。但是,在两个离散傅里叶变换之后,采样的假信号的振幅峰值在同一频率处仅出现一次,并且它们之间的频差与调频偏差不匹配。因此,可以容易地在选择器12中去除这些假信号。
本地振荡器5主要包括公知的西格玛-德尔塔频率合成器6,所述频率合成器6包括例如用于在所述合成器的锁相环中提供基准信号的26MHz石英谐振器(未示出)。在公知的压控振荡器VCO的输出端处提供振荡信号So。频率合成器6还由频率编程信号控制。此编程信号源自加法器7,加法器7将每次重置所述接收器使用的确定基频信号f0+f(IF)与处理电路11和选择器12的组合确定的频率误差相关的控制信号Err进行相加。
一旦通过改变来自本地振荡器5的振荡信号So的频率来改变中间信号INT的频率,便可以执行高灵敏度数据或命令解调。此数据或命令解调通过高灵敏度解调级13执行。
在图1示出的第一实施例中,一旦正确改变中间信号的频率,高灵敏度解调级13便执行高灵敏度解调。此高灵敏度解调级13包括用于对具有正频率偏差f(IF)+Δf的采样中间信号进行滤波的第一窄带数字滤波器14,以及用于对具有零频率偏差或负频率偏差f(IF)-Δf的采样中间信号进行滤波的第二窄带数字滤波器15。每个数字滤波器的带宽可以大约为2kHz。第一数字滤波器14的输出端处的滤波后的信号通过第一能量检测器16,而第二数字滤波器15的输出端处的滤波后的信号通过第二能量检测器17。在检测器16、17的输出端处还提供了减法器18,以便从第一能量检测器16的输出端处的信号中减去第二能量检测器17的输出端处的信号。在所述减法器的输出端处通过1和-1形式的序列提供数据或命令信号DOUT。
在图2示出的第二实施例中,高灵敏度解调级13包括用于对具有正频率偏差f(IF)+Δf的采样中间信号进行解调的第一DFT解调器24,以及用于对具有零频率偏差或负频率偏差f(IF)-Δf的采样中间信号进行解调的第二DFT解调器25。两个DFT解调器在例如2kHz的频率范围内通过降低到单个单位的频带数执行公知的滑动离散傅里叶变换。在减法器18中,从第一DFT解调器24的输出端处的信号中减去第二DFT解调器25的输出端处的信号以提供数据或命令信号DOUT。
图4示出激活根据本发明的高灵敏度FSK射频信号接收器的方法的流程图。所述方法的第一阶段包括检查中间信号的频率,然后在混频器中通过振荡信号对FSK射频信号进行变频。在此检查之后,可以针对本地振荡器执行频率校正以便在执行高灵敏度数据解调之前再次使振荡信号频率居中。
在步骤30,执行所述接收器拾取的FSK射频信号的第一采集,持续时间大约为1.26ms,直到在2048个点上提供采样的中间信号。当然,采集的持续时间可以更长以允许更细致的居中分辨率。在步骤31,针对采样的中间信号执行第一离散傅里叶变换以便通常为选择器提供第一变换结果,所述选择器在时间tn-2存储此第一结果。此离散傅里叶变换运算的持续时间可以大约为2.52ms。
在所述接收器的备选实施例中(其中考虑了以与正确FSK射频信号相同的方式拾取的任何假信号),在步骤32的检查之后,以循环方式重复采集和DFT处理的过程。在步骤32,在选择器中检查两个离散傅里叶变换的第一和第二结果,所述两个结果之间间隔了采样和DFT处理。为了确定哪些是正确信号,在两个离散傅里叶变换之后对高于确定阈值的最大振幅峰值进行比较。为此,在选择器中使用具有n个向量(优选地为4个大向量)的搜索算法。这样,可以去除假信号以使选择器能够在步骤33为本地振荡器提供控制信号,以便校正振荡信号频率。如果未检测到高于确定阈值的振幅峰值,在步骤30至32重复所述采集和DFT处理过程。
一旦在步骤33中能够校正来自本地振荡器的振荡信号的频率,便可以在步骤34,在高灵敏度解调级中执行数据解调。在此解调级中,例如在频率f(IF)+Δf对采样的中间信号进行滤波以便向减法器提供第一功率信号P(f1),并在频率f(IF)-Δf对采样的中间信号进行采样以便向减法器提供第二功率信号P(f2)。因此,在步骤35针对所述功率信号执行减法运算以提供数据信号DOUT。
在高灵敏度解调步骤34之后,还可以在步骤36检查功率信号P(f1)和P(f2)。如果这两个功率信号P(f1)和P(f2)的相加结果高于确定阈值,则在步骤37确定FSK射频信号中接收的数据的一致性。但是,如果功率信号的相加结果不高于所述定义的阈值,则在步骤30执行新的FSK射频信号采集之前,在步骤38重建来自本地振荡器的振荡信号的初始频率。
在步骤37检查的数据一致性主要涉及FSK射频信号接收器拾取的调制后的数据的可靠性或其他特性,以便去除任何寄生噪声。如果确认了数据一致性,再次在步骤34执行高灵敏度解调。但是,如果数据不一致,则在步骤30执行新的FSK射频信号采集之前,再次在步骤38重建来自本地振荡器的振荡信号的初始频率。
为了更清晰地在时间上显示激活FSK射频信号接收器的方法的各步骤,可以参考图5a和5b。
图5a示出来自发射器的信号以及由根据本发明的FSK射频接收器拾取的信号的简化时间图。图5b示出在时间上分隔的至少两次离散傅里叶变换之后,频域内的采样的中间信号的功率的简图。
