CN106487477A - 基于过零检测的接收端信号处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于过零检测的接收端信号处理方法，包括(1)接收端获取经过接收端AM解调电路解调后的信号；(2)对经过接收端AM解调电路解调后的信号进行过零检测，并对过零点进行过零点标记；(3)根据至少两个相邻的过零点，判断当前过零点是否为比特判断点；(4)根据比特判断点进行比特0、比特1比特判决；(5)根据比特0、比特1比特判决的结果解码完整的帧并输出。采用该种结构的基于过零检测的接收端信号处理方法，解决了因为毛刺噪声信号而导致的比特“0”、比特“1”判断不准确的问题，解决了因为解调滤波器导致的比特“0”、比特“1”界定模糊而不容易判决的问题，提高了解码的准确率，保证了无线充电系统的高效通信。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及调制解调，具体是指一种基于过零检测的接收端信号处理方法。
背景技术
无线充电发送端电路经过AM解调，得到类似双向差分编码的波形，如图1，双向差分编码码率固定为2KHz，差分编码的规则是比特“1”编码在一个内部时钟周期内跳变两次，比特“0”编码在一个内部时钟周期内跳变一次，内部时钟tCLK＝500us，即fCLK＝2KHz，如图2。传统的过零检测解码电路就是当波形从正半周期向负半周期转换时，经过零位，系统做出检测得到一个零点，然后统计相邻两个零点之间的采样点数，设置一个阈值进行判决，如果大于阈值判决为比特“0”，否则判决为比特“1”。但是在实际应用中，无线充电装置的接收端电路的AM调制的信号经过线圈感应传输到无线充电装置的发送端电路，传输的过程中AM调制的信号容易受到噪声干扰、设备的电磁干扰及其他电路信号的影响而变差，再经过A/D转换电路及数字解调滤波器等，实际解调后的信号波形会有明显的噪声，并且正半周期和负半周期的采样点数往往介于比特“0”和比特“1”之间，这时判决就会出现错误，从而导致整个数据包解码错误而无法实现接收端电路和发送端电路的通信。现有的改进的过零检测解码电路会分段加入多个阈值进行判断，但仍然会出现比特“0”和比特“1”比特判决不准确，或者中间因为噪声而丢弃数据的现象以及因为前面半个周期或一个周期解码错误而导致后面信号波形全部解码错误的问题。
传统的解决方案虽然可以在一定程度上进行解码输出比特“0”和比特“1”，但也仅限于通信信号比较好的情况，由于实际应用中噪声和干扰的多样性和无规律性导致的解调信号波形的多样性和无规律性，解码的准确率仍然无法保证。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种解决无线充电装置发送端电路的信号经AM解调后产生的类似双向差分编码的信号在判决产生比特“0”和比特“1”时不确定的问题及判决错误的问题的基于过零检测的接收端信号处理方法。
为了实现上述目的，本发明的基于过零检测的接收端信号处理方法具有如下构成：
该基于过零检测的接收端信号处理方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：
(1)接收端获取经过接收端AM解调电路解调后的信号；
(2)对所述的经过接收端AM解调电路解调后的信号进行过零检测，并对过零点进行过零点标记；
(3)根据至少两个相邻的过零点，判断当前过零点是否为比特判断点；
(4)根据所述的比特判断点进行比特0、比特1比特判决；
(5)根据比特0、比特1比特判决的结果解码完整的帧并输出。
进一步地，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：
(2.1)对所述的经过接收端AM解调电路解调后的信号进行采样以获得数个采样点；
(2.2)根据当前采样点和上一个采样点判断当前采样点是否为过零点；
(2.3)如果当前采样点为过零点，则将当前采样点进行过零点标记；
(2.4)如果当前采样点不为过零点，则保存该当前采样点，且统计采样点个数并记录所有采样点的峰值以及正负采样点个数差。
更进一步地，所述的步骤(2.2)具体包括以下步骤：
(2.2.1)判断当前采样点是否为0且上一个采样点不为0，且判断当前采样点是否大于0且上一个采样点小于0，且判断当前采样点是否小于0且上一个采样点大于0；
(2.2.2)如果当前采样点为0且上一个采样点不为0，或者当前采样点大于0且上一个采样点小于0，或者当前采样点是否小于0且上一个采样点大于0，则返回当前采样点为过零点的结果；否则返回当前采样点不为过零点的结果。
更进一步地，接收端包括用以存储两个相邻比特判断点之间的采样点的个数值的第一数组w，其包括w[2]、w[1]以及w[0]，用以存储两个相邻比特判断点之间的正负采样点个数差的第二数组c，其包括c[2]、c[1]、c[0]以及用以存储两个相邻比特判断点之间的所有采样点的峰值的第三数组a，其包括a[2]、a[1]、a[0]；其中w[2]、c[2]、a[2]用以存储上一个两个相邻比特判断点之间的一段信号的相关数据，w[1]、c[1]、a[1]用以存储当前两个相邻比特判断点之间的一段信号的相关数据，w[0]、c[0]、a[0]用以存储下一个两个相邻比特判断点之间的一段信号的相关数据；
