CN116250364A - 蓝牙芯片、信号接收方法和蓝牙通信装置 - Google Patents

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CN116250364A CN202080105350.8A CN202080105350A CN116250364A CN 116250364 A CN116250364 A CN 116250364A CN 202080105350 A CN202080105350 A CN 202080105350A CN 116250364 A CN116250364 A CN 116250364A
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Abstract

本申请公开了一种蓝牙芯片、信号接收方法和蓝牙通信装置，涉及蓝牙通信领域，用于提高物体遮挡时接收信号的信号强度，以及，选择方向性较好的天线对应的蓝牙射频通道。蓝牙芯片包括：第一蓝牙射频通道，耦合至第一天线；第二蓝牙射频通道，耦合至第二天线；蓝牙基带，分别与第一蓝牙射频通道以及第二蓝牙射频通道相耦合，用于选择性地通过第一蓝牙射频通道或第二蓝牙射频通道中的至少一个对发射设备发射的信号进行接收。

Description

蓝牙芯片、信号接收方法和蓝牙通信装置 技术领域
本申请涉及蓝牙通信领域，尤其涉及一种蓝牙芯片、信号接收方法和蓝牙通信装置。
背景技术
为了降低蓝牙通信装置的天线的方向性对接收性能的影响，蓝牙通信装置通常安装有多个蓝牙天线，多个蓝牙天线通过各自独立的蓝牙射频(radio frequency，FR)通道来进行蓝牙通信。然而，多个蓝牙天线也会带来一些新问题：一方面，物体遮挡会降低所有天线接收的蓝牙信号的信号强度，没法从中选出更好的蓝牙射频通道。另一方面，通信的两个设备可能会相对运动，天线由于存在方向性，使得单个蓝牙射频通道接收的信号不一定是最好的。
发明内容
本申请实施例提供一种蓝牙芯片、信号接收方法和蓝牙通信装置，用于提高物体遮挡时接收信号的信号强度，以及，选择方向性较好的天线对应的蓝牙射频通道。
为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：
第一方面，提供了一种蓝牙芯片，包括：第一蓝牙射频通道，耦合至第一天线；第二蓝牙射频通道，耦合至第二天线；蓝牙基带，分别与第一蓝牙射频通道以及第二蓝牙射频通道相耦合，用于选择性地通过第一蓝牙射频通道或第二蓝牙射频通道中的至少一个对发射设备发射的信号进行接收。
本申请实施例提供的蓝牙芯片，包括：第一蓝牙射频通道，耦合至第一天线；第二蓝牙射频通道，耦合至第二天线；合并处理模块，分别与第一蓝牙射频通道以及第二蓝牙射频通道相耦合，用于选择性地通过第一蓝牙射频通道或第二蓝牙射频通道中的至少一个对发射设备发射的信号进行接收。一方面，选择一路蓝牙射频通道接收信号时，可以选择方向性较好的天线对应的蓝牙射频通道。另一方面，选择两路蓝牙射频通道接收信号时，可以对这些信号进行合并，可以提高灵敏度，从而提高物体遮挡时接收信号的信号强度。
在一种可能的实施方式中，合并处理模块具体用于：根据第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道各自接收的信号的信号质量，通过第一蓝牙射频通道或第二蓝牙射频通道中的至少一个对发射设备发射的信号进行接收。即根据各个蓝牙射频通道的信号质量来确定如何接收信号。
在一种可能的实施方式中，合并处理模块具体用于：根据第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道各自接收的信号的信号质量，选择第一蓝牙射频通道或第二蓝牙射频通道中的一个对发射设备发射的信号进行接收。即选择信号质量的一路蓝牙射频通道接收发射设备发射的信号。
在一种可能的实施方式中，合并处理模块具体用于：通过第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道对发射设备发射的信号进行接收；根据第一蓝牙射频通道和第二蓝牙 射频通道各自接收的信号的信号质量，对第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道接收的信号进行合并。即通过两个蓝牙射频通道接收发射设备发射的信号，然后根据这两个蓝牙射频通道的信号质量来对这两路蓝牙射频通道接收的信号进行合并。
在一种可能的实施方式中，合并处理模块还用于：获取第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道之间的时间延迟和相位差；根据时间延迟对第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道接收的信号进行时间对齐；根据相位差对第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道接收的信号进行相位对齐。使得不同蓝牙射频通道的信号是同时同相相叠加，以获得最大的增益。
在一种可能的实施方式中，合并处理模块具体用于：根据信号质量确定第一蓝牙射频通道的权重以及第二蓝牙射频通道的权重，其中，信号质量越好的蓝牙射频通道的权重越高；根据公式
Figure PCTCN2020119022-APPB-000001