在开始时,在发射器和接收器中执行采样的中间信号的一系列例如称为A的采集阶段和称为Tr的离散傅里叶变换。发射器的微处理器通过FSK射频信号发射器的天线控制发射。发射器首先以低速率(例如约1.5kb/秒)发射状态为“1”或具有接收器已知的确定频率偏差的10比特序列(称为S1)。它对应的持续时间约为6.66ms。在此“1”序列的传输期间,接收器执行此序列的一部分的第一有效采集,正常情况下持续时间大约为1.26ms或更长。此采样的中间信号的采集必须对应于频率为f(IF)+Δf的信号。在大约2.52ms的持续时间的末尾处的时间tn-2执行这些采样的中间信号的第一离散傅里叶变换。此时,将第一离散傅里叶变换的结果存储在选择器中。
在发射器发射了此“1”序列之后,发射器发射状态为“0”或具有接收器已知的确定频率偏差的第二10比特序列(称为S0),其持续时间大约为6.66ms。在第一离散傅里叶变换阶段之后,在接收器中执行中间采集和离散傅里叶变换阶段。在中间采集和DFT处理阶段的间隔之后,开始此第二序列S0的一部分的第二有效采集。采样的中间信号的此第二采集必须对应于频率为f(IF)-Δf或f(IF)的信号。执行这些采样的中间信号的第二离散傅里叶变换并将结果存储在接收器的选择器中。在此第二信号序列的末尾,发射器执行称为T的有效数据发射。在此数据发射的末尾,发射器例如返回接收阶段,其中对于接收器具有一系列采集阶段和离散傅里叶变换阶段。
所述选择器连续执行具有n个向量的搜索算法并比较离散傅里叶变换的两个结果,这两个结果被存储且时间间隔为一个中间采集和DFT处理阶段。在时刻tn-2和tn检测的n个最重要的向量当中,所述算法尝试识别与信号阶段对应的双频率偏差Δf的两个分隔的候选向量。这极大地降低了频率fp分隔的假干扰信号导致的错误居中的概率,并允许从正确入站FSK射频信号中选择高于确定阈值的振幅峰值。根据选定的振幅峰值,选择器将控制信号发射到本地振荡器以校正振荡信号频率,此过程称为C。
一旦校正了振荡信号频率,便可启动称为D的高灵敏度解调操作,如接收器信号的顶部线上排列的信号所示。在高灵敏度解调阶段的末尾,振荡信号频率重置为初始值,这称为C’。在FSK射频信号接收器中执行一系列新的采集阶段和离散傅里叶变换阶段。
但是,在接收器中,在来自本地振荡器的振荡信号的频率校正阶段之后,在检测入站信号的前置信息时存在时间滞后。如果未检测到正确的前置信息,则在一定的时间之后(如接收器信号的底部线上的信号所示)重建振荡信号的初始频率,然后在FSK射频信号接收器中执行一系列新的采集阶段和离散傅里叶变换阶段。
从已给出的描述,在不偏离权利要求限定的本发明的范围的情况下,本领域的技术人员可以构想所述高灵敏度FSK射频信号接收器的若干变型。通过类似的方法,还可以将接收器配置为允许作为同一天线以低速率模式收到数据信号的确认而发射调制数据信号。还可以在校正来自本地振荡器的振荡信号的频率之前,执行若干次采集和离散傅里叶变换。发射器和接收器之间检测到的频率误差还可以由通信系统在更高级别上使用,例如以便于在存在强干扰时执行搜索或进行同步。可以在两个频带上以及使用多个比特处理时执行离散傅里叶变换。可以在本地振荡器中使用分数N合成器或DDS代替西格玛-德尔塔合成器。
Claims (14)
1.一种高灵敏度FSK射频信号接收器(1),所述接收器包括:
-天线(2),用于接收FSK射频信号,
-至少一个低噪声放大器(3),用于对所述天线拾取的信号进行放大和滤波,
-带有石英谐振器的本地振荡器(5),用于提供振荡信号(So),
-至少一个混频单元(4),用于将滤波和放大后的入站信号与所述本地振荡器提供的振荡信号进行混频以产生中间信号(INT),所述中间信号的频率等于所述振荡信号的频率与所述入站信号的载波频率之间的差,
-宽带或多相滤波器(8),用于对所述中间信号进行滤波,以及
-中间信号采样器(10),用于将采样的中间信号提供给高灵敏度解调级(13),所述高灵敏度解调级提供数据信号(Dout),
其特征在于,所述接收器还包括处理电路(11)和位于所述处理电路(11)的输出端处的选择器(12),所述处理电路(11)和选择器(12)能够在所述采样的中间信号的基础上执行至少一次离散傅里叶变换,以确定高于确定阈值的信号振幅峰值的频率与所述中间信号(INT)的预期频率之间的差,以便校正来自所述本地振荡器的振荡信号(So)的频率,并且所述处理电路(11)和选择器(12)布置为在所述解调级中解调来自所述采样的中间信号的数据,
其特征在于,所述选择器接收每次对采样的中间信号进行离散傅里叶变换得出的一个或多个结果,所述离散傅里叶变换在所述处理电路(11)中执行,其特征在于,所述选择器(12)被布置为在考虑所述采样的中间信号中的正和/或负数据调制偏差的情况下,检查相对于所述中间信号的预期频率的频率误差,并且被布置为将控制信号(Err)提供给所述本地振荡器(5)以根据所确定的频率误差校正所述振荡信号(So)的频率。
2.如权利要求1中所述的接收器(1),其特征在于,所述选择器(12)包括用于存储采样的中间信号的一次或多次离散傅里叶变换的结果的存储单元,所述离散傅里叶变换在所述处理电路(11)中执行。
3.如权利要求2中所述的接收器(1),其特征在于,所述选择器(12)被布置为在所述处理电路(11)中执行的离散傅里叶变换的所存储结果的基础上执行具有n个大向量的搜索算法,所述选择器被布置为比较所存储结果中高于确定阈值的振幅峰值,以便检测入站干扰信号中的任何假峰,以及被布置为选择正确的入站FSK射频信号中高于所述确定阈值的一个或多个振幅峰值,以确定相对于所述中间信号的预期频率的频率误差,并且所述选择器还被布置为将控制信号(Err)提供给所述本地振荡器(5)以对所述振荡信号(So)进行频率校正。