所述的统计采样点个数并记录所有采样点的峰值以及正负采样点个数差，具体包括以下步骤：
(2.4.1)采样点个数计数器win_cnt的计数值加1；
(2.4.2)将所有采样点的峰值存储于峰值存储器amp；
(2.4.3)判断当前采样点是否大于0；
(2.4.4)如果当前采样点大于0，则正负采样点个数差计数器clk_cnt的计数值加1；
(2.4.5)如果当前采样点小于于0，则正负采样点个数差计数器clk_cnt的计数值减1。
再进一步地，所述的步骤(3)具体为：
根据至少两个相邻的过零点，将当前两个相邻的过零点之间的一段信号更新至下一个两个相邻过零点之间的一段信号，或当前两个相邻的过零点之间的一段信号累加至上一个两个相邻过零点之间的一段信号。
再进一步地，将当前两个相邻的过零点之间的一段信号更新至下一个两个相邻比特判断点之间的一段信号，具体为：
更新处理：将下一个两个相邻过零点之间的一段信号的采样点个数计数器win_cnt的计数值、正负采样点个数差计数器clk_cnt的计数值以及峰值存储器amp的存储值更新至当前两个相邻过零点之间的一段信号的采样点个数w[1]、正负采样点个数差c[1]以及峰值a[1]后，将所述的采样点个数计数器win_cnt的计数值、正负采样点个数差计数器clk_cnt的计数值以及峰值存储器amp的存储值均置零；
且，所述的当前两个相邻的过零点之间的一段信号累加至上一个两个相邻比特判断点之间的一段信号，具体为：
合并处理：将当前两个相邻过零点之间的一段信号的采样点个数计数器win_cnt的计数值、正负采样点个数差计数器clk_cnt的计数值以及峰值存储器amp的存储值累加至上一个两个相邻过零点之间的一段信号的采样点个数w[2]、正负采样点个数差c[2]以及峰值a[2]后，将所述的采样点个数计数器win_cnt的计数值、正负采样点个数差计数器clk_cnt的计数值以及峰值存储器amp的存储值均置零。
再进一步地，所述的步骤(3)具体包括以下步骤：
(3.1)判断解码状态是否为preamble状态；
(3.2)如果所述的解码状态为preamble状态，则判断当前两个相邻的过零点之间的一段信号是否为噪声；
(3.3)如果当前两个相邻的过零点之间的一段信号为噪声，则进行合并处理；
(3.4)如果当前两个相邻的过零点之间的一段信号不为噪声，则进行更新处理；然后继续步骤(3.5)；
(3.5)判断当前两个相邻的过零点之间的一段信号是否可以进行比特0、比特1比特判决；
(3.6)如果可以进行比特0、比特1比特判决，则标记可以比特0、比特1比特判决；
(3.7)如果不可以进行比特0、比特1判决，则标记不可以比特0、比特1比特判决；
(3.9)如果所述的解码状态不为preamble状态，则判断是否可以进行合并处理；
(3.10)如果可以进行合并处理，则继续步骤(3.3)；
(3.11)如果不可以进行合并处理，则判断是否可以进行更新处理；
(3.12)如果可以进行更新处理，则继续步骤(3.4)；
(3.13)如果不可以进行更新处理，则继续统计当前两个相邻比特判断点之间的一段信号的采样点个数、正负采样点个数差以及峰值。
再进一步地，所述的步骤(3.5)具体包括以下步骤：
(3.5.1)判断当前两个相邻的比特判断点之间的一段信号是否可以进行比特0、比特1比特判决；
(3.5.2)如果当前解码状态为preamble状态，且至少已存在一个比特判断点，则返回当前两个相邻的比特判断点之间的一段信号可以进行比特0、比特1比特判决的结果；其中第一数组w中w[m]、第二数组c中c[m]、第三数组a中a[m]构成一个比特判断点，m为0、1或2；
(3.5.3)如果当前解码状态不为preamble状态，且已存在三个比特判断点，则返回当前两个相邻的比特判断点之间的一段信号可以进行比特0、比特1比特判决的结果；
(3.5.4)如果当前解码状态为preamble状态，且不存在一个比特判断点，或者当前解码状态不为preamble状态，且未存在三个比特判断点，则返回当前两个相邻的比特判断点之间的一段信号不可以进行比特0、比特1比特判决的结果。
再进一步地，所述的步骤(4)具体包括以下步骤：
(4.1)判断所检测到的比特判断点是否正确；
(4.2)如果所检测到的比特判断点正确，则判断当前解码状态是否为preamble状态；
(4.3)如果当前状态为preamble状态，则根据preamble状态进行解码并输出比特0或比特1；然后继续步骤(4.5)；
(4.4)如果当前状态不为preamble状态，则根据非preamble状态进行解码并输出比特0或比特1；然后继续步骤(4.5)；
(4.5)如果所检测到的比特判断点不正确，则将所有的标记、状态以及存储的数组均置零。
