本發(fā)明涉及藍(lán)牙通信領(lǐng)域，尤其涉及一種藍(lán)牙通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、目前，藍(lán)牙通信技術(shù)和產(chǎn)品得到了廣泛應(yīng)用。其中，藍(lán)牙低功耗（bluetooth?lowenergy，或稱bluetooth?le、藍(lán)牙ble，舊商標(biāo)bluetooth?smart）通信系統(tǒng)，也稱低功耗藍(lán)牙，是藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟設(shè)計和銷售的一種個人局域網(wǎng)技術(shù)，旨在用于醫(yī)療保健、運動健身、信標(biāo)、安防、家庭娛樂等領(lǐng)域的新興應(yīng)用。相較經(jīng)典藍(lán)牙，低功耗藍(lán)牙旨在保持同等通信范圍的同時顯著降低功耗和成本。

2、當(dāng)前對藍(lán)牙ble協(xié)議安全分析的技術(shù)方案及系統(tǒng)較少，且技術(shù)方案和系統(tǒng)功能不完備，一般僅具備藍(lán)牙信號接收、藍(lán)牙信息調(diào)制和解調(diào)等單功能。如何對藍(lán)牙ble通信系統(tǒng)進(jìn)行快速準(zhǔn)確的分析和識別，進(jìn)而得到藍(lán)牙通信系統(tǒng)協(xié)議信息等，是當(dāng)前急需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種藍(lán)牙通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理裝置和方法，以對藍(lán)牙通信系統(tǒng)進(jìn)行快速準(zhǔn)確的分析和識別，進(jìn)而得到藍(lán)牙通信系統(tǒng)協(xié)議信息。

2、本發(fā)明實施例第一方面，公開了一種藍(lán)牙ble通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理裝置，包括：信號接收模塊、信號檢測模塊、信號解調(diào)模塊、數(shù)據(jù)流協(xié)議分析模塊；

3、所述信號接收模塊，與信號檢測模塊連接，用于接收得到藍(lán)牙ble通信信號；

4、所述信號檢測模塊，與信號解調(diào)模塊連接，用于對所述藍(lán)牙ble通信信號進(jìn)行檢測處理，得到檢測信號；

5、所述信號解調(diào)模塊，與所述數(shù)據(jù)流協(xié)議分析模塊連接，用于對所述檢測信號進(jìn)行解調(diào)提取處理，得到協(xié)議信號；

6、所述數(shù)據(jù)流協(xié)議分析模塊，用于對所述協(xié)議信號進(jìn)行數(shù)據(jù)流協(xié)議識別處理，得到協(xié)議識別信息；所述協(xié)議識別信息，用于表征所述藍(lán)牙ble通信信號所使用的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。

7、所述信號接收模塊，包括天線子模塊、低噪聲功率放大子模塊和下變頻子模塊；

8、所述天線子模塊，用于接收得到自由空間中輻射的藍(lán)牙ble通信頻段的電磁波，將所述電磁波轉(zhuǎn)換為電信號，將所述電信號發(fā)送至所述低噪聲功率放大子模塊；

9、所述低噪聲功率放大子模塊，與天線子模塊連接，用于將所述電信號進(jìn)行低噪聲功率放大處理，得到放大電信號，將所述放大電信號發(fā)送至所述下變頻子模塊；

10、所述下變頻子模塊，與低噪聲功率放大子模塊連接，用于將所述放大電信號進(jìn)行下變頻處理，得到藍(lán)牙ble通信信號。

11、所述信號檢測模塊，用于對所述藍(lán)牙ble通信信號進(jìn)行時域檢測或頻域檢測處理，得到檢測信號。

12、所述信號解調(diào)模塊，包括解調(diào)子模塊、去白化子模塊、協(xié)議信息提取子模塊；

13、所述解調(diào)子模塊，用于對所述檢測信號進(jìn)行g(shù)fsk解調(diào)處理，得到解調(diào)后信號；

14、所述去白化子模塊，與解調(diào)子模塊和協(xié)議信息提取子模連接，用于利用預(yù)設(shè)的偽隨機(jī)序列，對所述解調(diào)后信號進(jìn)行解擾處理，得到去白化信號；

15、所述協(xié)議信息提取子模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的協(xié)議信息，提取得到所述去白化信號中的接入地址信息、報頭信息和長度信息；確定所述接入地址信息、報頭信息和長度信息，為協(xié)議信號；

16、所述預(yù)設(shè)的協(xié)議信息，包括接入地址長度和位置、前導(dǎo)碼信息、報頭信息位置和長度、長度信息位置和長度。

17、所述數(shù)據(jù)流協(xié)議分析模塊，用于對所述協(xié)議信號進(jìn)行數(shù)據(jù)流協(xié)議識別處理，得到協(xié)議識別信息，包括：

18、獲取得到標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議信息集合；所述標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議信息集合，包括標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議信息；所述標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議信息，包括藍(lán)牙ble通信信號所使用的每種網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議所對應(yīng)的接入地址信息、報頭信息和長度信息；

19、對所述協(xié)議信號和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議信息集合進(jìn)行差異評估處理，得到協(xié)議識別結(jié)果向量；所述協(xié)議識別結(jié)果向量中的元素，用于表征所述協(xié)議信號所使用的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議與所述元素的序號對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的相似程度值；

20、確定所述協(xié)議識別結(jié)果向量中的最大值的元素的序號對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，為所述藍(lán)牙ble通信信號所使用的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。

