CN112468184A - 一种优化跳频技术的方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种优化跳频技术的方法、装置及存储介质，属于蓝牙通讯领域和蓝牙射频领域。该方法主要包括功率统计步骤，在蓝牙通讯过程中利用蓝牙接收设备对蓝牙通讯的各信道进行扫描并分别计算各信道的当前接收功率，利用各信道的当前接收功率形成功率矩阵；功率判定步骤，根据功率矩阵和预设的判决矩阵得到结果矩阵；以及，跳频控制步骤，利用结果矩阵根据自适应跳频技术所规定的跳频序列得到蓝牙通讯的最终跳频序列；其中，判决矩阵能够反应各信道未受到信号干扰时接收功率情况。本发明在蓝牙通讯时统计周边信道的信号干扰情况，快速的做出信道质量评估并根据质量评估结果进行跳频控制，提高了跳频技术的抗干扰能力和通讯效率。

Description

一种优化跳频技术的方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及蓝牙通讯领域、蓝牙芯片和蓝牙射频领域领域，特别涉及一种优化跳频技术的方法、装置及存储介质。

背景技术

随着科技的飞速发展，通信网络中的通讯量也在不断地增加，面对用户日益增长的通讯需求，应运而生出“跳频技术”来对通信网络进行扩容以满足用户需求。

跳频技术实质是：射频信号发送端在时钟控制下，伪码发生器产生伪随机序列去控制频率发生器生成跳频载波序列。射频信号接收端接收的跳频载波序列若与射频信号发送端的跳频载波序列一致，则可得到传输的信息。反之，则无法准确得到传输信息。跳频技术是一种扩频通信技术，具有保持通信的秘密性、抗干扰和扩宽传输通道的特点。

蓝牙通讯主要通过跳频方式来实现宽展传输通道和提高传输效率，并通过在数据收发时统计每个信道的传输成功率来估计信道质量，对质量较差的信道在跳频时进行规避。

目前的蓝牙跳频技术中对信道质量的估计主要依靠通讯包的重传率统计，因此需要在信道上传输若干次数据包后才能得到统计结果，会存在滞后问题，并且多次在受干扰的信道上传输数据对通信也会造成影响。

发明内容

针对现有技术存在的技术问题，本发明主要提供一种优化跳频技术的方法、装置及存储介质。

为了解决上述问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种一种优化跳频技术的方法，其包括，功率统计步骤，在蓝牙通讯过程中利用蓝牙接收设备对蓝牙通讯的各信道进行扫描并分别计算各信道的当前接收功率，利用各信道的当前接收功率形成功率矩阵；功率判定步骤，根据功率矩阵和预设的判决矩阵得到结果矩阵；以及，跳频控制步骤，利用结果矩阵根据自适应跳频技术所规定的跳频序列得到蓝牙通讯的最终跳频序列；其中，判决矩阵能够反应各信道未受到信号干扰时接收功率情况。

本发明采用的另一个技术方案是：提供一种优化跳频技术的装置，其包括，功率统计模块，在蓝牙通讯过程中利用蓝牙接收设备对蓝牙通讯的各信道进行扫描并分别计算所述各信道的当前接收功率，利用各信道的当前接收功率形成功率矩阵；功率判定模块，根据功率矩阵和预设的判决矩阵得到结果矩阵；跳频控制模块，利用结果矩阵根据自适应跳频技术所规定的跳频序列得到蓝牙通讯的最终跳频序列；其中，判决矩阵能够反应各信道未受到信号干扰时接收功率情况。

本发明采用的另一个技术方案是：提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机指令，计算机指令被操作以执行方案一中的优化跳频技术的方法。

本发明的技术方案可以达到的有益效果是：本发明设计了一种优化跳频技术的方法、装置及存储介质。该方法在蓝牙通讯时利用蓝牙接收设备的空闲时间统计周边信道的信号干扰情况，快速的做出信道质量评估并根据质量评估结果进行跳频控制，避免在受干扰严重的信道中通信，提高了蓝牙通讯的抗干扰能力和通讯效率。

附图说明

图1是本发明一种优化跳频技术的方法的一个具体实施方式的示意图；

图2是本发明一种优化跳频技术的装置的另一个具体实施方式的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

图1示出了本发明一种优化跳频技术的方法的一个具体实施方式。

在该具体实施方式中，优化跳频技术的方法主要包括：功率统计步骤S101，在蓝牙通讯过程中利用蓝牙接收设备对蓝牙通讯的各信道进行扫描并分别计算各信道的当前接收功率，利用各信道的当前接收功率形成功率矩阵。