采用了该发明中的基于过零检测的接收端信号处理方法，解决了因为毛刺噪声信号而导致的“0”“1”判断不准确的问题，解决了因为解调滤波器导致的“0”“1”界定模糊而不容易判决的问题，解决了因为中间毛刺噪声而丢弃数据的现象，解决了前面半个周期或一个周期判错而导致后面数据波形全部判错的问题，而且在解码过程中结合了双向差分编码的规则及加入了解码错误信息的分析，不会导致解码出错误信息而进行错误的通信，这些优点都极大的提高了解码的准确率，保证了无线充电系统的高效通信。
附图说明
图1为现有技术的解码电路的输入信号波形。
图2为现有技术的双向差分编码规则示意图。
图3为本发明中的发送端的结构示意图。
图4为本发明中的基于过零检测的接收端信号处理方法的步骤流程图。
图5为本发明中的一实施例中的过零检测步骤的流程图。
图6为本发明中的一实施例中的比特判断点检测步骤的流程图。
图7为本发明中的一实施例中的比特“0”及比特“1”判决步骤的流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
本发明所述的方法在解码时改进了过零点检测，采用两个统计计数值，一个计数值统计一个内部时钟周期内正半周期采样点数和负半周期采样点的和，另一个计数值统计一个内部时钟周期内正半周期采样点数和负半周期采样点的差，还统计了正半周期和负半周期的峰值，从而保证过零点的准确性以及后面比特“0”、比特“1”判决点检测的准确性；在比特“0”、比特“1”判决点检测时，加入了毛刺噪声信号的处理，还有严格的条件判断，指明当前的正半周期信号或负半周期信号或毛刺信号应该作合并到上一段信号的处理，还是更新为一段新的信号的处理，这样做的目的是不会有因为中间毛刺噪声而丢弃数据的现象和比特“0”、比特“1”判断不准确的现象；比特“0”、比特“1”判决单元是在三个内部时钟周期信号的基础上进行判断，在判断当前周期信号时结合上一个已判好的周期和下一个预知的周期，这样做的目的是充分结合双向差分编码的规则(如图2)，解决了比特“0”和比特“1”判决模糊的问题，从而避免前面半个周期或一个周期判错而导致后面数据波形全部判错的问题；数据包译码严格按照无线充电的Qi标准协议，中间加入了解码错误信息，不会导致解码出错误信息而进行错误的通信。
因此，本发明所述方法能够解决比特“0”、比特“1”判决不准确的问题，和中间毛刺噪声而丢弃数据的问题，以及前面半个周期或一个周期判错而导致后面数据信号全部判错的问题，从而极大的提高了解码的准确率，保证了无线充电装置的高效通信。
本发明的基于过零检测的接收端信号处理方法包括以下步骤：
(1)接收端获取经过接收端AM解调电路解调后的信号；
(2)对所述的经过接收端AM解调电路解调后的信号进行过零检测，并对过零点进行过零点标记；
(3)根据至少两个相邻的过零点，判断当前过零点是否为比特判断点；
(4)根据所述的比特判断点进行比特0、比特1比特判决；
(5)根据比特0、比特1比特判决的结果解码完整的帧并输出。
在一种优选的实施方式中，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：
(2.1)对所述的经过接收端AM解调电路解调后的信号进行采样以获得数个采样点；
(2.2)根据当前采样点和上一个采样点判断当前采样点是否为过零点；
(2.3)如果当前采样点为过零点，则将当前采样点进行过零点标记；
(2.4)如果当前采样点不为过零点，则保存该当前采样点，且统计采样点个数并记录所有采样点的峰值以及正负采样点个数差。
在一种优选的实施方式中，所述的步骤(2.2)具体包括以下步骤：
(2.2.1)判断当前采样点是否为0且上一个采样点不为0，且判断当前采样点是否大于0且上一个采样点小于0，且判断当前采样点是否小于0且上一个采样点大于0；
(2.2.2)如果当前采样点为0且上一个采样点不为0，或者当前采样点大于0且上一个采样点小于0，或者当前采样点是否小于0且上一个采样点大于0，则返回当前采样点为过零点的结果；否则返回当前采样点不为过零点的结果。
在一种优选的实施方式中，接收端包括用以存储两个相邻比特判断点之间的采样点的个数值的第一数组w，其包括w[2]、w[1]以及w[0]，用以存储两个相邻比特判断点之间的正负采样点个数差的第二数组c，其包括c[2]、c[1]、c[0]以及用以存储两个相邻比特判断点之间的所有采样点的峰值的第三数组a，其包括a[2]、a[1]、a[0]；其中w[2]、c[2]、a[2]用以存储上一个两个相邻比特判断点之间的一段信号的相关数据，w[1]、c[1]、a[1]用以存储当前两个相邻比特判断点之间的一段信号的相关数据，w[0]、c[0]、a[0]用以存储下一个两个相邻比特判断点之间的一段信号的相关数据；
所述的统计采样点个数并记录所有采样点的峰值以及正负采样点个数差，具体包括以下步骤：
(2.4.1)采样点个数计数器win_cnt的计数值加1；
(2.4.2)将所有采样点的峰值存储于峰值存储器amp；
(2.4.3)判断当前采样点是否大于0；