4.如权利要求1中所述的接收器(1),其特征在于,所述本地振荡器(5)包括西格玛-德尔塔频率合成器(6),所述频率合成器包括石英谐振器,所述石英谐振器用于提供锁相环中的基准信号以及用于在压控振荡器的输出端处提供振荡信号(So),并且其特征在于,所述本地振荡器(5)还包括用于将所确定基频处初始化振荡信号频率的信号(f0+f(IF))与所述选择器(12)提供的取决于所述选择器中确定的频率误差的控制信号(Err)进行相加的加法器(7),所述加法器的输出旨在控制所述频率合成器以改变所述振荡信号的频率。
5.如权利要求1中所述的接收器(1),其特征在于,所述高灵敏度解调级(13)包括用于对具有正频率偏差(f(IF)+Δf)的采样中间信号进行滤波的第一窄带数字滤波器(14)以及用于对具有零频率偏差或负频率偏差(f(IF)-Δf)的采样中间信号进行滤波的第二窄带数字滤波器(15),其特征在于,所述第一数字滤波器(14)提供的信号通过第一能量检测器(16),其特征在于,所述第二数字滤波器(15)提供的信号通过第二能量检测器(17),并且其特征在于,所述解调级的减法器(18)被布置为从所述第一能量检测器(16)的输出信号中减去所述第二能量检测器(17)的输出信号以提供数据信号(Dout)。
6.如权利要求5中所述的接收器(1),其特征在于,每个窄带数字滤波器被配置为具有大约为2kHz的带宽以对源自所述接收器拾取的低速率FSK射频信号的采样中间信号进行滤波。
7.如权利要求1中所述的接收器(1),其特征在于,所述高灵敏度解调级(13)包括用于对具有正频率偏差(f(IF)+Δf)的采样中间信号进行解调的第一DFT解调器(24),以及用于对具有零频率偏差或负频率偏差(f(IF)-Δf)的采样中间信号进行解调的第二DFT解调器(25),其特征在于,两个DFT解调器被布置为在窄频范围内对具有优选减少到单个单位的所确定频带数的采样中间信号执行滑动离散傅里叶变换,并且其特征在于,所述解调级的减法器(18)被布置为从所述第一DFT解调器(24)的输出信号中减去所述第二DFT解调器(25)的输出信号以提供数据信号(Dout)。
8.如权利要求7中所述的接收器(1),其特征在于,所述两个解调器的窄频范围大约为2kHz,以便对来自所述接收器拾取的低速率FSK射频信号的采样中间信号进行解调。
9.一种激活如权利要求1中所述的高灵敏度FSK射频信号接收器的方法,其特征在于,所述方法包括第一步骤系列,所述第一步骤系列具有用于采样中间信号的采集和离散傅里叶变换的在时间上连续的多个阶段,所述第一步骤系列包括:
a)执行所述接收器拾取的FSK射频信号的第一采集以通过来自所述本地振荡器(5)的振荡信号(So)在混频单元(4)中进行变频,以及采样所述混频单元的输出端处的中间信号(INT),以便产生第一采样中间信号,
b)在所述处理电路(11)中对所述第一采样中间信号执行第一离散傅里叶变换,
c)执行所述接收器拾取的FSK射频信号的第二采集以通过来自所述本地振荡器(5)的振荡信号(So)在混频单元(4)中进行变频,以及采样所述混频单元的输出端处的中间信号(INT),以便产生第二采样中间信号,
d)在所述处理电路(11)中对所述第二采样中间信号执行第二离散傅里叶变换,以及
其特征在于,所述方法包括在所述第一步骤系列之后的第二步骤系列,所述第二步骤系列包括:
e)在所述选择器(12)中检查两次离散傅里叶变换的结果,以便在两次离散傅里叶变换之后比较检测到的高于所述确定阈值的振幅峰值,以便去除假信号的振幅峰值并选择正确入站FSK射频信号的振幅峰值,以及
f)根据至少一个选定振幅峰值的频率与预期中间信号频率之间的差来校正来自所述本地振荡器(5)的振荡信号(So)的频率。
10.如权利要求9中所述的方法,其特征在于,第一和第二离散傅里叶变换的结果存储在所述选择器(12)中,所述选择器确定任何高于所述确定阈值的大振幅峰值,以便将控制信号(Err)提供给所述本地振荡器以根据至少一个检测到的大振幅峰值的频率与预期中间信号频率之间的差来校正所述振荡信号(So)的频率。
11.如权利要求9中所述的方法,其特征在于,在所述采样器中采样所述中间信号以便在2048个点上将采样中间信号提供给所述处理电路。
12.如权利要求9中所述的方法,其特征在于,步骤a)和b)的第一采集和离散傅里叶变换阶段与步骤c)和d)的第二采集和离散傅里叶变换阶段在时间上间隔采样中间信号采集和离散傅里叶变换的至少一个中间阶段。
13.如权利要求9中所述的方法,其特征在于,所述选择器(12)执行具有n个向量且优选具有4个大向量的搜索算法,以便选择除假干扰信号产生的振幅峰值以外的任何高于所述确定阈值的振幅峰值。
14.如权利要求9中所述的方法,其特征在于,在所述处理电路(11)中在以所述预期中间信号频率为中心且小于400kHz且优选地等于带有200个1kHz频带的200kHz的频率带宽上执行每个离散傅里叶变换。
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---|---|---|---|---|
JP5988863B2 (ja) * | 2012-12-27 | 2016-09-07 | パナソニック株式会社 | 受信装置及び復調方法 |
JP6175985B2 (ja) * | 2013-08-26 | 2017-08-09 | アイコム株式会社 | 復調方法、受信装置、及び通信システム |
JP6270107B2 (ja) * | 2013-09-30 | 2018-01-31 | 日本信号株式会社 | 自動列車制御装置 |
DE102014104524B4 (de) | 2013-10-02 | 2017-07-06 | Silicon Laboratories Inc. | Empfänger mit der Fähigkeit zur Erfassung von Frequenzabweichungen und Verfahren dafür |
EP2869483B1 (en) | 2013-11-01 | 2018-10-24 | The Swatch Group Research and Development Ltd. | Signal receiver with a duty-cycle controller |
JP6382130B2 (ja) * | 2014-02-26 | 2018-08-29 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 無線受信装置及び無線受信方法 |
JP5989703B2 (ja) * | 2014-03-27 | 2016-09-07 | 古河電気工業株式会社 | 送受信システム |
KR101531041B1 (ko) * | 2014-10-23 | 2015-06-24 | 콘티넨탈 오토모티브 시스템 주식회사 | 광대역 주파수 복조방법 및 그 장치 |
EP3101856B1 (en) * | 2015-06-03 | 2019-12-25 | ABB Schweiz AG | Method to demodulate a signal component from a sampled input signal and field bus device |
EP3171193A1 (fr) | 2015-11-18 | 2017-05-24 | The Swatch Group Research and Development Ltd. | Procede de localisation d'une balise |
EP3242146B1 (fr) | 2016-05-04 | 2019-11-13 | The Swatch Group Research and Development Ltd. | Procédé et systéme de communication de signaux à haute sensibilité et à démodulation synchrone |
US10652889B2 (en) * | 2016-11-02 | 2020-05-12 | Qualcomm Incorporated | Wireless communication between wideband ENB and narrowband UE |
CN106487525B (zh) * | 2016-11-03 | 2019-04-05 | 北京机械设备研究所 | 基于125KHz无线唤醒信号的远程唤醒系统和方法 |
KR101856756B1 (ko) * | 2016-11-07 | 2018-05-10 | 한국표준과학연구원 | 신호 발생기 및 신호 발생기를 포함하는 측정 시스템 |
RU2625644C1 (ru) * | 2016-11-14 | 2017-07-17 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации" (Академия ФСО России) | Способ динамического поиска подвижных абонентов на разнородных сетях связи |
US10503122B2 (en) | 2017-04-14 | 2019-12-10 | Innophase, Inc. | Time to digital converter with increased range and sensitivity |
EP3632067B1 (en) * | 2018-08-20 | 2023-10-25 | Waviot Integrated Systems, LLC | Method and system for receiving telemetry messages over rf channel |
US11095296B2 (en) | 2018-09-07 | 2021-08-17 | Innophase, Inc. | Phase modulator having fractional sample interval timing skew for frequency control input |
US10622959B2 (en) | 2018-09-07 | 2020-04-14 | Innophase Inc. | Multi-stage LNA with reduced mutual coupling |