对第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道接收的信号进行合并；其中，w i为第i个蓝牙射频通道的权重，S i为第i个蓝牙射频通道接收的信号能量，N 0为噪声强度，N为蓝牙射频通道的数目。该公式对噪声也进行了加权，并作为分母，可以降低噪声的影响。
第二方面，提供了一种信号接收方法，应用于如第一方面及其任一实施方式的蓝牙芯片，该方法包括：选择性地通过蓝牙芯片的第一蓝牙射频通道或第二蓝牙射频通道中的至少一个对发射设备发射的信号进行接收。
在一种可能的实施方式中，选择性地通过蓝牙芯片的第一蓝牙射频通道或第二蓝牙射频通道中的至少一个对发射设备发射的信号进行接收，包括：根据第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道各自接收的信号的信号质量，选择性地通过第一蓝牙射频通道或第二蓝牙射频通道中的至少一个对发射设备发射的信号进行接收。
在一种可能的实施方式中，根据第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道各自接收的信号的信号质量，选择性地通过第一蓝牙射频通道或第二蓝牙射频通道中的至少一个对发射设备发射的信号进行接收，包括：根据第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道各自接收的信号的信号质量，选择第一蓝牙射频通道或第二蓝牙射频通道中的一个对发射设备发射的信号进行接收。
在一种可能的实施方式中，根据第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道各自接收的信号的信号质量，选择性地通过第一蓝牙射频通道或第二蓝牙射频通道中的至少一个对发射设备发射的信号进行接收，包括：通过第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道对发射设备发射的信号进行接收；根据第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道各自接收的信号的信号质量，对第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道接收的信号进行合并。
在一种可能的实施方式中，还包括：获取第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道之间的时间延迟和相位差；根据时间延迟对第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道接收的信号进行时间对齐；根据相位差对第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道接收的信号进行相位对齐。
在一种可能的实施方式中，根据第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道各自接收的信号的信号质量，对第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道接收的信号进行合并，包括：根据信号质量确定第一蓝牙射频通道的权重以及第二蓝牙射频通道的权重，其 中，信号质量越好的蓝牙射频通道的权重越高；根据公式
Figure PCTCN2020119022-APPB-000002
对第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道接收的信号进行合并；其中，w i为第i个蓝牙射频通道的权重，S i为第i个蓝牙射频通道射频的信号能量，N 0为噪声强度，N为蓝牙射频通道的数目。
第三方面，提供了一种蓝牙通信装置，包括蓝牙芯片、第一天线、第二天线和应用处理器；蓝牙芯片耦合至应用处理器；蓝牙芯片包括：第一蓝牙射频通道，耦合至第一天线；第二蓝牙射频通道，耦合至第二天线；合并处理模块，分别与第一蓝牙射频通道以及第二蓝牙射频通道相耦合，用于选择性地通过第一蓝牙射频通道或第二蓝牙射频通道中的至少一个对发射设备发射的信号进行接收；蓝牙芯片还用于对接收的信号进行解调后，发送给应用处理器。
在一种可能的实施方式中，合并处理模块具体用于：根据第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道各自接收的信号的信号质量，通过第一蓝牙射频通道或第二蓝牙射频通道中的至少一个对发射设备发射的信号进行接收。
在一种可能的实施方式中，合并处理模块具体用于：根据第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道各自接收的信号的信号质量，选择第一蓝牙射频通道或第二蓝牙射频通道中的一个对发射设备发射的信号进行接收。
在一种可能的实施方式中，合并处理模块具体用于：通过第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道对发射设备发射的信号进行接收；根据第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道各自接收的信号的信号质量，对第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道接收的信号进行合并。
在一种可能的实施方式中，合并处理模块还用于：获取第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道之间的时间延迟和相位差；根据时间延迟对第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道接收的信号进行时间对齐；根据相位差对第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道接收的信号进行相位对齐。
