GFSK RX Core分为以下几个模块:
1.Frequency offset compensation CORDIC
2.A low pass filter
3.A power estimator for packet detection,RSSI and digital gaion computation for DPSK path
4.A demodulator implemented as Phase Shift Discriminator
5.A drequency offset estimator
6.Sampling time offset estimator
7.A synchronizer doing jointly packet and symbol synchronization
8.A detector implemented as a decision feedback equalizer
9.A long range symbol de-mapper
10.Soft input viterbi decoder .
详细解释一下上述10个部分组成的蓝牙GFSK RX Core的架构原理以及各部分的作用以及算法原理
这个蓝牙 GFSK RX Core 的架构是一个典型的、高效的零中频接收机设计,专为处理蓝牙标准的 Gaussian Frequency Shift Keying 信号而优化。下面我将详细解释这10个模块的原理、作用以及核心算法:
首先是射频到基带的信号处理链(1-4模块),其次是同步补偿机制(5-7),最后是解调译码(8-10)
核心目标: 将从天线接收到的、经过信道损伤(噪声、干扰、频偏、时偏、衰减)的射频 GFSK 信号,恢复出发送端发送的数字比特流。
架构流程概览:
射频信号 -> 下变频(通常在模拟域完成,产生 I/Q 信号)-> ADC -> RX Core 开始 -> [1. 频偏补偿] -> [2. 低通滤波] -> [3. 功率估计] -> [4. 鉴频解调] -> [5. 频偏估计] -> [6. 采样时偏估计] -> [7. 同步器] -> [8. DFE 检测器] -> [9. 长距离解映射] -> [10. 维特比译码] -> 输出解码比特流。
模块详细解释:
Frequency Offset Compensation CORDIC
- 作用: 补偿发射机与接收机本地振荡器之间的频率偏差(Frequency Offset, FO),以及由多普勒效应等引起的微小频率漂移。这对于后续的解调至关重要,因为频偏会扭曲信号相位,导致解调错误。
- 算法原理: 使用 CORDIC 算法实现复数旋转器。
- 输入: 数字化的 I/Q 采样点。
- 处理: 根据估计出的频偏值(通常由模块5提供),计算每个采样点需要旋转的相位角度增量
Δθ = -2π * Δf * T_s
(Δf 是频偏估计值,T_s 是采样周期)。CORDIC 算法通过迭代移位和加减法高效地计算出cos(Δθ * n)
和sin(Δθ * n)
,并用它们对输入的 I/Q 采样点进行复数乘法(即旋转):I_corr = I * cos(Δθ * n) - Q * sin(Δθ * n) Q_corr = I * sin(Δθ * n) + Q * cos(Δθ * n)
- 输出: 频偏得到补偿后的 I/Q 采样点。这相当于将信号的频谱搬移回基带中心。
- 关键点: CORDIC 硬件效率高,适合在 FPGA 或 ASIC 中实现复数旋转。
Low Pass Filter
- 作用:
- 限制噪声带宽: 滤除带外噪声和相邻信道干扰,提高信噪比。
- 抗混叠 (Decimation Filte
- 作用: