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蓝牙技术自从1995年正式诞生以来,10多年间,其发展和应用经历了重重困难。最初的蓝牙1.0标准传输速率只有1Mbps,并且存在与WLAN冲突的问题。经过了多年发展,SIG(特别兴趣小组)不断改进蓝牙协议,如采用自适应跳频的方式解决蓝牙与WLAN协议之间的频带冲突问题,使其具有更强的生命力。2004年n月,SIG小组推出了最新的具有增强数据速率的蓝牙2.0协议。
与之前的协议相比,具有增强数据速率的蓝牙2.0协议最核心的变化就是提高了数据传输速率。新协议在保留原先GFSK(高斯频移键控)调制的基础上又采用了DPSK(差分相移键控)技术,将数据速率提高到了最高3Mbps。我们的目标正是设计一块能满足蓝牙2.0协议的调制解调器。GFSK和DPSK调制是两种发展得比较成熟的技术,本身没有太多值得研究的地方。由于我们的设计以产品为最终目的,因此重要的是考虑实际中可能遇到的信号恶化问题,并对这些畸变和恶化做适当的补偿,提高系统性能。另一方面,蓝牙产品通常以低功耗、低成本为特征,我们对各种算法做综合考虑,选择了性能好,可靠性强,复杂度小的应用在我们的设计中。通过算法研究,在基于数据辅助的DPSK信号非相干解调算法的基础上,我们得到了GFSK信号的多比特解调法。这一算法仅以很小的计算代价换取了比较大的性能增益,具有较好的应用前景。目前,这一算法正在申请专利中。我们在实现中充分考虑了硬件的简化,特别对运算量比较大的最大似然算法单元做了特别设计。最后,我们还对电路的验证方法做了考虑,采用软件模拟和FPGA测试双重方法对系统的功能和性能作了验证。通过验证可以看到,我们的系统不仅可以满足协议的要求,并且在某些指标上还超过了已形成蓝牙产品的同类公司。