CN107968672A - 一种提高蓝牙通信距离的方法及其电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提高蓝牙通信距离的方法及其电路，该方法包括：S1，蓝牙天线接收机接收射频信号；S2，射频信号经过混频，放大，量化处理；S3，对处理后的信号进行解调。其电路包括:该电路包括：依次串联的信号接收电路、信号处理电路、信号调节电路；信号处理电路包括：混频器、本振缓冲器、复数滤波器、可编程放大器、模拟数字转换器，所述混频器至少为2个，所述模拟数字转换器至少为2个；本振缓冲器与每个混频器连接，混频器相互连接后接入复数滤波器和可编程放大器；复数滤波器和可编程放大器与至少2个模拟数字转换器串联。通过本发明降低有用信号带宽，进而降低接收机链路的器件噪声，提高接收机灵敏度，增大链路预算，扩大传输距离。
Description
技术领域
本发明涉及蓝牙通信的技术领域，尤其涉及了一种提高蓝牙通信距离的方法及其电路。
背景技术
蓝牙通信技术由于具有低功耗，高集成度等优点，在IoT等通信领域获得巨大拓展。
虽然现有技术里的蓝牙通信也可以较高功率传输数据，以达到较大的通信距离，但是在蓝牙使用端来说，高功率传输耗用的电力较多，而蓝牙使用端电子机器为了能够方便被自由携带，一般均以电池等储电装置作为电力来源，高功率传输所导致的高耗电，将使蓝牙使用端电子机器的电池使用时间大为减少，并使得蓝牙使用端电子机器的体积因为配置较高容量的储电装置而无法维持在小而轻便的状况。一般已知蓝牙通信的低功率短距离传输，在蓝牙服务器方面来说，其服务范围因传输距离而受限制，使得当蓝牙通信欲涵盖较宽广的使用区域时，必需建置多个蓝牙服务器，而增加蓝牙通信系统的建置成本。另外，由于蓝牙发射功率低，链路预算不够，因此理论有效通信距离小于100米，实际通信距离更是远远小于该值，这使得蓝牙通信在很多领域的应用受到限制目前现有的技术是增大蓝牙发射机的输出功率，或者降低接收机模块的噪声，这样做需要增加较多的功耗和面积，对于蓝牙所要求的低功耗是违背的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：由于目前蓝牙的长距离传输需要的接收面积比较大，消耗的功率比较高，无法实现小面积和低功效的传输。
为解决上面的技术问题，本发明提供了一种提高蓝牙通信距离的方法，解决了蓝牙传输距离短，能源消耗高等问题。
一种提高蓝牙通信距离的方法，该方法步骤包括如下：
S1，蓝牙天线接收机接收射频信号；
S2，对步骤S1中射频信号经过混频，放大，量化处理；
S3，对步骤S2中处理后的信号进行解调。
本发明的技术效果：降低通信速率，减少接收带宽，降低功耗，扩大传输距离，减小信号的带内噪声，提高接收机灵敏度
进一步，步骤S2包括：
S21，步骤S1中射频信号进过低噪声放大器，进行信号幅频放大，得到放大的射频信号；
S22，步骤S21中放大的射频信号进入混频器，与本振缓冲器发出的信号进行混频，得到中频信号；
S23,步骤S22中混频后得到的中频信号进入复数滤波器和可编程放大器，滤除掉镜像频率，同时进一步放大信号幅度；
S24,步骤S23中通过复数滤波器和可编程放大器后的信号进入模拟数字转换器，对信号进行量化处理。
上述进一步的有益效果：相比于传统方案的复数滤波器的带宽为500kHz-750kHz，这样的滤波器带宽可以降低到250kHz，减小信号的带内噪声，降低整个RX链路的噪声。
进一步，所述的步骤S3包括：对步骤S2经过量化处理的信号，通过数字调节器完成解调。
上述进一步的有益效果：相比于传统方案，由于信号带宽降低，模拟数字转换器的采样率频率也可以降低到4MHz，通过降低信号带宽，可以提高灵敏度，降低芯片功耗，提升传输距离。
本发明还涉及一种提高蓝牙通信距离的电路，该电路包括：依次串联的信号接收电路、信号处理电路、信号调节电路；信号处理电路包括：混频器、本振缓冲器、复数滤波器、可编程放大器、模拟数字转换器，所述混频器至少为2个，所述模拟数字转换器至少为2个；本振缓冲器与每个混频器连接，混频器相互连接后接入复数滤波器和可编程放大器；复数滤波器和可编程放大器与至少2个模拟数字转换器串联。
本发明的有益效果：降低通信速率，减少接收带宽，降低功耗，扩大传输距离，减小信号的带内噪声，提高接收机灵敏度。
进一步，信号接收电路包括：低噪声放大器，所述的低噪声放大器调节接收的射频信号，对信号进行幅频放大处理。