21、所述對所述協(xié)議信號和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議信息集合進(jìn)行差異評估處理，得到協(xié)議識別結(jié)果向量，包括：

22、確定所述協(xié)議信號中的接入地址信息，為地址向量；

23、確定所述協(xié)議信號中的報頭信息，為報頭向量；

24、確定所述協(xié)議信號中的長度信息，為長度值c；

25、利用所述標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議信息集合，構(gòu)建得到標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議地址矩陣a1、標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議報頭矩陣a2和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議長度向量a3；所述標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議地址矩陣a1的行向量，為每種網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議所對應(yīng)的接入地址信息；所述標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議報頭矩陣a2的行向量，為每種網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議所對應(yīng)的報頭信息；所述標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議長度向量a3的元素，為每種網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的長度信息；

26、對所述地址向量、報頭向量和長度值c，與所述標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議地址矩陣a1、標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議報頭矩陣a2和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議長度向量a3進(jìn)行差異計算處理，得到協(xié)議識別結(jié)果向量。

27、所述差異計算的表達(dá)式為：

28、，

29、其中，、和為預(yù)設(shè)的加權(quán)系數(shù)，為預(yù)設(shè)的偏置系數(shù)，m1為標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議地址矩陣a1的列維度，m2為標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議報頭矩陣a2的列維度，表示協(xié)議識別結(jié)果向量的第i個元素，和分別表示地址向量的第j個元素和報頭向量的第j個元素，和分別表示標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議地址矩陣a1的第i行第j列的元素和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議報頭矩陣a2的第i行第j列的元素，表示標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議長度向量a3的第i個元素。

30、本發(fā)明實施例第二方面，公開了一種藍(lán)牙ble通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法，利用所述的藍(lán)牙ble通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理裝置來實現(xiàn)，包括：

31、s1，利用所述信號接收模塊，接收得到藍(lán)牙ble通信信號；

32、s2，利用所述信號檢測模塊，對所述藍(lán)牙ble通信信號進(jìn)行檢測處理，得到檢測信號；

33、s3，利用所述信號解調(diào)模塊，對所述檢測信號進(jìn)行解調(diào)提取處理，得到協(xié)議信號；

34、s4，利用所述數(shù)據(jù)流協(xié)議分析模塊，對所述協(xié)議信號進(jìn)行數(shù)據(jù)流協(xié)議識別處理，得到協(xié)議識別信息。

35、所述對所述協(xié)議信號進(jìn)行數(shù)據(jù)流協(xié)議識別處理，得到協(xié)議識別信息，包括：

36、獲取得到標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議信息集合；所述標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議信息集合，包括藍(lán)牙ble通信信號所使用的每種網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議所對應(yīng)的接入地址信息、報頭信息和長度信息；

37、對所述協(xié)議信號和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議信息集合進(jìn)行差異評估處理，得到協(xié)議識別結(jié)果向量；所述協(xié)議識別結(jié)果向量中的元素，用于表征所述協(xié)議識別信息與所述元素的序號對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的相似程度值；

38、確定所述協(xié)議識別結(jié)果向量中的最大值的元素的序號對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，為所述藍(lán)牙ble通信信號所使用的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。

39、所述對所述協(xié)議信號和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議信息集合進(jìn)行差異評估處理，得到協(xié)議識別結(jié)果向量，包括：

40、確定所述協(xié)議信號中的接入地址信息，為地址向量；

41、確定所述協(xié)議信號中的報頭信息，為報頭向量；

42、確定所述協(xié)議信號中的長度信息，為長度值c；

43、利用所述標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議信息集合，構(gòu)建得到標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議地址矩陣a1、標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議報頭矩陣a2和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議長度向量a3；所述標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議地址矩陣的行向量，為每種網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議所對應(yīng)的接入地址信息；所述標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議報頭矩陣的行向量，為每種網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議所對應(yīng)的報頭信息；所述標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議長度向量的元素，為每種網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的長度信息；

44、對所述地址向量、報頭向量和長度值，與所述標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議地址矩陣a1、標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議報頭矩陣a2和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議長度向量a3進(jìn)行差異計算處理，得到協(xié)議識別結(jié)果向量；

45、所述差異計算的表達(dá)式為：

46、，

47、其中，、和為預(yù)設(shè)的加權(quán)系數(shù)，為預(yù)設(shè)的偏置系數(shù)，m1為標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議地址矩陣a1的列維度，m2為標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議報頭矩陣a2的列維度，表示協(xié)議識別結(jié)果向量的第i個元素，和分別表示地址向量的第j個元素和報頭向量的第j個元素，和分別表示標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議地址矩陣a1的第i行第j列的元素和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議報頭矩陣a2的第i行第j列的元素，表示標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議長度向量a3的第i個元素。

48、本發(fā)明的有益效果為：

49、1、本發(fā)明構(gòu)建了一個完整的藍(lán)牙信號接收分析裝置，該裝置具備完整的跳頻信號接收、高速信號采樣、信號檢測識別、藍(lán)牙信號解調(diào)功能、數(shù)據(jù)流分析與協(xié)議逆向功能等，系統(tǒng)功能完善，可用性強(qiáng)，可完全彌補現(xiàn)有市場上相關(guān)方案和技術(shù)的不足。

50、2、本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對ble藍(lán)牙通信的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的高效準(zhǔn)確分析，通過利用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)據(jù)，對采集信號的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)進(jìn)行高效比對處理，有效濾除了噪聲干擾，在提高協(xié)議識別效率的同時，確保了識別準(zhǔn)確率。