在本发明的一个具体实施例中，蓝牙通讯工作在ISM频段上，而ISM频段是各国开放给工业、科学和医学机构使用的免费频段。这造成在ISM频段的干扰信号较多的现象。ISM频段在经典蓝牙通信中被划分为以1Mhz为间隔的79个信道，低功耗蓝牙将ISM频段分为以2Mhz为间隔的40个信道。跳频技术就是在进行蓝牙通讯时在多个信道内按照一定规律选择信道进行信号传输。

例如，将ISM频段划分为79个信道，在蓝牙信号接收设备空闲的时间间隔内，蓝牙信号接收设备扫描通讯ISM频段的0～78信道并分别计算各信道所接收的功率值，得到关于79个信道的功率矩阵P(0:78)。

该具体实施例，能够快速得到在所述ISM频段中蓝牙通信信道被占用和干扰的情况，为后续调整跳频通信信道奠定基础。

在本发明的一个具体实施例中，步骤S101，还包括利用蓝牙接收设备一次完成对蓝牙通讯的各信道进行扫描的过程，或者利用蓝牙接收设备分多次完成对蓝牙通讯的各信道进行扫描的过程。

在本发明的一个具体实例中，在蓝牙通讯过程中，蓝牙接收设备一次扫描完全部通信信道的功率情况。

在本发明的一个具体实例中，在蓝牙通讯过程中，蓝牙接收设备一次扫描一个或多个信道的功率情况，然后进行数据存储，等到蓝牙信号接收设备进行下一次扫描时，蓝牙信号接收设备再扫描一个或多个信道的功率情况，直至扫描完全部通信信道。

该具体实施例，利用不同扫描信道的方式提高了检测信道功率的兼容性，为快速检测信道质量提供更多的使用场景。

在本发明的一个具体实施例中，步骤S101，还包括利用蓝牙接收设备一次完成对蓝牙通讯的各信道进行扫描的过程，或者利用蓝牙接收设备分多次完成对蓝牙通讯的各信道进行扫描的过程。

在本发明的一个具体实例中，在蓝牙通讯过程中蓝牙接收设备在无接收任务的空闲时间间隔内对蓝牙通讯的各信道进行扫描。在蓝牙接收设备不需要进行蓝牙通讯数据接收时，蓝牙接收设备的接收端处于空置状态，利用蓝牙接收设备的空置状态采集当前通讯的信道的功率状态。

该具体实施例，为实现快速和高质量跳频奠定技术基础。

在本发明的一个具体实施例中，步骤S101，还包括根据蓝牙通讯时在当前通讯信道进行通讯与在下个通讯信道进行通讯的间隔时长，以及预设间隔时长得到所述蓝牙接收设备无接收任务的空闲时间。

在本发明的一个具体实例中，在蓝牙接收设备端，当蓝牙接收设备接收完当前信道发送的蓝牙信号，且下一次进行通讯的信道未发送蓝牙信号时，蓝牙接收设备根据接收信号产生的时间间隔和预设的蓝牙接收设备扫描一个信道所需要的时间间隔进行比较，当实际的时间间隔至少大于蓝牙接收设备扫描一个信道所需要的时间间隔时，则蓝牙接收设备在该实际的实际间隔内即蓝牙接收设备的空闲时间对通信信道进行扫描。

该具体实施例，在蓝牙接收设备空闲时间进行信道扫描，保证了在扫描各信道的功率时不影响正常的蓝牙通讯过程。

在本发明的一个具体实施例中，步骤S101，还包括预设间隔时长为利用蓝牙接收设备一次完成对蓝牙通讯的各信道进行扫描并分别计算所述各信道的当前接收功率所需时间。

在本发明的一个具体实例中，在蓝牙接收设备的空闲时间内，蓝牙接收设备在一个空闲时间内扫描完全部信道并计算各信道的功率，根据蓝牙接收设备扫描和计算各信道功率的时间，设置预设间隔时长。

该具体实施例，通过预设时间间隔保证了在进行信道扫描时，使用跳频技术进行蓝牙通讯能够正常进行。

在本发明的一个具体实施例中，步骤S101，还包括预设间隔时长为利用蓝牙接收设备分多次完成对蓝牙通讯的各信道进行扫描时，每次扫描并计算每次扫描相应信道的当前接收功率所需的时间。

在本发明的一个具体实例中，在蓝牙接收设备的空闲时间内，蓝牙接收设备在一个空闲时间内扫描一个或多个信道并计算各信道的功率，根据蓝牙接收设备扫描和计算信道功率的时间，设置预设间隔时长。