(2.4.4)如果当前采样点大于0，则正负采样点个数差计数器clk_cnt的计数值加1；
(2.4.5)如果当前采样点小于于0，则正负采样点个数差计数器clk_cnt的计数值减1。
在一种优选的实施方式中，所述的步骤(3)具体为：
根据至少两个相邻的过零点，将当前两个相邻的过零点之间的一段信号更新至下一个两个相邻过零点之间的一段信号，或当前两个相邻的过零点之间的一段信号累加至上一个两个相邻过零点之间的一段信号。
在一种优选的实施方式中，将当前两个相邻的过零点之间的一段信号更新至下一个两个相邻过零点之间的一段信号，具体为：
更新处理：将下一个两个相邻过零点之间的一段信号的采样点个数计数器win_cnt的计数值、正负采样点个数差计数器clk_cnt的计数值以及峰值存储器amp的存储值更新至当前两个相邻过零点之间的一段信号的采样点个数w[1]、正负采样点个数差c[1]以及峰值a[1]后，将所述的采样点个数计数器win_cnt的计数值、正负采样点个数差计数器clk_cnt的计数值以及峰值存储器amp的存储值均置零；
且，所述的当前两个相邻的过零点之间的一段信号累加至上一个两个相邻比特判断点之间的一段信号，具体为：
合并处理：将当前两个相邻过零点之间的一段信号的采样点个数计数器win_cnt的计数值、正负采样点个数差计数器clk_cnt的计数值以及峰值存储器amp的存储值累加至上一个两个相邻过零点之间的一段信号的采样点个数w[2]、正负采样点个数差c[2]以及峰值a[2]后，将所述的采样点个数计数器win_cnt的计数值、正负采样点个数差计数器clk_cnt的计数值以及峰值存储器amp的存储值均置零。
在一种优选的实施方式中，所述的步骤(3)具体包括以下步骤：
(3.1)判断解码状态是否为preamble状态；
(3.2)如果所述的解码状态为preamble状态，则判断当前两个相邻的过零点之间的一段信号是否为噪声；
(3.3)如果当前两个相邻的过零点之间的一段信号为噪声，则进行合并处理；
(3.4)如果当前两个相邻的过零点之间的一段信号不为噪声，则进行更新处理；然后继续步骤(3.5)；
(3.5)判断当前两个相邻的过零点之间的一段信号是否可以进行比特0、比特1比特判决；
(3.6)如果可以进行比特0、比特1比特判决，则标记可以比特0、比特1比特判决；
(3.7)如果不可以进行比特0、比特1判决，则标记不可以比特0、比特1比特判决；
(3.9)如果所述的解码状态不为preamble状态，则判断是否可以进行合并处理；
(3.10)如果可以进行合并处理，则继续步骤(3.3)；
(3.11)如果不可以进行合并处理，则判断是否可以进行更新处理；
(3.12)如果可以进行更新处理，则继续步骤(3.4)；
(3.13)如果不可以进行更新处理，则继续统计当前两个相邻比特判断点之间的一段信号的采样点个数、正负采样点个数差以及峰值。
在一种优选的实施方式中，所述的步骤(3.5)具体包括以下步骤：
(3.5.1)判断当前两个相邻的比特判断点之间的一段信号是否可以进行比特0、比特1比特判决；
(3.5.2)如果当前解码状态为preamble状态，且至少已存在一个比特判断点，则返回当前两个相邻的比特判断点之间的一段信号可以进行比特0、比特1比特判决的结果；其中第一数组w中w[m]、第二数组c中c[m]、第三数组a中a[m]构成一个比特判断点，m为0、1或2；
(3.5.3)如果当前解码状态不为preamble状态，且已存在三个比特判断点，则返回当前两个相邻的比特判断点之间的一段信号可以进行比特0、比特1比特判决的结果；
(3.5.4)如果当前解码状态为preamble状态，且不存在一个比特判断点，或者当前解码状态不为preamble状态，且未存在三个比特判断点，则返回当前两个相邻的比特判断点之间的一段信号不可以进行比特0、比特1比特判决的结果。
在一种优选的实施方式中，所述的步骤(4)具体包括以下步骤：
(4.1)判断所检测到的比特判断点是否正确；
(4.2)如果所检测到的比特判断点正确，则判断当前解码状态是否为preamble状态；
(4.3)如果当前状态为preamble状态，则根据preamble状态进行解码并输出比特0或比特1；然后继续步骤(4.5)；
(4.4)如果当前状态不为preamble状态，则根据非preamble状态进行解码并输出比特0或比特1；然后继续步骤(4.5)；
(4.5)如果所检测到的比特判断点不正确，则将所有的过零点标记、状态以及存储的数组均置零。
在实际应用中，请结合图5至图7所示，本发明提出一种基于过零检测的接收端信号处理方法，其用于无线充电装置的发送端电路，如图3，经过线圈感应传输到无线充电装置的发送端电路的AM调制信号，经过分压电路和A/D转换电路后，由模拟信号变成数字信号，再经过数字解调电路后产生类似双向差分编码的信号(如图1)，本发明提出的方法电路对解调后信号进行准确的解码，产生比特“0”和比特“1”，进而根据无线充电Qi标准协议译码出无线充电装置的接收端电路发送的数据包信息，发送端电路根据接收端电路的数据包信息就可以实时调整无线充电的功率，使得无线充电装置的发送端电路和接收端电路保持通信。该方法的整体结构图如图4所示，由单元100输入数据过零点检测、单元200比特“0”、比特“1”比特判断点检测、单元300比特“0”、比特“1”判决和单元400数据包译码输出4个单元构成。