US11295779B2 (en) * | 2018-11-15 | 2022-04-05 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Optical disk device |
CN110521127B (zh) * | 2018-12-12 | 2021-07-27 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 用于射频收发器中峰值自适应采样解调的系统和方法 |
US10728851B1 (en) | 2019-01-07 | 2020-07-28 | Innophase Inc. | System and method for low-power wireless beacon monitor |
US11070196B2 (en) | 2019-01-07 | 2021-07-20 | Innophase Inc. | Using a multi-tone signal to tune a multi-stage low-noise amplifier |
US10797921B2 (en) * | 2019-02-12 | 2020-10-06 | Texas Instruments Incorporated | Threshold computation circuit for S-FSK receiver, integrated circuit, and method associated therewith |
CN110611630B (zh) * | 2019-08-09 | 2020-07-17 | 西安电子科技大学 | 一种调谐射频架构的2-fsk唤醒接收器及其解调方法 |
CN110519192A (zh) * | 2019-08-23 | 2019-11-29 | 苏州浪潮智能科技有限公司 | 一种fsk信号解调方法、装置、嵌入式系统及存储介质 |
CN111614589B (zh) * | 2020-04-16 | 2023-07-18 | 上海磐启微电子有限公司 | 三角调频信号调制器、解调器以及无线通信系统 |
US11775199B2 (en) * | 2021-01-20 | 2023-10-03 | Micron Technology, Inc. | Voltage resonance mitigation of memory dies |
US11750235B2 (en) | 2021-06-24 | 2023-09-05 | Analog Devices International Unlimited Company | Radio frequency receiver circuit |
CN115801030B (zh) * | 2022-10-13 | 2023-09-26 | 成都老鹰信息技术有限公司 | 一种载波自动搜索系统及其搜索方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1129870A (zh) * | 1994-09-15 | 1996-08-28 | 美国电报电话公司 | 改进的副载波多址连接无源光网络 |
CN101303744A (zh) * | 2008-04-18 | 2008-11-12 | 上海坤锐电子科技有限公司 | 用于射频识别系统的信号增强器芯片及其信号增强器 |
CN101860505A (zh) * | 2009-04-07 | 2010-10-13 | 斯沃奇集团研究和开发有限公司 | 低速率模式的高灵敏度fsk调制信号接收器 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4518922A (en) * | 1983-01-17 | 1985-05-21 | Harris Corporation | Decision-directed, automatic frequency control technique for non-coherently demodulated M-ARY frequency shift keying |
GB8719849D0 (en) * | 1987-08-21 | 1987-09-30 | British Telecomm | Fsk discriminator |
JP2808954B2 (ja) * | 1991-11-13 | 1998-10-08 | 国際電信電話株式会社 | 無変調信号検出及び周波数引き込み装置 |
JP2812347B2 (ja) * | 1992-02-17 | 1998-10-22 | 日本電気株式会社 | 再同期復調装置 |
JP3161117B2 (ja) * | 1993-01-14 | 2001-04-25 | 松下電器産業株式会社 | 受信装置 |
GB2300502B (en) * | 1995-04-11 | 1998-05-27 | Int Mobile Satellite Org | An electronic circuit for and a method of decoding a signal |