该具体实施例，通过预设时间间隔保证了在进行信道扫描时，使用跳频技术进行蓝牙通讯能够正常进行，同时通过设置多种预设时间间隔的方式，提高了通用性。

在图1所示的一个具体实施例中，优化跳频技术的方法还包括，功率判定步骤S102，根据功率矩阵和预设的判决矩阵得到结果矩阵。

在本发明的一个具体实施例中，将扫描信道得到的判决矩阵和通过计算得到的预设的判决矩阵进行对比，根据对比结果得到反映各信道受到干扰情况的结果矩阵。

例如，将ISM频段划分为79个信道，计算得到该79个信道的判决矩阵D(0:78)。

该具体实施例。利用功率矩阵和判决矩阵计算得到能够反映各信道受干扰情况的结果矩阵，为根据信道受到干扰情况及时进行跳频序列调整奠定基础。

在本发明的一个具体实施例中，功率判定步骤S102还包括，利用蓝牙通讯的各信道的模数转换饱和条件得到蓝牙通讯的各信道的饱和值形成判决矩阵。

在本发明的一个具体实例中，通过计算各信道中模数转换不饱和的条件得出各信道进行信号传输时能够保证信号正常传输时的最大功率值，利用该模数转换不饱和的条件计算结果得到预设的判决矩阵。

例如，深度为Nbit采样率为Fs的模数转换传输1M信号，考虑直流偏量后，将满摆幅电压按照频率为Fc的正弦波进行能量估算，设该能量值为最大值，I/Q是峰值为2N的正弦波，其中I路超前Q路90相位，则信道的功率P＝∑(I2+Q2)/(Fs/Fc)-∑(I2/(Fs/Fc))-∑(Q2/(Fs/Fc))。

该具体实施例，避免蓝牙信号在受干扰严重的信道中通信，提高了蓝牙信号传输的抗干扰能力和通讯效率。

在图1所示的一个具体实施方式中优化跳频技术的方法还包括，跳频控制步骤S103，利用结果矩阵根据自适应跳频技术所规定的跳频序列得到蓝牙通讯的最终跳频序列。

在本发明的一个具体实例中，标准的跳频是通过检测通讯数据包是否成功传输来检测所传输信道的受干扰情况，本发明根据反映各通讯信道受干扰信息的结果矩阵和跳频协议所规定的跳频序列，使蓝牙接收设备和蓝牙发射设备跳频协议规定的跳频序列内挑选未受到干扰的信道或受到较少干扰的信道中进行通信的信道。

例如，自动跳频技术所规定的原始跳频信道列表为0、1、2、3、4和5，通过结果矩阵判定后发现2和4信道受到干扰，则蓝牙通讯进行信号传输的信道修改为0、1、3和5。

该具体实施方式，实现了根据干扰信息快速调整跳频时选择的通信信道，提高了跳频对干扰信号的反应速率，提高了蓝牙通讯的抗干扰能力和受到干扰时的调节速度。

在本发明的一个具体实施例中，跳频控制步骤S103还包括，利用蓝牙通讯的各信道中当前接收功率不大于饱和值的相应蓝牙通讯信道得到结果矩阵。

在本发明的一个具体实例中，当功率矩阵大于判决矩阵时，即就是各信道所传输的功率大于信道能够传输的最大功率，在实际情况中不存在，因此在该中情况下无输出结果矩阵。当功率矩阵不大于判决矩阵时，即就是信道所传输的功率小于或等于信道能够传输的最大功率，将判决矩阵和功率矩阵进行比较，得到结果矩阵。

例如，将功率矩阵P(0:78)同预设的判决矩阵D(0:78)进行对比，当P(n)>D(n)，则不等式的结果为0，无输出结果矩阵；当P(n)≦D(n)，则不等式结果为1，输出结果矩阵R(0:78)。

该具体实施例，能够快速鉴别出信道中质量良好的通信信道和受干扰的通信信道，为实现在蓝牙通信过程中快速选择优良的信道提供基础。

图2是本发明的另一个具体实施方式，一种优化跳频技术的装置，其包括：功率统计模块201，在蓝牙通讯过程中利用蓝牙接收设备对蓝牙通讯的各信道进行扫描并分别计算各信道的当前接收功率，利用各信道的当前接收功率形成功率矩阵；

功率判定模块202，根据功率矩阵和预设的判决矩阵得到结果矩阵；

跳频控制模块203，利用结果矩阵根据自适应跳频技术所规定的跳频序列得到蓝牙通讯的最终跳频序列；

其中，判决矩阵能够反应各信道未受到信号干扰时接收功率情况。

本发明提供的优化跳频技术的装置，可用于执行上述任一实施例描述的优化跳频技术的方法，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