单元100输入信号过零检测：输入信号是经过无线充电装置的发送端电路的已解调信号，该信号类似以零电平为中心振荡的不规则正弦波信号，且其频率为2KHz，A/D转换器采样率为fs＝1.875MHz，理想情况下的解调信号类似双向差分编码的信号(如图1)，且其频率为2KHz，即1个比特“0”或比特“1”的信号宽度为一个内部时钟tCLK，按照本具体实施例中的A/D转换器采样率，则1个比特“0”或比特“1”比特的采样时钟周期个数是tCLK/(1/fs)＝928，即1个比特“0”或比特“1”比特的信号宽度为928个采样点。
输入信号过零检测就是对该输入信号进行过零点检测，并统计采样点个数和采样点的最大峰值，其流程图如图5所示：
步骤101：根据当前输入的采样点和保存的上一个采样点来判断当前采样点是否是过零点，具体判断方法是：如果当前输入采样点为0且上一个采样点不为0，则判断当前采样点是过零点，进行步骤102；如果当前输入采样点大于零且上一个采样点小于零，则判断当前采样是过零点，进行步骤102；如果当前输入采样点小于零且上一个采样点大于零，则判断当前采样点是过零点，进行步骤102；其他情况均判断为非过零点，进行步骤103。
步骤102：设置过零点标记为1，表示当前采样点是过零点，进行单元200。
步骤103：保存当前输入的数据，统计记录当前采样点的个数win_cnt，即在上一次统计值的基础上加1；统计记录当前采样点的最大峰值amp；统计记录当前采样点的正负个数clk_cnt，如果当前输入采样点大于零，则在上一次统计值的基础上加1，如果当前输入采样点小于零，则在上一次统计值的基础上减1。
单元200比特“0”、比特“1”比特判断点检测：在检测到过零点后，进行比特“0”比特“1”比特判断点检测，比特“0”比特“1”比特判断点是在过零点的基础上再确定该过零点需要进行比特“0”比特“1”比特判决，其流程图如图6所示，在比特“0”“比特1”比特判断点检测时，有严格的条件判断，指明当前的正半周期信号或负半周期或毛刺信号应该作合并到上一段信号的处理，还是更新为一段新信号的处理，其详细步骤见流程图6。
根据Qi标准协议的编码规范，一个数据包由preamble、header、message和checksum组成，所以其逆过程解码也分为preamble、header、message和checksum四个状态，其中cur_state＝0表示preamble状态，cur_state＝1表示header状态，cur_state＝2表示message状态，cur_state＝3表示checksum状态。该步骤中win_cnt表示当前的采样点个数，clk_cnt表示当前的正负采样点个数，amp表示当前采样的最大峰值，数组w用来存储两个比特“0”比特“1”比特判断点之间的采样点计数值，即将每次统计得到的win_cnt保存到数组w，数组c用来存储两个比特“0”、比特“1”比特判断点之间的正负采样点的计数值，即将每次统计得到的clk_cnt保存到数组c，数组a用来存储两个比特“0”、比特“1”比特判断点之间的峰值，即将每次统计得到的amp保存到数组a，其中w[2]、c[2]和a[2]表示为上一段两个比特“0”、比特“1”比特判断点数据宽度的值，w[1]、c[1]和a[1]是当前比特“0”、比特“1”比特判断点之间数据宽度的值，w[0]、c[0]和a[0]是下一段两个比特“0”、比特“1”比特判断点之间数据宽度的值，rev_cnt表示当前已解码的比特“0”和比特“1”比特的个数，阈值Th1表示1个比特“0”或比特“1”的采样点数，根据无线充电Qi标准协议1个比特“0”或比特“1”的宽度是一个内部时钟tCLK，即500us，本电路方法中A/D转换器采样频率为fs＝1.875MHz，则Th1＝tCLK/(1/fs)＝928，阈值Th2是一个经验值。
步骤201：根据解码状态cur_state的不同，对输入信号作不同的处理。判断当前解码状态是否preamble状态，如果是，进行步骤202，否则进行步骤203。
步骤202：判断当前两个相邻过零点之间的一段信号是否噪声信号，具体噪声信号的判断条件有四个，分别为：
win_cnt<Th1×0.175 (1.1)
(rev_cnt>5)&&(abs(amp)<Th2) (1.2)
(rev_cnt>5)&&(amp×a[0]>0) (1.3)
(rev_cnt>5)&&(win_cnt<Th1×10.325)&&((win_cnt+w[0])<Th1×0.675) (1.4)
这四个条件任何一个成立，则进行步骤205，否则进行步骤206。
步骤203：判断当前两个相邻过零点之间的一段信号是否作合并处理，即将这一段信号合并到上一段信号，具体合并信号的判断条件有四个，分别为：
(win_cnt<Th1×0.325)&&(w[0]<Th1×0.85) (2.1)
(amp×a[0]>0)&&((win_cnt+w[0])<Th1×1.2) (2.2)
w[0]<Th1×0.325 (2.3)
(Th1×0.325<win_cnt<Th1×0.675)&&(Th1×0.325<w[0]<Th1×0.85)&&((win_cnt+w[0])<Th1×1.2) (2.4)
这四个条件任何一个成立，则进行步骤205，否则进行步骤204。
步骤204：判断当前两个相邻过零点之间的一段信号是否作更新处理，即将这一段信号更新为一段新信号，具体更新信号的判断条件有四个，分别为：
(win_cnt>Th1×0.85) (3.1)
(win_cnt>Th1×0.675)&&(w[0]>Th1×0.85) (3.2)
(win_cnt>Th1×0.325)&&(win_cnt+w[0]>Th1×1.615) (3.3)
(win_cnt<Th1×0.325)&&(win_cnt+w[0]>Th1×1.85) (3.4)
这四个条件任何一个成立，进行步骤206，否则进行步骤210。
步骤205：作合并处理，分别将当前两个相邻过零点之间的一段信号的采样点的个数win_cnt和clk_cnt累加到上一段信号的数组w[0]和c[0]，累加后将其置零。
步骤206：作更新操作，依次将w[1]、c[1]和a[1]更新到w[2]、c[2]和a[2]，将w[0]、c[0]和a[0]更新到w[1]、c[1]和a[1]，当前两个相邻过零点之间的一段信号的采样点的个数win_cnt和clk_cnt更新为一段新信号w[0]、c[0]，当前两个相邻过零点之间的一段信号的采样点的峰值amp更新为a[0]，更新后将其置零；同时记录为一个暂时的比特“0”比特“1”比特判断点。
步骤207：找到比特“0”比特“1”比特判断点后，判断在该判决点时是否去做比特“0”和比特“1”的判决，如果当前解码状态是preamble且至少已有一个比特“0”比特“1”比特判断点，或者当前解码状态是其他状态且已判断得到三个比特“0”比特“1”比特判断点，则表示要进行比特“0”和比特“1”的判决，进行步骤208，否则进行步骤209。
步骤208：设置比特“0”比特“1”比特的判决标记为1，进行单元300。
步骤209：设置比特“0”比特“1”比特的判决标记为0。
单元300比特“0”、比特“1”比特判决：在检测到比特“0”、比特“1”的判决标记后，进行比特“0”、比特“1”的判决，其流程图如图7所示。该单元就是在比特“0”、比特“1”比特判断点的基础上，根据两个比特“0”、比特“1”比特判断点之间的宽度计数值数组w和正负宽度计数值数组c，还有峰值数组a来判断当前信号是“0”或“1”比特。首先在检测到比特“0”、比特“1”比特的判决点时，因为信号在从无线充装置的接收电路传输到发送电路时会引入很多噪声干扰等，所以首先判断该判决点是否一个正确的判决点，然后再根据当前的解码状态进行比特“0”、比特“1”比特的判决。当前解码状态cur_state是preamble时，检测到一个判决点就开始判断是否比特“0”和比特“1”，如果无法判断，就等待检测到第二个判决点来判断是否比特“0”和比特“1”；当前解码状态是其他状态时，必须等待检测到第三个判决点，才开始进行判断是否比特“0”和比特“1”。在判断过程中，如果当前数据宽度和峰值w[1]、c[1]和a[1]很容易能判断出比特“0”，就输出一个比特“0”；如果当前数据宽度和峰值w[1]、c[1]和a[1]很容易能判断出比特“1”，就输出一个比特“1”；如果当前数据宽度和峰值w[1]、c[1]和a[1]不容易能判断，那么就要根据上一个数据宽度和峰值w[2]、c[2]和a[2]和下一个数据宽度和峰值w[0]、c[0]和a[0]来判断当前的比特是比特“0”或比特“1”，判断的依据是差分编码原理(如图2)，其详细步骤见流程图7。
步骤301：判断当前检测到的比特“0”、比特“1”的判决点是否正确，该步骤是用来排除噪声干扰信号，具体的判断条件有五个，分别为：
cur_state！＝0&&w[0]>Th1×2.25 (4.1)
cur_state！＝0&&w[1]>Th1×2.25 (4.2)
cur_state＝0&&abs(a[0]<Th2) (4.3)
cur_state＝0&&a[0]×a[1]>0 (4.4)
cur_state＝0&&w[0]<Th1×0.325 (4.5)
这五个条件任何一个成立，则说明是一个错误的判决点，进行步骤305，否则判断是正确的判决点，则进行步骤302。
步骤302：根据解码状态的不同，对判决点进行不同的判决。判断当前解码状态是否preamble状态，如果是，进行步骤303，否则进行步骤304。
步骤303：按照preamble状态的信息去判决比特“0”、比特“1”比特，judge表示比特“0”、比特“1”比特判断点的个数，具体判决条件如下：