上述进一步的有益效果：对接收的射频信号进行放大调节处理，放大信号的幅频。
进一步，至少2个模拟数字转换器，所述的至少2个模拟数字转换器相互并联。
上述进一步的有益效果：降低信号的带宽，提高灵敏度，降低芯片功耗，提升传输距离。
进一步，至少2个混频器，所述的至少2个混频器相互并联。
进一步，信号调节电路包括：数字调节器，接收模拟数字转换器量化处理后的信号，对信号进行解调。
附图说明
图1为本发明的一种提高蓝牙通信距离的方法流程图；
图2为本发明的一种提高蓝牙通信距离的电路概要图；
图3为本发明的一种提高蓝牙通信距离的电路示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如附图1所示的，一种提高蓝牙通信距离的方法，该方法步骤包括如下：
S1，蓝牙天线接收机接收射频信号；
S2，对步骤S1中射频信号经过混频，放大，量化处理；
S21，步骤S1中射频信号进过低噪声放大器，进行幅频放大，得到放大的射频信号；
S22，步骤S21中放大的射频信号进入混频器，与本振缓冲器发出的信号进行混频，得到中频信号；
S23,步骤S22中混频后得到的中频信号，进入复数滤波器和可编程放大器，滤除掉镜像频率，同时进一步放大信号幅度；
S24,步骤S23中通过复数滤波器和可编程放大器后的信号进入模拟数字转换器，对信号进行量化处理；
S3，对步骤S2经过量化处理的信号，通过数字调节器完成解调。
如附图2和附图3所示的一种提高蓝牙通信距离的电路，该电路包括：依次串联的信号接收电路、信号处理电路、信号调节电路；信号处理电路包括：混频器、本振缓冲器、复数滤波器、可编程放大器、模拟数字转换器，所述混频器至少为2个，所述模拟数字转换器至少为2个，模拟数字转换器相互并联；本振缓冲器与每个混频器连接，混频器相互并联后接入复数滤波器和可编程放大器；复数滤波器和可编程放大器与至少2个模拟数字转换器串联。
实施例
当天线接收到射频信号时，通过低声放大器，调节此时的低声放大器的参数，使得信号的幅频放大，经过放大后的信号经过混频器与本振缓冲器发出的信号进行混频，调节放大后的信号与本振缓冲器发出的信号之间的差异，大概差异可以减低为1MHz，经过混频后得到的信号，进入复数滤波器和可编程放大器，滤除掉镜像频率以及进一步放大信号幅度；相比于传统方案的复数滤波器的带宽为500kHz-750kHz，此时的滤波器带宽可以降低到250kHz，减小信号的带内噪声，降低整个链路的噪声；通过滤波后的信号进入模拟数字转换器，进行量化，相比于传统方案，由于信号带宽降低，ADC的采样率频率也可以降低到4MHz。
蓝牙低功耗目前的要求是750kHz，如果将带宽降低至250k，则灵敏度可以提高4.7dB，此时蓝牙的通讯速率可以达到500kHz，如果将带宽降低至125k，则灵敏度可以提高7.8dB，将大大提高蓝牙的通信距离至690米。
对于蓝牙工作的2.4G频段，当链路预算为90dB(发射功率0dBm，接收灵敏度-90dBm)时，可传输距离308米，在此基础上，如果接收机灵敏度降低5dB，达到-95dBm，则传输距离可达548米。
在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种提高蓝牙通信距离的方法，其特征在于,该方法步骤包括如下：
S1，蓝牙接收机天线接收射频信号；
S2，对步骤S1中射频信号经过混频，放大，量化处理；
S3，对步骤S2中处理后的信号进行解调。
2.根据权利要求1所述的一种提高蓝牙通信距离的方法，其特征在于，步骤S2包括：
S21，步骤S1中射频信号进过低噪声放大器，进行信号幅频放大，得到放大的射频信号；
S22，步骤S21中放大的射频信号进入混频器，与本振缓冲器发出的信号进行混频，得到中频信号；
S23,步骤S22中混频后得到的中频信号进入复数滤波器和可编程放大器，滤除镜像频率，同时放大信号幅度；
S24,步骤S23中通过复数滤波器和可编程放大器后的信号进入模拟数字转换器，对信号进行量化处理。
3.根据权利要求1所述的一种提高蓝牙通信距离的方法，其特征在于，所述的步骤S3包括：对步骤S2经过量化处理的信号，通过数字调节器完成解调。
4.一种利用权利要求1至3中任一权利要求所述的提高蓝牙通信距离的电路，其特征在于，该电路包括：依次串联的信号接收电路、信号处理电路、信号调节电路；信号处理电路包括：混频器、本振缓冲器、复数滤波器、可编程放大器、模拟数字转换器，所述混频器至少为2个，所述模拟数字转换器至少为2个；本振缓冲器与每个混频器连接，混频器相互连接后接入复数滤波器和可编程放大器；复数滤波器和可编程放大器与至少2个模拟数字转换器串联。