GB9523578D0 (en) * | 1995-11-17 | 1996-01-17 | Philips Electronics Nv | Demodulator |
JPH1023086A (ja) * | 1996-07-01 | 1998-01-23 | Advantest Corp | 変調精度測定装置 |
US5748036A (en) * | 1996-07-30 | 1998-05-05 | United Microelectronics Corporation | Non-coherent digital FSK demodulator |
US6690662B1 (en) * | 1998-09-18 | 2004-02-10 | Airnet Communications Corporation | Method and apparatus employing wireless in-band signaling for downlink transmission of commands and uplink transmission of status for a wireless system repeater |
BR0112854A (pt) * | 2000-08-01 | 2003-08-26 | Itron Inc | Sistema de comunicação de espectro espalhado sem fio para transmitir dados |
US6934524B2 (en) * | 2002-04-25 | 2005-08-23 | Agere Systems Inc. | Fine-stage automatic frequency compensation in post-detection short-range wireless applications |
JP4198484B2 (ja) * | 2003-02-14 | 2008-12-17 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | 復調器および方法、受信装置 |
US7203254B2 (en) * | 2003-03-25 | 2007-04-10 | Motorola, Inc. | Method and system for synchronizing in a frequency shift keying receiver |
EP1643704B1 (en) * | 2004-09-30 | 2007-10-31 | Sony Deutschland GmbH | Frequency-shift-keying demodulator and method of frequency-shift-keying |
US7639734B2 (en) * | 2005-03-08 | 2009-12-29 | Applied Research Associates, Inc. | Ultra-narrow bandwidth radio frequency communications link |
-
2010
- 2010-12-23 EP EP10196893.1A patent/EP2469783B1/fr active Active
-
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- 2011-12-20 US US13/331,720 patent/US8774748B2/en active Active
- 2011-12-23 CN CN201110439404.7A patent/CN102594752B/zh active Active
- 2011-12-23 KR KR1020110141181A patent/KR101299332B1/ko active IP Right Grant
- 2011-12-26 JP JP2011282841A patent/JP5497729B2/ja active Active
-
2013
- 2013-01-15 HK HK13100605.2A patent/HK1173579A1/zh unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1129870A (zh) * | 1994-09-15 | 1996-08-28 | 美国电报电话公司 | 改进的副载波多址连接无源光网络 |
CN101303744A (zh) * | 2008-04-18 | 2008-11-12 | 上海坤锐电子科技有限公司 | 用于射频识别系统的信号增强器芯片及其信号增强器 |
CN101860505A (zh) * | 2009-04-07 | 2010-10-13 | 斯沃奇集团研究和开发有限公司 | 低速率模式的高灵敏度fsk调制信号接收器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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