在一种可能的实施方式中，合并处理模块具体用于：根据信号质量确定第一蓝牙射频通道的权重以及第二蓝牙射频通道的权重，其中，信号质量越好的蓝牙射频通道的权重越高；根据公式
Figure PCTCN2020119022-APPB-000003
对第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道接收的信号进行合并；其中，w i为第i个蓝牙射频通道的权重，S i为第i个蓝牙射频通道接收的信号能量，N 0为噪声强度，N为蓝牙射频通道的数目。
第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当其在计算机或处理器上运行时，使得计算机或处理器执行如第二方面及其任一项实施方式的方法。
第五方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当指令在计算机或处理器上运行时，使得计算机或处理器执行如第二方面及其任一项实施方式的方法。
关于第二方面至第五方面的技术效果参照第一方面及其任一实施方式的技术效果。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种蓝牙通信装置的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种蓝牙芯片的结构示意图一；
图3为本申请实施例提供的一种蓝牙芯片的结构示意图二；
图4为本申请实施例提供的一种蓝牙芯片的结构示意图三；
图5为本申请实施例提供的一种蓝牙芯片的结构示意图四；
图6为本申请实施例提供的一种蓝牙芯片的结构示意图五；
图7为本申请实施例提供的一种蓝牙芯片的结构示意图六；
图8为本申请实施例提供的一种信号接收方法的流程示意图；
图9为本申请实施例提供的一种本蓝牙通信装置与发射设备之间的相对位置发生变化的示意图。
具体实施方式
本申请实施例涉及的蓝牙通信装置可以为包含蓝牙收发功能的设备。具体地，蓝牙通信装置可以指用户设备(user equipment，UE)、接入终端、用户单元、用户站、移动站、移动台、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、终端、无线通信装置、用户代理或用户装置。例如，蓝牙通信装置可以是手机、蓝牙耳机、智能电视、智能音箱、智能手表、手持设备、计算设备、机器人、无人机、智能驾驶车辆、智能家居、车载设备、医疗设备、智慧物流设备、可穿戴设备，未来第五代(5th generation，5G)通信网络或5G之后的通信网络中的蓝牙通信装置等，本申请实施例对此不作限定。
如图1所示，以蓝牙通信装置为手机为例，对蓝牙通信装置的结构进行说明。
蓝牙通信装置100可以包括：射频(radio frequency，RF)电路110、存储器120、输入单元130、显示单元140、传感器150、音频电路160、无线保真(wireless fidelity，Wi-Fi)模块170、处理器180、蓝牙模块181以及电源190等部件。
RF电路110可用于在收发信息或通话过程中信号的接收和发送，可以接收基站的下行数据后交给处理器180处理；可以将上行数据发送给基站。通常，RF电路包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器、双工器等器件。
存储器120可用于存储软件程序及数据。处理器180通过运行存储在存储器120的软件程序或数据，从而执行蓝牙通信装置100的各种功能以及数据处理。存储器120可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。存储器120存储有使得蓝牙通信装置100能运行的操作系统，例如苹果公司所开发的
Figure PCTCN2020119022-APPB-000004
操作系统，谷歌公司所开发的
Figure PCTCN2020119022-APPB-000005
开源操作系统，微软公司所开发的
Figure PCTCN2020119022-APPB-000006
操作系统等。本申请中存储器120可以存储操作系统及各种应用程序，还可以存储执行本申请实施例方法的代码。
输入单元130(例如触摸屏)可用于接收输入的数字或字符信息，产生与蓝牙通信装置100的用户设置以及功能控制有关的信号输入。具体地，输入单元130可以包括设置在蓝牙通信装置100正面的触控屏131，可收集用户在其上或附近的触摸操作。
显示单元140(即显示屏)可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及蓝牙通信装置100的各种菜单的图形用户界面(graphical user interface，GUI)。显示单元140可包括设置在蓝牙通信装置100正面的显示屏141。其中，显示屏141可以采用液晶显示器、发光二极管等形式来配置。显示单元140可以用于显示本申请中 的各种图形用户界面。触控屏131可以覆盖在显示屏141之上，也可以将触控屏131与显示屏141集成而实现蓝牙通信装置100的输入和输出功能，集成后可以简称触摸显示屏。
蓝牙通信装置100还可以包括至少一种传感器150，比如加速度传感器155、光传感器、运动传感器。蓝牙通信装置100还可配置有陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器。