5.根据权利要求4所述的一种提高蓝牙通信距离的电路，其特征在于，信号接收电路包括：低噪声放大器，所述的低噪声放大器调节接收的射频信号，对信号进行幅频放大处理。
6.根据权利要求5所述的一种提高蓝牙通信距离的电路，其特征在于，至少2个模拟数字转换器，所述的至少2个模拟数字转换器相互并联。
7.根据权利要求4所述的一种提高蓝牙通信距离的电路，其特征在于，至少2个混频器，所述的至少2个混频器相互并联。
8.根据权利要求4所述的一种提高蓝牙通信距离的电路，其特征在于，信号调节电路包括数字调节器，接收模拟数字转换器量化处理后的信号，对信号进行解调。
9.根据权利要求4所述的一种提高蓝牙通信距离的电路，其特征在于，所述的复数滤波器和可编程放大器相互串联。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1383629A (zh) * | 2000-07-05 | 2002-12-04 | 皇家菲利浦电子有限公司 | 天线分集接收机 |
| CN101080061A (zh) * | 2006-05-24 | 2007-11-28 | 株式会社日立制作所 | 无线通信装置及无线通信系统 |
| CN101826881A (zh) * | 2010-03-17 | 2010-09-08 | 思亚诺移动芯片有限公司 | 用于根据接收信号的特性来适配接收机接收链组件的方法、电路和系统 |
| CN103209147A (zh) * | 2013-03-25 | 2013-07-17 | 电子科技大学 | 一种多频段毫米波接收机及方法 |
| CN203590225U (zh) * | 2013-11-26 | 2014-05-07 | 罗森伯格（上海）通信技术有限公司 | 超远距离蓝牙通信模块 |
| CN104749591A (zh) * | 2015-04-09 | 2015-07-01 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 面向全球卫星导航系统的多模并行射频接收机 |
| CN105652165A (zh) * | 2016-01-26 | 2016-06-08 | 众芯汉创（北京）科技有限公司 | 一种信号采集装置 |
-
2016
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1383629A (zh) * | 2000-07-05 | 2002-12-04 | 皇家菲利浦电子有限公司 | 天线分集接收机 |
| CN101080061A (zh) * | 2006-05-24 | 2007-11-28 | 株式会社日立制作所 | 无线通信装置及无线通信系统 |
| CN101826881A (zh) * | 2010-03-17 | 2010-09-08 | 思亚诺移动芯片有限公司 | 用于根据接收信号的特性来适配接收机接收链组件的方法、电路和系统 |
| CN103209147A (zh) * | 2013-03-25 | 2013-07-17 | 电子科技大学 | 一种多频段毫米波接收机及方法 |
| CN203590225U (zh) * | 2013-11-26 | 2014-05-07 | 罗森伯格（上海）通信技术有限公司 | 超远距离蓝牙通信模块 |
| CN104749591A (zh) * | 2015-04-09 | 2015-07-01 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 面向全球卫星导航系统的多模并行射频接收机 |
| CN105652165A (zh) * | 2016-01-26 | 2016-06-08 | 众芯汉创（北京）科技有限公司 | 一种信号采集装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 向新: "《软件无线电原理与技术》", 1 May 2008 * |
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