在本发明的一个具体实施例中，本发明一种优化跳频技术的装置中各功能模块可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中或在两者的组合中。

软件模块可驻留在RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可装卸盘、CD-ROM或此项技术中已知的任何其它形式的存储介质中。示范性存储介质耦合到处理器，使得处理器可从存储介质读取信息和向存储介质写入信息。

处理器可以是中央处理单元(英文：Central Processing Unit，简称：CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(英文：Digital Signal Processor，简称：DSP)、专用集成电路(英文：Application Specific Integrated Circuit，简称：ASIC)、现场可编程门阵列(英文：Field Programmable Gate Array，简称：FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其任何组合等。通用处理器可以是微处理器，但在替代方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP核心的一个或一个以上微处理器或任何其它此类配置。在替代方案中，存储介质可与处理器成一体式。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替代方案中，处理器和存储介质可作为离散组件驻留在用户终端中。

本发明的另一个具体实施方式是提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，其特征在于，计算机指令被操作以执行任一实施例描述的优化跳频技术的方法。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种优化跳频技术的方法，其特征在于，包括：

功率统计步骤，在蓝牙通讯过程中利用蓝牙接收设备对所述蓝牙通讯的各信道进行扫描并分别计算所述各信道的当前接收功率，利用所述各信道的当前接收功率形成功率矩阵；

功率判定步骤，根据所述功率矩阵和预设的判决矩阵得到结果矩阵；以及，

跳频控制步骤，利用所述结果矩阵根据自适应跳频技术所规定的跳频序列得到所述蓝牙通讯的最终跳频序列；

其中，所述判决矩阵能够反应所述各信道未受到信号干扰时接收功率情况。

2.如权利要求1所述的优化跳频技术的方法，其特征在于，所述在蓝牙通讯过程中利用蓝牙接收设备对所述蓝牙通讯的各信道进行扫描的过程包括，

利用所述蓝牙接收设备一次完成对所述蓝牙通讯的各信道进行扫描的过程，或者利用所述蓝牙接收设备分多次完成对所述蓝牙通讯的各信道进行扫描的过程。

3.如权利要求2所述的优化跳频技术的方法，其特征在于，所述功率统计步骤包括，

在所述蓝牙通讯过程中在所述蓝牙接收设备无接收任务的空闲时间内利用所述蓝牙接收设备对所述蓝牙通讯的各信道进行扫描。

4.如权利要求3所述的优化跳频技术的方法，其特征在于，所述功率统计步骤包括，

根据所述蓝牙通讯时在当前通讯信道进行通讯与在下个通讯信道进行通讯的间隔时长，以及预设间隔时长得到所述蓝牙接收设备无接收任务的空闲时间。

5.如权利要求4所述的优化跳频技术的方法，其特征在于，所述预设间隔时长为利用所述蓝牙接收设备一次完成对所述蓝牙通讯的各信道进行扫描并分别计算所述各信道的当前接收功率所需时间。

6.如权利要求4所述的优化跳频技术的方法，其特征在于，所述预设间隔时长为利用所述蓝牙接收设备分多次完成对所述蓝牙通讯的各信道进行扫描时，每次扫描并计算所述每次扫描相应信道的当前接收功率所需的时间。

7.如权利要求1所述的优化跳频技术的方法，其特征在于，所述功率判定步骤包括，

利用所述蓝牙通讯的各信道的模数转换饱和条件得到所述蓝牙通讯的各信道的饱和值形成所述判决矩阵。

8.如权利要求1所述的优化跳频技术的方法，其特征在于，所述功率判定步骤包括，

利用所述蓝牙通讯的各信道中所述当前接收功率不大于所述饱和值的相应蓝牙通讯信道得到所述结果矩阵。

9.一种优化跳频技术的装置，其特征在于，包括：

功率统计模块，在蓝牙通讯过程中利用蓝牙接收设备对所述蓝牙通讯的各信道进行扫描并分别计算所述各信道的当前接收功率，利用所述各信道的当前接收功率形成功率矩阵；

功率判定模块，根据所述功率矩阵和预设的判决矩阵得到结果矩阵；

跳频控制模块，利用所述结果矩阵根据自适应跳频技术所规定的跳频序列得到所述蓝牙通讯的最终跳频序列；

其中，所述判决矩阵能够反应所述各信道未受到信号干扰时接收功率情况。

10.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被操作以执行权利要求1-8中任一项所述的优化跳频技术的方法。

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