一种无线综测仪蓝牙信号帧同步检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及帖同步检测方法，尤其设及一种无线综测仪蓝牙信号帖同步检测方 法。
【背景技术】
[0002] 术语解释：
[0003] DUT:待测件。
[0004] BR:基本速率。
[0005] 邸R:增强型速率。
[0006] BLE:蓝牙低功耗。
[0007] GFSK:高斯频移键控调制。
[000引 DPSK:差分调相。
[0009] GUA畑:GFSK和DI^松间的保护间隔。
[0010] PREAMBLE:前导。
[0011] 蓝牙(Bluetooth)协议，前后总共定义了巧巾速率，一种为BR(Basic Rate)速率，支 持1M速率，帖头和负载部分都采用GFSK调制方式；一种是抓R化nhanced Data Rate),支持 2M和3M速率，帖头部分仍采用GFSK调制方式，2M的时候负载采用pi/4-DQPSK调制方式，3M的 时候负载采用8DPSK调制方式，两者皆为差分调相信号，即DPSK调制方式。后来的蓝牙低功 耗(BLE)协议，支持1M速率，也采用GFSK调制方式，在物理层方面，与BR不同的是减少了帖包 格式的类型，GFSK调制指数也做出了改变。图1显示了BR包的帖格式，图2显示了抓R包的帖 格式，两者之间主要的不同之处除了数据负载采用的调制方式不同外，EDR包的帖格式上， GFSK和DPSK两种调制信号之间，还加入了一个大约5us的保护间隔GUARD,图2中的DPSK标 示，包括了pi/4-DQPSK和8DPSK信号。图3显示了BLE帖包格式，与BR与抓R相比，简化了帖格 式的复杂度。
[0012] 蓝牙协议是一种主从架构的协议，一个主设备最高可W和同一微微网内的屯个从 设备进行通信。为了识别不同的设备间发送的信号，蓝牙协议里定义了每个设备的MAC地 址，唯一识别此设备。如图4所示的网络拓扑结构中，白点为主设备，黑点为从设备，在网络 中，其地址唯一。
[0013] 在信令测试模式下，除了公共的广播包，综测仪需要输入DUT的48位MAC地址，才能 够正确的识别所接收到信号为该DUT信号。早期的蓝牙协议，在帖起始ACCESS CODE部分定 义了64位同步码，即图5中的SYNC WO畑，该码由设备的唯一48位MAC地址生成，在帖最前部 分，定义4位的前导PREAM化E，其值为1010,或者0101，取决于同步码的第一位为1或者为0， 如图6所示。
[0014] 从图6的BLE帖格式可W看出，蓝牙BLE协议重新定义了帖格式，而且不管是任何业 务，其包的帖格式唯一。与早期版本类似的是，BLE在帖起始部分定义了前导PREAMBLE,便于 设备在接收信号的时候做AGC调整，不同的是，BLE的PREAMBLE为8位，10101010或者 01010101。
[0015] 生产测试的时候，通常采用有线连接，将DUT连接到综测仪。综测仪为了能够得到 精确的定时同步，需要获得DUT的48位MAC地址，然后生成SYNC同步码，与接收到的信号做相 关接收，由相关峰值来确定帖头的起始位置。
[0016] 但市场上的蓝牙DUT生产的时候，大多数并不直接标明其MAC地址，而生产测试上， 又需要快速的知道该DUT发送信号的质量好坏，在运种测试场景需求下，设计一种不依赖于 MAC地址的帖同步方法，而且保证一定的同步精确度，就变得极为必要。
[0017] -种常见的通用的帖头同步方法，直接检测DUT输入信号的功率大小，由输入信号 相对功率的大小，确定帖起始位置。如图7所示。该种方法仅能够粗略确定帖起始位置，而且 由于实际中DUT发出信号起始部分，有时还表现一定平稳的阶跃信号，造成误检，如图8所 示。此外，对于抓R信号，GFSK信号和DPSK信号之间，还有大约加 S的保护间隔，当发送完GFSK 信号后，有些DUT会随机的发送一些信号，不造成保护间隔内信号功率睹然下降，有些DUT则 不发送任何信号，造成保护间隔内信号功率会降落;大约加 S过后，DPSK信号功率又开始上 升，如果仅仅依赖于相对功率的检测法，此时，也会造成误检，如图9所示。采用此种方法，虽 然采用修改相对功率大小值和增加对抓R信号保护间隔的识别，可W-定程度上降低帖起 始误检概率，但由于实际生产上DUT发出信号的多样性，仍是会发生误检。
【发明内容】
