一种应用于封闭通信系统的信号解调装置及方法

摘要

本申请提供一种应用于封闭通信系统的信号解调装置及方法。本申请信号解调装置，包括：模拟电压比较器，用于将接收的调制信号转换为数字信号，并输出所述数字信号；抽样判决器，用于对接收的所述数字信号进行采样，并根据采样数字信号的特征获得所述数字信号代表的值以完成信号解调。本申请提高了压力检测的信噪比，减少了功耗，并增加了刷新率。本申请具有电路结构简单，易于实现、电路面积小和功耗低等优点，适合应用在对功耗和面积要求比较严格的场景，比如可穿戴设备等。

说明书

技术领域

本申请涉及信号解调技术领域，特别涉及一种应用于封闭通信系统的信号解调装置及方法。

背景技术

常用的数字调制方式有如下几种：二进制幅移键控调制(Binary Amplitude Shift Keying，即2ASK)、二进制频移键控调制(Binary Frequency Shift Keying，即2FSK)、二进制相移键控调制(Binary Phase Shift Keying，即2PSK)等，对应的解调方式一般包括：滤波、包络检测、本地载波相乘、抽样判决等。

对于非封闭通信系统，由于接收端并不确定发送端的调制方式，因此为了避免其他调制信号对需要进行解调的调制信号的干扰，需要设置复杂的解调电路。

参见图1，典型的2FSK解调方法为了避免2ASK、2PSK等其他调制信号对2FSK调制信号的干扰，其需要配置4个滤波器、2个包络检波器、一个抽样判决器。该解调方法比较复杂，实现起来需要耗费的电路面积和功耗都会比较大，难以满足超低功耗的应用。对于封闭的通信系统，由于接收端已确定发送端的调制方式，包括载波的幅度、频率和长度等信息，接收端只会接收到这一种调制信号，没有必要像非封闭通信系统一样需要考虑其他调制信号的干扰。

根据以上可以看出，封闭的通信系统有以下特点：通讯信号单一，调制方式固定，电能功耗有限。如果将现有通信系统的信号解调装置应用于封闭

因此，亟需一种应用于封闭通信系统的信号解调装置以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本申请提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的应用于封闭通信系统的信号解调装置及方法。

本申请一方面提供了一种应用于封闭通信系统的信号解调装置，包括：

模拟电压比较器，用于将接收的调制信号转换为数字信号，并输出所述数字信号；

抽样判决器，用于对接收的所述数字信号进行采样，并根据采样数字信号的特征获得所述数字信号代表的值以完成信号解调。

本申请另一方面提供了一种应用于封闭通信系统的信号解调方法，包括：

将接收的调制信号转换为数字信号；

对所述数字信号进行采样，并根据采样数字信号的特征获得所述数字信号代表的值以完成信号解调。

根据本申请的应用于封闭通信系统的信号解调装置及方法，通过模拟电压比较器将模拟调制信号转换为数字信号，以及抽样判决器对所述数字信号进行采样以及特征判断，获得所述数字信号代表的值以完成信号解调。因此，本申请采用简单的电路结构对封闭通信系统的调制信号进行解调，具有电路结构简单，易于实现、电路面积小和功耗低等优点，适合应用在对功耗和面积要求比较严格的场景，比如可穿戴设备等。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了现有的2FSK解调电路示意图；

图2示出了本申请应用于封闭通信系统的信号解调装置一实施例的示意图；

图3示出了本申请应用于封闭通信系统的信号解调装置中模拟电压比较器一实施例的示意图；

图4示出了输入信号为2ASK调制信号通过模拟电压比较器和抽样判决器的信号的示意图；

图5示出了输入信号为2FSK调制信号通过模拟电压比较器和抽样判决器的信号的示意图；

图6示出了输入信号为2PSK调制信号通过模拟电压比较器和抽样判决器的信号的示意图；

图7示出了本申请应用于封闭通信系统的信号解调装置中抽样判决器一实施例的示意图；

图8示出了本申请应用于封闭通信系统的信号解调方法一实施例的流程图；

图9示出了本申请应用于封闭通信系统的信号解调方法中步骤S1一实施例的流程图；

图10示出了本申请应用于封闭通信系统的信号解调方法中步骤S2一实施例的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

参见图2，本申请实施例提供了一种应用于封闭通信系统的信号解调装置，包括：

模拟电压比较器21，用于将接收的调制信号转换为数字信号，并输出所述数字信号。

抽样判决器22，用于对接收的所述数字信号进行采样，并根据采样数字信号的特征获得所述数字信号代表的值以完成信号解调。

本申请采用简单的电路结构对封闭通信系统的调制信号进行解调，具有电路结构简单，易于实现、电路面积小和功耗低等优点，适合应用在对功耗和面积要求比较严格的场景，比如可穿戴设备等。

本申请另一实施例提供一种应用于封闭通信系统的信号解调装置，包括模拟电压比较器21以及抽样判决器22。

参见图3，所述模拟电压比较器21包括：

信号输入端211，用于接收所述调制信号。

阈值输入端212，用于接收比较器阈值电压。

信号输出端213，用于根据所述调制信号与所述比较器阈值电压的比较结果输出数字信号。

所述信号输出端213具体用于：当所述调制信号的电压大于所述比较器阈值电压时，输出第一数值数字信号；否则，输出第二数值数字信号。

具体地，所述第一数值为1；所述第二数值为0。

当信号输入端211接收的调制信号经过所述模拟电压比较器21时，只需将所述电压比较器21的比较器阈值电压设置为一个合适的值，常见的数字调 制信号2ASK、2FSK和2PSK等通过所述模拟比较器21后，即将所述调制信号与所述比较器阈值电压的进行比较后，数值0和数值1都会有比较明显的不同特征。因此，可根据所述比较明显的不同特征，获得模拟电压比较器21的所述信号输出端213输出的1或者0组成的数字信号。

2ASK调制信号通过所述模拟电压比较器21的解调过程如图4所示，2FSK调制信号通过电压比较器解调过程如图5所示，2PSK调制信号通过电压比较器解调过程如图6所示。从上述附图可以看出，对于特定的数字调制信号，经过所述模拟电压比较器21后，获得的方波都有比较明显的不同特征：2ASK调制信号经过电压比较器解调后，方波高值代表数值1，方波低值代表数值0，2FSK调制信号经过电压比较器解调后，方波紧密代表数值1，方波稀疏代表数值0，2PSK调制信号经过电压比较器解调后，余弦波代表数值1，正弦波达标数值0，根据上述特征，获得模拟电压比较器21的所述信号输出端213输出的1或者0组成的数字信号。

为了达到理想的解调效果，所述比较器阈值电压为所述调制信号的峰值电压的一半，具体数值可以根据所述信号解调装置应用场景进行调整。

本申请另一实施例提供一种应用于封闭通信系统的信号解调装置，包括模拟电压比较器21以及抽样判决器22。

参见图7，所述抽样判决器22包括：

高频时钟采样电路221，用于利用高频时钟对所述数字信号进行采样，并输出采样信号。

具体地，所述高频时钟的频率根据所述数字信号的脉冲宽度和所述信号解调装置的应用场景确定。

为了达到理想的解调效果，所述高频时钟采样电路利用高频时钟针对所述数字信号任一脉冲的高电平至少采样两个点。

所述采样信号为连续的二进制码流。

特征提取判决电路222，用于对接收的所述采样信号进行特征提取，将所提取的特征与已知数字调制信号的特征进行比较，获得所述数字信号代表 的值以完成信号解调。

所述提取的特征为：所述采样信号的检测脉冲宽度、周期、上升沿、下降沿中至少其一。

将所述提取的特征与已知数字调制信号的特征进行比较，获得所述数字信号代表的值，如图4至图6所示，从而完成所述信号解调。

参见图8，本申请实施例提供了一种应用于封闭通信系统的信号解调方法，包括：

S1、将接收的调制信号转换为数字信号。

S2、对所述数字信号进行采样，并根据采样数字信号的特征获得所述数字信号代表的值以完成信号解调。

本申请采用简单的电路结构对封闭通信系统的调制信号进行解调，具有电路结构简单，易于实现、电路面积小和功耗低等优点，适合应用在对功耗和面积要求比较严格的场景，比如可穿戴设备等。

本申请另一实施例提供一种应用于封闭通信系统的信号解调方法，包括步骤S1以及步骤S2。

参见图9，所述步骤S1包括：

S11、接收所述调制信号。

S12、接收比较器阈值电压。

S13、根据所述调制信号与所述比较器阈值电压的比较结果输出数字信号。

所述S13具体包括：当所述调制信号的电压大于所述比较器阈值电压时，输出第一数值数字信号；否则，输出第二数值数字信号。

具体地，所述第一数值为1；所述第二数值为0。

当接收的调制信号经过所述模拟电压比较器时，只需将所述电压比较器的比较器阈值电压设置为一个合适的值，常见的数字调制信号2ASK、2FSK和2PSK等通过所述模拟比较器后，即将所述调制信号与所述比较器阈值电压的进行比较后，数值0和数值1都会有比较明显的不同特征。因此，可根 据所述比较明显的不同特征，获得模拟电压比较器21的所述信号输出端213输出的1或者0组成的数字信号。

2ASK调制信号通过所述模拟电压比较器21的解调过程如图4所示，2FSK调制信号通过电压比较器解调过程如图5所示，2PSK调制信号通过电压比较器解调过程如图6所示。从上述附图可以看出，对于特定的数字调制信号，经过所述模拟电压比较器21后，数值“0”和数值“1”都有比较明显的不同特征，获得模拟电压比较器21的所述信号输出端213输出的1或者0组成的数字信号。

为了达到理想的解调效果，所述比较器阈值电压为所述调制信号的峰值电压的一半，具体数值可以根据所述信号解调装置应用场景进行调整。

本申请另一实施例提供一种应用于封闭通信系统的信号解调方法，包括步骤S1以及步骤S2。

参见图10，所述步骤S2包括：

S21、利用高频时钟对所述数字信号进行采样。

具体地，所述高频时钟的频率根据所述数字信号的脉冲宽度和所述信号解调装置的应用场景确定。

为了达到理想的解调效果，所述高频时钟采样电路利用高频时钟针对所述数字信号任一脉冲的高电平至少采样两个点。

所述采样信号为连续的二进制码流。

S22、对采样信号进行特征提取，将所提取的特征与已知数字调制信号的特征进行比较，获得所述数字信号代表的值以完成信号解调。

所述提取的特征为：所述采样信号的检测脉冲宽度、周期、上升沿、下降沿中至少其一。

将所述提取的特征与已知数字调制信号的特征进行比较，获得所述数字信号代表的值，如图4至图6所示，从而完成所述信号解调。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述， 构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本申请也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本申请的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本申请的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本申请的示例性实施例的描述中，本申请的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本申请要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本申请的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使 用。

本申请的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本申请实施例的消息提醒的装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本申请还可以实现为适于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本申请的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

本文中所称的“一个实施例”、“实施例”或者“一个或者多个实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或者特性包括在本申请的至少一个实施例中。此外，请注意，这里“在一个实施例中”的词语例子不一定全指同一个实施例。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

应该注意的是上述实施例对本申请进行说明而不是对本申请进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本申请可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。