(1)如果满足条件judge＝2&&w[0]<Th1×0.675，则判决输出一个比特“1”；
(2)如果满足条件rev_cnt>5&&judge＝2&&(w[0]+w[1])<Th1×1.175&&Th1×0.85>w[0]>Th1×0.675，则判决出一个比特“1”；
(3)如果满足条件rev_cnt>5&&judge＝＝1&&w[0]>Th1×0.675，则判决输出一个比特“0”；
(4)如果满足条件rev_cnt>5&&judge＝＝2&&w[0]>Th1×0.675，则判决输出两个比特“10”；
步骤304：按照其他解码状态的信息去判决比特“0”、比特“1”，必须等待检测到第三个数据判断点，即judge＝3，才开始进行判断是否比特“0”和比特“1”，具体判决条件如下：
(1)如果满足条件w[0]<Th1×1.5&&abs(c[1])>Th1×0.7，则判决输出一个比特“0”；
(2)如果满足条件w[0]<Th1×1.5&&abs(c[1])<Th1×0.3，则判决输出一个比特“1”；
(3)如果满足条件w[0]<Th1×1.5&&0.3Th1×<abs(c[1])<Th1×0.7，这种情况下就需要结合差分编码的规则来判决输出比特“0”、比特“1”；
(4)如果满足条件w[1]>Th1×1.53&&w[1]+w[2]>Th1×2.38，这种情况属于两个比特的宽度范围，需要结合差分编码的规则来判决输出比特“0”、比特“1”；
步骤305：判决结束或判决为错误信号后，将所有的标记及状态等都置零，重新开始解码。
单元400帧数据译码输出：在解码得到比特“0”和比特“1”后，根据无线充电Qi标准协议的通讯数据包格式，进行数据包译码输出操作。
采用了该发明中的基于过零检测的接收端信号处理方法，解决了因为毛刺噪声信号而导致的“0”“1”判断不准确的问题，解决了因为解调滤波器导致的“0”“1”界定模糊而不容易判决的问题，解决了因为中间毛刺噪声而丢弃数据的现象，解决了前面半个周期或一个周期判错而导致后面数据波形全部判错的问题，而且在解码过程中结合了双向差分编码的规则及加入了解码错误信息的分析，不会导致解码出错误信息而进行错误的通信，这些优点都极大的提高了解码的准确率，保证了无线充电系统的高效通信。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (9)
1.一种基于过零检测的接收端信号处理方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
(1)接收端获取经过接收端AM解调电路解调后的信号；
(2)对所述的经过接收端AM解调电路解调后的信号进行过零检测，并对过零点进行过零点标记；
(3)根据至少两个相邻的过零点，判断当前过零点是否为比特判断点；
(4)根据所述的比特判断点进行比特0、比特1比特判决；
(5)根据比特0、比特1比特判决的结果解码完整的帧并输出。
2.根据权利要求1所述的基于过零检测的接收端信号处理方法，其特征在于，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：
(2.1)对所述的经过接收端AM解调电路解调后的信号进行采样以获得数个采样点；
(2.2)根据当前采样点和上一个采样点判断当前采样点是否为过零点；
(2.3)如果当前采样点为过零点，则将当前采样点进行过零点标记；
(2.4)如果当前采样点不为过零点，则保存该当前采样点，且统计采样点个数并记录所有采样点的峰值以及正负采样点个数差。
3.根据权利要求2述的基于过零检测的接收端信号处理方法，其特征在于，所述的步骤(2.2)具体包括以下步骤：
(2.2.1)判断当前采样点是否为0且上一个采样点不为0，且判断当前采样点是否大于0且上一个采样点小于0，且判断当前采样点是否小于0且上一个采样点大于0；
(2.2.2)如果当前采样点为0且上一个采样点不为0，或者当前采样点大于0且上一个采样点小于0，或者当前采样点是否小于0且上一个采样点大于0，则返回当前采样点为过零点的结果；否则返回当前采样点不为过零点的结果。
4.根据权利要求2所述的基于过零检测的接收端信号处理方法，其特征在于，接收端包括用以存储两个相邻比特判断点之间的采样点的个数值的第一数组w，其包括w[2]、w[1]以及w[0]，用以存储两个相邻比特判断点之间的正负采样点个数差的第二数组c，其包括c[2]、c[1]、c[0]以及用以存储两个相邻比特判断点之间的所有采样点的峰值的第三数组a，其包括a[2]、a[1]、a[0]；其中w[2]、c[2]、a[2]用以存储上一个两个相邻比特判断点之间的一段信号的相关数据，w[1]、c[1]、a[1]用以存储当前两个相邻比特判断点之间的一段信号的相关数据，w[0]、c[0]、a[0]用以存储下一个两个相邻比特判断点之间的一段信号的相关数据；
所述的统计采样点个数并记录所有采样点的峰值以及正负采样点个数差，具体包括以下步骤：
(2.4.1)采样点个数计数器win_cnt的计数值加1；