Wi-Fi属于短距离无线传输技术，蓝牙通信装置100可以通过Wi-Fi模块170帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流媒体等，它为用户提供了无线的宽带互联网访问。
处理器180是蓝牙通信装置100的控制中心，利用各种接口和线路连接整个终端的各个部分，通过运行或执行存储在存储器120内的软件程序，以及调用存储在存储器120内的数据，执行蓝牙通信装置100的各种功能和处理数据。本申请中处理器180可以指一个或多个处理器，并且处理器180可包括一个或多个处理单元；处理器180还可以集成应用处理器和基带处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，基带处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述基带处理器也可以不集成到处理器180中。本申请中处理器180可以运行操作系统、应用程序、用户界面显示及触控响应，以及本申请实施例所述的通信方法。
蓝牙通信装置100还包括给各个部件供电的电源190(比如电池)。电源可以通过电源管理系统与处理器180逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗等功能。
音频电路160、扬声器161、麦克风162可提供用户与蓝牙通信装置100之间的音频接口。音频电路160可将接收到的音频数据转换后的电信号，传输到扬声器161，由扬声器161转换为声音信号输出；另一方面，麦克风162将收集的声音信号转换为电信号，由音频电路160接收后转换为音频数据，再将音频数据输出至RF电路110以发送给比如另一终端，或者将音频数据输出至存储器120以便进一步处理。
蓝牙模块181，用于通过蓝牙协议来与其他具有蓝牙模块的蓝牙设备进行信息交互。例如，蓝牙通信装置100可以通过蓝牙模块181与同样具备蓝牙模块的可穿戴电子设备(例如智能手表)建立蓝牙连接，从而进行数据交互。蓝牙模块181包括耦合的至少一个天线和蓝牙芯片。
下面以双天线为例，对支持多天线的蓝牙芯片的几种可能结构进行说明。
在一种可能的实施方式中，通过一个蓝牙射频通道在双天线之间切换来时分复用双天线。
如图2所示，蓝牙芯片20包括一个蓝牙射频通道201、蓝牙基带202，可选的，还包括蓝牙处理器203和自动增益控制(automatic gain control，AGC)204。蓝牙芯片20通过单刀双掷(single pole double throw，SPDT)开关21耦合至天线22，实现单个蓝牙射频通道在两个天线22之间切换，蓝牙芯片20还耦合至应用处理器23。
蓝牙射频通道201包括天线开关2011、蓝牙低噪声放大器(blue tooth low noise amplifier，BT LNA)2012、蓝牙功率放大器(blue tooth power amplifier，BT PA)2013和混频器2014。天线开关2011用于将天线在发射通道与接收通道之间切换。BT LNA 2012用于放大通过天线接收的带有低频调制信号的高频模拟信号。BT PA 2013用于放大发射的高频信号。混频器2014用于将射频信号变频为模拟基带信号。
蓝牙基带202包括模拟基带(analog base band，ABB)2021和数字基带(digital base band，DBB)2022。
ABB 2021包括接收模拟基带(receive analog base band，RX ABB)20211和发射模拟基带(transmit analog base band，TX ABB)20212。RX ABB 20211用于将接收的模拟信号进行滤波、放大处理以及模数转换以得到数字信号。TX ABB 20212用于对发射的数字信号进行滤波、放大处理以及数模转换以得到模拟信号。
DBB 2022用于实现协议的物理层和媒体访问控制(media access control，MAC)层的调制/解调和信道接入等功能。
蓝牙处理器203用于进行蓝牙协议栈相关的处理，控制蓝牙芯片的其他器件以及提供与应用处理器23的数字接口。
AGC 204用于调整BT LNA 2012、BT PA 2013、TX ABB 20212以及RX ABB 20211的增益，确保收发信号的幅值在合理值，即不会过饱和，也不会过低。
应用处理器23也称主中央处理单元(central processing unit，CPU)，可以运行操作系统和应用软件(例如安卓手机中装载安卓系统的主芯片)，即图1中的处理器180。
上述实施方式的蓝牙芯片在工作时，由于只有一个蓝牙射频通道，所以虽然有两个天线，但是同时只有一个天线能工作，不能多天线同时接收，通过时分复用来使用两个天线。另外，蓝牙芯片只能与应用处理器交互一个蓝牙射频通道的数据，并且需要在不同天线轮询后，才能选择信号较好的天线。
分时复用意味着不能同时使用两个天线进行接收。由于空口和蓝牙通信装置的姿态是动态的，两个天线接收性能随着时间变化，所以会导致之前选择的最优天线，在接收过程中并不一定优，导致用户体验变差。
如果通过增加单位时间切换次数来减少上述影响，由于SPDT在物理切换过程存在切换时间，该切换时间内蓝牙芯片与两个天线都没耦合。由于空口数据到达天线的时间是随机的，所以在该切换时间内会产生丢包，影响用户体验。
另外，在印刷电路板(printed circuit board，PCB)板增加SPDT还会增加物料成本以及降低PCB板可用面积。
在另一种可能的实施方式中，通过两个蓝牙芯片分别对应一个天线，每个蓝牙芯片传输一个蓝牙射频通道的数据。
如图3所示，每个蓝牙芯片的结构与图2中的蓝牙芯片的结构相同。不同蓝牙芯片20通过独立的数字通道与应用处理器23相耦合。
上述实施方式的蓝牙芯片可以支持两个天线同时接收，但是因为两个蓝牙芯片对各自接收到的信号分别单独处理，所以本质上也是对单个蓝牙射频通道接收的信号进行解调处理，然后发送给应用处理器，应用处理器选择使用其中一个蓝牙射频通道的数据，无法对两个蓝牙射频通道的数据进行合并处理。
该实施方式只能改善后文涉及的场景二中天线方向性的影响，无法改善后文涉及的场景一中物体遮挡对蓝牙信号强度的影响。例如多个天线都被遮挡时，此时该实施方式的有效效果很小。
该实施方式使用多个独立的蓝牙芯片，增加了应用处理器的数字通道数量。并且，应用处理器要同时控制多个蓝牙芯片，其设计复杂度也会增加。
另外，在PCB板增加更多蓝牙芯片还会增加物料成本以及降低PCB板可用面积。
在又一种可能的实施方式中，单个蓝牙芯片集成两个独立的蓝牙射频通道，每个蓝牙射频通道对应一个天线。
如图4所示，蓝牙芯片20包括两个蓝牙射频通道201以及两个蓝牙基带202，可选的，包括蓝牙处理器203以及两个AGC 204，每个AGC 204调整一个蓝牙射频通道201和蓝牙基带202的增益。关于上述各器件的结构和功能参照图2中描述。
上述实施方式的蓝牙芯片，由于两个蓝牙射频通道是独立的，而且两个蓝牙基带的DBB也是独立的，所以本质上与图3中的实施方式类似，也是对各自接收的信号分别单独处理，然后由蓝牙处理器选择使用其中一个蓝牙射频通道的数据，无法对接收的信号进行合并。
该实施方式的蓝牙芯片由于内部的蓝牙射频通道和蓝牙基带依然是独立的，受空间的影响，通过不同天线接收的信号的相位、信号强度和时延各不相同，所以本质与图3的实施方式类似，无法改善后文涉及的场景一中物体遮挡对蓝牙信号强度的影响。
本申请实施例涉及的蓝牙芯片和蓝牙通信装置可以应用于以下场景，通过从多个蓝牙射频通道中选择信号质量的蓝牙射频通道，改善天线方向性的影响，以及，通过对多个蓝牙射频通道合并处理，改善物体遮挡对蓝牙信号强度的影响。
示例性的场景一、蓝牙耳机与智能手机连接时，智能手机放置在口袋中，智能手机的天线受到衣物或者人体遮挡，导致蓝牙耳机接收的蓝牙信号强度下降。蓝牙耳机通过对多个蓝牙射频通道合并处理，相比于图2-图4的对单个蓝牙接收通道进行处理的方式，可以提升最多3db的灵敏度，从而改善物体遮挡对蓝牙信号强度的影响。此时的蓝牙通信装置为蓝牙耳机。
示例性的场景二、蓝牙音箱与智能手机连接时，蓝牙音箱位置是固定的，但是智能手机与蓝牙音箱的相对位置或姿态会随着用户运动而发生变化。由于天线是非全向天线，即存在着方向性的问题。例如用户握持智能手机的天线辐射方向未指向蓝牙音箱时，对蓝牙音箱接收蓝牙信号会有不利影响。蓝牙音箱通过多个蓝牙射频通道接收蓝牙信号时，可以自动选择方向性较好的天线，通过多天线的覆盖互补，改善天线方向性的影响。
如图5和图6所示，本申请实施例提供了一种蓝牙芯片50，该蓝牙芯片50耦合至应用处理器53，蓝牙芯片50还耦合至第一天线51和第二天线52。蓝牙芯片50通过第一天线51和第二天线52中的至少一个接收发射设备发射的信号，对接收的信号进行解调(可选的，对多路信号进行合并后再解调)，发送给应用处理器53。
该蓝牙芯片50包括：蓝牙基带501、第一蓝牙射频通道502、第二蓝牙射频通道503，可选的，还包括第一AGC 504、第二AGC 505和蓝牙处理器506。蓝牙基带501包括第一ABB 5011和第二ABB 5012和第一DBB 5013和第二DBB 5014。
第一蓝牙射频通道502耦合至第一天线51，第二蓝牙射频通道503耦合至第二天线52。蓝牙基带501分别耦合至第一蓝牙通道502和第二蓝牙通道503。第一AGC 504耦合至第一蓝牙射频通道502，第二AGC 505耦合至第二蓝牙射频通道503。蓝牙处 理器506耦合至蓝牙基带501。关于蓝牙通道和蓝牙基带中各器件的结构和功能、AGC、应用处理器、蓝牙处理器的功能见前面图2中的描述，在此不再重复。
在一种可能的实施方式中，图5中蓝牙基带501还可以包括信号处理模块60，信号处理模块60分别耦合至第一DBB 5013和第二DBB 5014。在另一种可能的实施方式中，图6中的蓝牙处理器506可以运行有信号处理模块60。
如图7所示，本申请实施例提供了另一种蓝牙芯片50，其与图5和图6的蓝牙芯片50的区别在于：第一DBB 5013还耦合至第二ABB 5012，并且图8中不包括信号处理模块，也不包括第二DBB。
图5和图6中的信号处理模块60或者图7中的第一DBB 5013可以执行如图8所示的信号接收方法，即可以由图5和图7中的硬件电路来实现或者由图6中的软件来实现。示例性的，本申请针对图5和图7中的硬件电路，统一描述成以蓝牙基带501执行图8所示的信号接收方法进行说明，但不意在限定于此。
如图8所示，该信号接收方法包括：
S801、选择性地通过第一蓝牙射频通道或第二蓝牙射频通道中的至少一个对发射设备发射的信号进行接收。
蓝牙基带501通过第一蓝牙射频通道接收发射设备发射的信号，即依次通过第一天线51，第一蓝牙射频通道502的天线开关2011、LNA 2013和混频器2014，以及，蓝牙基带501的第一ABB 5011的RX ABB以及第一DBB 5013，接收发射设备发射的信号。