[0018] 为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种无线综测仪蓝牙信号帖同步检测 方法，不依赖于MAC地址，能保证一定的同步精确度。
[0019] 本发明提供了一种无线综测仪蓝牙信号帖同步检测方法，包括W下步骤：
[0020] S1、输入信号；
[0021] S2、帖功率判断粗同步；
[0022] S3、求相角；
[0023] S4、微分；
[0024] S5、滤波；
[0025] S6、消除初始频偏，得到序列f (η);
[00%] S7、起始位置为η，每个符号时长为Ts，每5个GFSK符号进行GFSK解调判决；
[0027] S8、如果找到"1010Γ或"01010"，则进入下一步骤；如果找不到"1010Γ或 %1010"，则n = n+l并返回步骤S7;
[0028] S9、W (n+ (1 /3) *Ts)到(n+ (2/3) *Ts)的点为起始点，依次做5个符号的滑动判决；
[0029] S10、判断所有结果是否符合"1010Γ或"01010"，如果符合，则进入下一步骤;如果 不符合，则n = n+l并返回步骤S7;
[0030] S11、判断Wn为起始点的随后一段信号相位是否为GFSK相位;如果为GFSK相位，贝U 进入下一步骤;如果不为GFSK相位，则n = n+l并返回步骤S7;
[0031] S12、确认帖起始为η;
[0032] S13、退出。
[0033] 作为本发明的进一步改进，在步骤S1中，测试仪接收到输入信号，经过射频端的处 理，将有用信号搬移到基带，经模数转换后转换为I路离散数字信号和Q路离散数字信号。
[0034] 作为本发明的进一步改进，在步骤SI中，随机的0、1比特流为原始发送数据，将原 始发送数据发送到编码器进行编码并输出矩形波到成形滤波器;成形滤波器对矩形波进行 带限输出带限后的波形;带限后的波形经高斯滤波器调制、积分器积分输出cos(wct)和sin (Wet)正交的两路载波信号，COS(Wet)和sin(Wet)正交的两路载波信号叠加后输入到射频端 发送出去。
[0035] 作为本发明的进一步改进，ang 1 e 0为求相角函数，0为微分函数，S (η)滤波函 an 数，sign()为判决函数，输入信号为基带I、Q两路信号，由基带I、Q两路信号求相角，经微分 和滤波后，进行GFSK解调判决。
[0036] 作为本发明的进一步改进，GFSK解调判决的表达式为
[0037] ;r(k) =sign(f 化了3))
[0038] 式中Ts为GFSK调制符号的周期，Hk)为第k个判决时刻的判决值。
[0039] 本发明的有益效果是:实现了无线综测仪蓝牙信号帖同步检测，并且不依赖于MAC 地址，能保证一定的同步精确度。
【附图说明】
[0040] 图1是现有技术中蓝牙协议的BR帖格式图。
[0041] 图2是现有技术中蓝牙协议的邸R帖格式图。
[0042] 图3是现有技术中蓝牙协议的BLE帖格式图。
[0043] 图4是现有技术中蓝牙网络拓扑结构图。
[0044] 图5是现有技术中早期蓝牙帖ACCESS CODE格式图。
[0045] 图6是现有技术中早期蓝牙PREAMBLE的取值图。
[0046] 图7是现有技术中根据输入信号功率大小确定帖起始的示意图。
[0047] 图8是现有技术中DUT帖前有平稳阶跃信号造成误检的示意图。
[004引图9是现有技术中邸R信号GFSK与DPSK保护间隔造成误检的示意图。
[0049] 图10是本发明一种无线综测仪蓝牙信号帖同步检测方法中GFSK调制发送框图。
[0050] 图11是本发明一种无线综测仪蓝牙信号帖同步检测方法中GFSK解调框图。
[0051] 图12是本发明一种无线综测仪蓝牙信号帖同步检测方法中GFSK解调判决示意图。
[0052] 图13是本发明一种无线综测仪蓝牙信号帖同步检测方法中输入为随机噪声相位 下误检示意图。
[0053] 图14是本发明一种无线综测仪蓝牙信号帖同步检测方法中取Ts的时长做判决 的示意图。
[0化4]图15是本发明一种无线综测仪蓝牙信号帖同步检测方法中抓R信号GFSK、GUA畑和 DPSK结合处相位示意图。
[0055] 图16是本发明一种无线综测仪蓝牙信号帖同步检测方法中GFSK和DPSK信号的相 位差别示意图。
[0056] 图17是本发明一种无线综测仪蓝牙信号帖同步检测方法的整体流程图。
【具体实施方式】
[0057]下面结合【附图说明】及【具体实施方式】对本发明进一步