(2.4.2)将所有采样点的峰值存储于峰值存储器amp；
(2.4.3)判断当前采样点是否大于0；
(2.4.4)如果当前采样点大于0，则正负采样点个数差计数器clk_cnt的计数值加1；
(2.4.5)如果当前采样点小于于0，则正负采样点个数差计数器clk_cnt的计数值减1。
5.根据权利要求4所述的基于过零检测的接收端信号处理方法，其特征在于，所述的步骤(3)具体为：
根据至少两个相邻的过零点，将当前两个相邻的过零点之间的一段信号更新至下一个两个相邻比特判断点之间的一段信号，或当前两个相邻的过零点之间的一段信号累加至上一个两个相邻比特判断点之间的一段信号。
6.根据权利要求5所述的基于过零检测的接收端信号处理方法，其特征在于，将当前两个相邻的过零点之间的一段信号更新至下一个两个相邻比特判断点之间的一段信号，具体为：
更新处理：将下一个两个相邻过零点之间的一段信号的采样点个数计数器win_cnt的计数值、正负采样点个数差计数器clk_cnt的计数值以及峰值存储器amp的存储值更新至当前两个相邻过零点之间的一段信号的采样点个数w[1]、正负采样点个数差c[1]以及峰值a[1]后，将所述的采样点个数计数器win_cnt的计数值、正负采样点个数差计数器clk_cnt的计数值以及峰值存储器amp的存储值均置零；
所述的当前两个相邻的过零点之间的一段信号累加至上一个两个相邻比特判断点之间的一段信号，具体为：
合并处理：将当前两个相邻过零点之间的一段信号的采样点个数计数器win_cnt的计数值、正负采样点个数差计数器clk_cnt的计数值以及峰值存储器amp的存储值累加至上一个两个相邻过零点之间的一段信号的采样点个数w[2]、正负采样点个数差c[2]以及峰值a[2]后，将所述的采样点个数计数器win_cnt的计数值、正负采样点个数差计数器clk_cnt的计数值以及峰值存储器amp的存储值均置零。
7.根据权利要求6所述的基于过零检测的接收端信号处理方法，其特征在于，所述的步骤(3)具体包括以下步骤：
(3.1)判断解码状态是否为preamble状态；
(3.2)如果所述的解码状态为preamble状态，则判断当前两个相邻的过零点之间的一段信号是否为噪声；
(3.3)如果当前两个相邻的过零点之间的一段信号为噪声，则进行合并处理；
(3.4)如果当前两个相邻的过零点之间的一段信号不为噪声，则进行更新处理；然后继续步骤(3.5)；
(3.5)判断当前两个相邻的过零点之间的一段信号是否可以进行比特0、比特1比特判决；
(3.6)如果可以进行比特0、比特1比特判决，则标识可以比特0、比特1比特判决；
(3.7)如果不可以进行比特0、比特1判决，则标识不可以比特0、比特1比特判决；
(3.9)如果所述的解码状态不为preamble状态，则判断是否可以进行合并处理；
(3.10)如果可以进行合并处理，则继续步骤(3.3)；
(3.11)如果不可以进行合并处理，则判断是否可以进行更新处理；
(3.12)如果可以进行更新处理，则继续步骤(3.4)；
(3.13)如果不可以进行更新处理，则继续统计当前两个相邻比特判断点之间的一段信号的采样点个数、正负采样点个数差以及峰值。
8.根据权利要求7所述的基于过零检测的接收端信号处理方法，其特征在于，所述的步骤(3.5)具体包括以下步骤：
(3.5.1)判断当前两个相邻的比特判断点之间的一段信号是否可以进行比特0、比特1比特判决；
(3.5.2)如果当前解码状态为preamble状态，且至少已存在一个比特判断点，则返回当前两个相邻的比特判断点之间的一段信号可以进行比特0、比特1比特判决的结果；其中第一数组w中w[m]、第二数组c中c[m]、第三数组a中a[m]构成一个比特判断点，m为0、1或2；
(3.5.3)如果当前解码状态不为preamble状态，且已存在三个比特判断点，则返回当前两个相邻的比特判断点之间的一段信号可以进行比特0、比特1比特判决的结果；
(3.5.4)如果当前解码状态为preamble状态，且不存在一个比特判断点，或者当前解码状态不为preamble状态，且未存在三个比特判断点，则返回当前两个相邻的比特判断点之间的一段信号不可以进行比特0、比特1比特判决的结果。
9.根据权利要求8所述的基于过零检测的接收端信号处理方法，其特征在于，所述的步骤(4)具体包括以下步骤：
(4.1)判断所检测到的比特判断点是否正确；
(4.2)如果所检测到的比特判断点正确，则判断当前解码状态是否为preamble状态；
(4.3)如果当前状态为preamble状态，则根据preamble状态进行解码并输出比特0或比特1；然后继续步骤(4.5)；
(4.4)如果当前状态不为preamble状态，则根据非preamble状态进行解码并输出比特0或比特1；然后继续步骤(4.5)；
(4.5)如果所检测到的比特判断点不正确，则将所有的过零点标记、状态以及存储的数组均置零。
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