蓝牙基带501通过第二蓝牙射频通道接收同一发射设备发射的信号，即依次通过第二天线52，第二蓝牙射频通道503的天线开关2011、LNA 2013和混频器2014，以及，蓝牙基带501的第二ABB 5012的RX ABB以及第二DBB 5014(此处针对图5而言，图7中为第一DBB 5013)，接收同一发射设备发射的信号。
可选的，蓝牙基带501可以根据第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道各自接收的信号的信号质量，通过第一蓝牙射频通道或第二蓝牙射频通道中的至少一个对发射设备发射的信号进行接收。
信号质量包括以下信息中的至少一项：信噪比(signal noise ratio，SNR)、信号强度、噪声强度。
在一种可能的实施方式中，蓝牙基带501可以根据第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道各自接收的信号的信号质量，选择第一蓝牙射频通道或第二蓝牙射频通道中的一个对发射设备发射的信号进行接收。例如，选择信号质量好的一路蓝牙射频通道来对发射设备发射的信号进行接收。
在另一种可能的实施方式中，蓝牙基带501可以通过第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道对发射设备发射的信号进行接收；根据第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道各自接收的信号的信号质量，对第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道接收的信号进行合并。换言之，蓝牙基带501通过两个蓝牙射频通道接收发射设备发射的信号，然后根据这两个蓝牙射频通道的信号质量来对这两路蓝牙射频通道接收的信号进行合并。
因为多个蓝牙射频通道在接收来自同一个发射设备的信号时，受到不同蓝牙射频 通道的传输路径、信道衰减、对应的天线位置的影响，会导致不同的蓝牙射频通道接收到的信号在信噪比、信号强度、噪声强度、相位、时间延迟等方面存在差异，所以蓝牙基带501可以首先获取第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道之间的时间延迟和相位差，根据时间延迟对第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道接收的信号进行时间对齐；根据相位差对第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道接收的信号进行相位对齐，使得不同蓝牙射频通道接收的信号能够同时同相相叠加，以获得最大的增益。
具体的，假设蓝牙基带501以第一蓝牙射频通道接收的信号作为参考信号，第二蓝牙射频通道相对于参考信号的时间延迟为ΔT i，相位差为Δα i，第二蓝牙射频通道接收的信号为X i(t)，则蓝牙基带501可以根据第二蓝牙射频通道之间的时间延迟ΔT i和相位差Δα i对第二蓝牙射频通道接收的信号X i(t)进行如下处理
Figure PCTCN2020119022-APPB-000007
即可实现对这两路蓝牙射频通道接收的信号进行时间对齐和相位对齐。
进行时间对齐和相位对齐以后，蓝牙基带501根据第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道各自接收的信号的信号质量，确定第一蓝牙射频通道的权重以及第二蓝牙射频通道的权重，其中，信号质量好的蓝牙射频通道的权重大于信号质量差的蓝牙射频通道的权重，即信号质量越好的蓝牙射频通道的权重越高。对于信号强度来说，信号强度越高则信号质量越好，对应权重越大；对于信噪比来说，信噪比越高则信号质量越好，对应权重越大；对于噪声强度来说，噪声强度越低则信号质量越好，对应权重越大。
需要说明的是，也可以综合各种信号质量来调整权重，例如，w i＝k 1*SNR+k 2*SI+k 3*Noise，其中，w i为第i个蓝牙射频通道的权重，SNR为信噪比，SI为信号强度，Noise为噪声强度，k 1、k 2、k 3为系数。
对于信号质量较差的蓝牙射频通道，其权重可以调整为零，即该蓝牙射频通道不参与合并。如果多个蓝牙射频通道中只有一个蓝牙射频通道的权重非零，其他蓝牙射频通道的权重为零，则相当于图2、图3或图4中对单个蓝牙射频通道的处理。
具体的，蓝牙基带501根据公式1对第一蓝牙射频通道和第二蓝牙射频通道接收的信号进行合并，该公式是以SNR的形式来表示合并后信号：
Figure PCTCN2020119022-APPB-000008
其中，w i为第i个蓝牙射频通道的权重，S i为第i个蓝牙射频通道接收的信号强度，N 0为噪声强度(此时认为各蓝牙射频通道的噪声强度相同)，N为蓝牙射频通道的数目(例如2)。该公式是以SNR的形式来表示合并后信号，符合解调处理的输入要求。由于信号质量越好的蓝牙射频通道其权重w越大，对信号强度S的放大作用越大，合并增益越大。
蓝牙基带501对多路信号进行合并后，可以对合并的结果进行解调，并将解调的结果发送给应用处理器作进一步处理。
下面以两个蓝牙射频通道，信号质量为SNR为例对本步骤进行说明。如果两个蓝牙射频通道的SNR相同，则这两个蓝牙射频通道的权重相同，按照相同的权重对这两个蓝牙射频通道接收的两路信号进行合并。如果两个蓝牙射频通道的SNR不同，第一蓝牙射频通道的SNR大于第二蓝牙射频通道的SNR，则第一蓝牙射频通道的权重大于 第二蓝牙射频通道的权重，按照不同的权重对这两个蓝牙射频通道接收的两路信号进行合并。针对前文场景一所描述的物体遮挡对蓝牙信号强度的影响，对两路信号进行合并理论上可以提升3db灵敏度，对多路信号进行合并提升灵敏度更多。
如图9所示，当本蓝牙通信装置91与发射设备92之间的相对位置发生变化时，由于本蓝牙通信装置91的天线相对位置或者蓝牙信道变化，将会导致蓝牙射频通道接收的信号发生变化，如果某一蓝牙射频通道的SNR出现恶化，则可以根据SNR的恶化程度降低该蓝牙射频通道的权重。而且可以将该蓝牙射频通道的权重调整为零，此时意味着该蓝牙射频通道不参与信号合并，此时相当于使用多个蓝牙射频通道内最好的蓝牙射频通道进行接收，避免产生合并负收益。针对前文场景二所描述的天线方向性的影响，可以提高方向性较好的天线所对应的蓝牙射频通道的权重，降低方向性较差的天线所对应的蓝牙射频通道的权重，实现多天线的覆盖互补，改善天线方向性的影响。
综上所述，本申请实施例提供的蓝牙芯片、信号接收方法和蓝牙通信装置，蓝牙芯片包括：第一蓝牙射频通道，耦合至第一天线；第二蓝牙射频通道，耦合至第二天线；蓝牙基带，分别与第一蓝牙射频通道以及第二蓝牙射频通道相耦合，用于选择性地通过第一蓝牙射频通道或第二蓝牙射频通道中的至少一个对发射设备发射的信号进行接收。一方面，选择一路蓝牙射频通道接收信号时，可以选择方向性较好的天线对应的蓝牙射频通道。另一方面，选择两路蓝牙射频通道接收信号时，可以对这些信号进行合并，可以提高灵敏度，从而提高物体遮挡时接收信号的信号强度。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当其在计算机或处理器上运行时，使得计算机或处理器执行图8对应的方法。
本申请实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当指令在计算机或处理器上运行时，使得计算机或处理器执行图8对应的方法。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备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，设备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。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式来实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(Digital Subscriber Line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可以用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)，光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(Solid State Disk，SSD))等。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (18)

  1. 一种蓝牙芯片，其特征在于，包括：
    第一蓝牙射频通道，耦合至第一天线；
    第二蓝牙射频通道，耦合至第二天线；
    蓝牙基带，分别与所述第一蓝牙射频通道以及所述第二蓝牙射频通道相耦合，用于选择性地通过所述第一蓝牙射频通道或所述第二蓝牙射频通道中的至少一个对发射设备发射的信号进行接收。
  2. 根据权利要求1所述的蓝牙芯片，其特征在于，所述蓝牙基带具体用于：
    根据所述第一蓝牙射频通道和所述第二蓝牙射频通道各自接收的信号的信号质量，通过所述第一蓝牙射频通道或所述第二蓝牙射频通道中的至少一个对所述发射设备发射的信号进行接收。
  3. 根据权利要求2所述的蓝牙芯片，其特征在于，所述蓝牙基带具体用于：
    根据所述第一蓝牙射频通道和所述第二蓝牙射频通道各自接收的信号的信号质量，选择所述第一蓝牙射频通道或所述第二蓝牙射频通道中的一个对所述发射设备发射的信号进行接收。
  4. 根据权利要求2所述的蓝牙芯片，其特征在于，所述蓝牙基带具体用于：
    通过所述第一蓝牙射频通道和所述第二蓝牙射频通道对所述发射设备发射的信号进行接收；
    根据所述第一蓝牙射频通道和所述第二蓝牙射频通道各自接收的信号的信号质量，对所述第一蓝牙射频通道和所述第二蓝牙射频通道接收的信号进行合并。
  5. 根据权利要求4所述的蓝牙芯片，其特征在于，所述蓝牙基带还用于：
    获取所述第一蓝牙射频通道和所述第二蓝牙射频通道之间的时间延迟和相位差；
    根据所述时间延迟对所述第一蓝牙射频通道和所述第二蓝牙射频通道接收的信号进行时间对齐；
    根据所述相位差对所述第一蓝牙射频通道和所述第二蓝牙射频通道接收的信号进行相位对齐。
  6. 根据权利要求4或5所述的蓝牙芯片，其特征在于，所述蓝牙基带具体用于：
    根据所述信号质量确定所述第一蓝牙射频通道的权重以及所述第二蓝牙射频通道的权重，其中，信号质量越好的蓝牙射频通道的权重越高；
    根据公式
    Figure PCTCN2020119022-APPB-100001
    对所述第一蓝牙射频通道和所述第二蓝牙射频通道接收的信号进行合并；
    其中，w i为第i个蓝牙射频通道的权重，S i为第i个蓝牙射频通道接收的信号能量，N 0为噪声强度，N为蓝牙射频通道的数目。
  7. 一种信号接收方法，其特征在于，应用于如权利要求1-6任一项所述的蓝牙芯片，所述方法包括：
    选择性地通过所述蓝牙芯片的第一蓝牙射频通道或第二蓝牙射频通道中的至少一个对发射设备发射的信号进行接收。
  8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述选择性地通过所述蓝牙芯片的第一蓝牙射频通道或第二蓝牙射频通道中的至少一个对发射设备发射的信号进行接收，包括：
    根据所述第一蓝牙射频通道和所述第二蓝牙射频通道各自接收的信号的信号质量，选择性地通过所述第一蓝牙射频通道或所述第二蓝牙射频通道中的至少一个对所述发射设备发射的信号进行接收。
  9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一蓝牙射频通道和所述第二蓝牙射频通道各自接收的信号的信号质量，选择性地通过所述第一蓝牙射频通道或所述第二蓝牙射频通道中的至少一个对所述发射设备发射的信号进行接收，包括：
    根据所述第一蓝牙射频通道和所述第二蓝牙射频通道各自接收的信号的信号质量，选择所述第一蓝牙射频通道或所述第二蓝牙射频通道中的一个对所述发射设备发射的信号进行接收。
  10. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一蓝牙射频通道和所述第二蓝牙射频通道各自接收的信号的信号质量，选择性地通过所述第一蓝牙射频通道或所述第二蓝牙射频通道中的至少一个对所述发射设备发射的信号进行接收，包括：
    通过所述第一蓝牙射频通道和所述第二蓝牙射频通道对所述发射设备发射的信号进行接收；
    根据所述第一蓝牙射频通道和所述第二蓝牙射频通道各自接收的信号的信号质量，对所述第一蓝牙射频通道和所述第二蓝牙射频通道接收的信号进行合并。
  11. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：
    获取所述第一蓝牙射频通道和所述第二蓝牙射频通道之间的时间延迟和相位差；
    根据所述时间延迟对所述第一蓝牙射频通道和所述第二蓝牙射频通道接收的信号进行时间对齐；
    根据所述相位差对所述第一蓝牙射频通道和所述第二蓝牙射频通道接收的信号进行相位对齐。
  12. 根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一蓝牙射频通道和所述第二蓝牙射频通道各自接收的信号的信号质量，对所述第一蓝牙射频通道和所述第二蓝牙射频通道接收的信号进行合并，包括：
    根据所述信号质量确定所述第一蓝牙射频通道的权重以及所述第二蓝牙射频通道的权重，其中，信号质量越好的蓝牙射频通道的权重越高；
    根据公式
    Figure PCTCN2020119022-APPB-100002
    对所述第一蓝牙射频通道和所述第二蓝牙射频通道接收的信号进行合并；
    其中，w i为第i个蓝牙射频通道的权重，S i为第i个蓝牙射频通道接收的信号能量，N 0为噪声强度，N为蓝牙射频通道的数目。
  13. 一种蓝牙通信装置，其特征在于，包括蓝牙芯片、第一天线、第二天线和应用处理器；所述蓝牙芯片耦合至所述应用处理器；
    所述蓝牙芯片包括：
    第一蓝牙射频通道，耦合至第一天线；
    第二蓝牙射频通道，耦合至第二天线；
    蓝牙基带，分别与所述第一蓝牙射频通道以及所述第二蓝牙射频通道相耦合，用于选择性地通过所述第一蓝牙射频通道或所述第二蓝牙射频通道中的至少一个对发射设备发射的信号进行接收；
    所述蓝牙芯片还用于对接收的信号进行解调后，发送给所述应用处理器。
  14. 根据权利要求13所述的蓝牙通信装置，其特征在于，所述蓝牙基带具体用于：
    根据所述第一蓝牙射频通道和所述第二蓝牙射频通道各自接收的信号的信号质量，选择性地通过所述第一蓝牙射频通道或所述第二蓝牙射频通道中的至少一个对所述发射设备发射的信号进行接收。
  15. 根据权利要求14所述的蓝牙通信装置，其特征在于，所述蓝牙基带具体用于：
    根据所述第一蓝牙射频通道和所述第二蓝牙射频通道各自接收的信号的信号质量，选择所述第一蓝牙射频通道或所述第二蓝牙射频通道中的一个对所述发射设备发射的信号进行接收。
  16. 根据权利要求14所述的蓝牙通信装置，其特征在于，所述蓝牙基带具体用于：
    通过所述第一蓝牙射频通道和所述第二蓝牙射频通道对所述发射设备发射的信号进行接收；
    根据所述第一蓝牙射频通道和所述第二蓝牙射频通道各自接收的信号的信号质量，对所述第一蓝牙射频通道和所述第二蓝牙射频通道接收的信号进行合并。
  17. 根据权利要求16所述的蓝牙通信装置，其特征在于，所述蓝牙基带还用于：
    获取所述第一蓝牙射频通道和所述第二蓝牙射频通道之间的时间延迟和相位差；
    根据所述时间延迟对所述第一蓝牙射频通道和所述第二蓝牙射频通道接收的信号进行时间对齐；
    根据所述相位差对所述第一蓝牙射频通道和所述第二蓝牙射频通道接收的信号进行相位对齐。
  18. 根据权利要求16或17所述的蓝牙通信装置，其特征在于，所述蓝牙基带具体用于：
    根据所述信号质量确定所述第一蓝牙射频通道的权重以及所述第二蓝牙射频通道的权重，其中，信号质量越好的蓝牙射频通道的权重越高；
    根据公式
    Figure PCTCN2020119022-APPB-100003
    对所述第一蓝牙射频通道和所述第二蓝牙射频通道接收的信号进行合并；
    其中，w i为第i个蓝牙射频通道的权重，S i为第i个蓝牙射频通道接收的信号能量，N 0为噪声强度，N为蓝牙射频通道的数目。
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