基于藍(lán)牙內(nèi)核的跳頻系統(tǒng)及跳頻頻點壓縮方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于藍(lán)牙內(nèi)核的跳頻系統(tǒng)及方法,其由發(fā)送端和接收端組成,其中發(fā)送端包括時鐘、偽碼產(chǎn)生器、頻率合成器、調(diào)制器,接收端包括時鐘、偽碼產(chǎn)生器、頻率合成器、混頻器、中頻放大器、調(diào)制器,其特征在于,所述偽碼產(chǎn)生器產(chǎn)生偽隨機序列去控制所述頻率合成器生成跳頻載波序列,從而生成跳頻圖樣,其中藍(lán)牙內(nèi)核生成的頻點壓縮得到多個每組預(yù)定數(shù)目的頻點的跳頻序列,所述預(yù)定數(shù)目小于32,發(fā)射機用的跳頻載波序列與接收機產(chǎn)生的跳頻載波序列一致,同步后,經(jīng)混頻后得到一個固定的中頻信號。通過將原來藍(lán)牙32個頻點壓縮,通過藍(lán)牙跳頻算法選擇跳頻圖樣,將跳頻圖樣映射到跳頻的頻率值上。映射出來的偽隨機序列中,連續(xù)32個偽隨機數(shù)不會重復(fù),且有較低的相關(guān)性。
【專利說明】
基于藍(lán)牙內(nèi)核的跳頻系統(tǒng)及跳頻頻點壓縮方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及跳頻通信領(lǐng)域,尤其是一種基于藍(lán)牙內(nèi)核的自適應(yīng)跳頻系統(tǒng)及跳頻頻 點壓縮方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 跳頻是最常用的擴頻方式之一,其工作原理是指收發(fā)雙方傳輸信號的載波頻率按 照預(yù)定規(guī)律進(jìn)行離散變化的通信方式,也就是說,通信中使用的載波頻率受偽隨機變化碼 的控制而隨機跳變并且運些跳頻訊號必須遵守FCC的要求,使用75個W上的跳頻訊號、且跳 頻至下一個頻率的最大時間間隔(Dwel 1 Time)為400ms。采用跳頻技術(shù)是為了確保通信的 秘密性和抗干擾性。與定頻通信相比,跳頻通信比較隱蔽也難W被截獲。只要對方不清楚載 頻跳變的規(guī)律,就很難截獲我方的通信內(nèi)容。從通信技術(shù)的實現(xiàn)方式來說,"跳頻"是一種用 碼序列進(jìn)行多頻頻移鍵控的通信方式,也是一種碼控載頻跳變的通信系統(tǒng)。
[0003] 通信收發(fā)雙方的跳頻圖案是事先約好的,同步地按照跳頻圖案進(jìn)行跳變。運種跳 頻方式稱為常規(guī)跳頻(Normal FH)。隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的電子對抗越演越烈,在常規(guī)跳頻的基 礎(chǔ)上又提出了自適應(yīng)跳頻。它增加了頻率自適應(yīng)控制和功率自適應(yīng)控制兩方面。在跳頻通 信中,跳頻圖案反映了通信雙方的信號載波頻率的規(guī)律,保證了通信方發(fā)送頻率有規(guī)律可 循,但又不易被對方所發(fā)現(xiàn)。常用的跳頻碼序列是基于m序列、Μ序列、RS碼等設(shè)計的偽隨機 序列。運些偽隨機碼序列通過移位寄存器加反饋結(jié)構(gòu)來實現(xiàn),結(jié)構(gòu)簡單,性能穩(wěn)定,能夠較 快實現(xiàn)同步。它們可W實現(xiàn)較長的周期,漢明相關(guān)特性也比較好,但是當(dāng)存在人為的故意干 擾(如預(yù)測碼序列后進(jìn)行的跟蹤干擾)時,運些序列的抗干擾能力較差。
[0004] 現(xiàn)有射頻遙控系統(tǒng)中的跳頻頻點壓縮方法同步時間長或復(fù)雜程度高。其中一種 是,射頻接收端與射頻遙控器分別掃描所有頻道,并依據(jù)頻道質(zhì)量對其已由好至差的順序 進(jìn)行排序,選擇其中排序最前的一定數(shù)量的頻道進(jìn)行標(biāo)記,后續(xù)跳頻時根據(jù)標(biāo)記及排序進(jìn) 行相應(yīng)跳頻,若射頻接收端接收到射頻遙控器發(fā)來的跳頻信息,則根據(jù)跳頻信息進(jìn)行相應(yīng) 跳頻,而射頻遙控器在同步后向射頻接收端發(fā)送下一次跳頻的跳頻信息。另外一種是,采用 兩點或者Ξ點(也有不跳的),發(fā)射機上有開關(guān)或者按鍵用來對碼,而且對碼都比較麻煩,其 跳頻協(xié)議:發(fā)射機,每臺發(fā)射機有一個全局唯一的ID,發(fā)射的時候每帖數(shù)據(jù)都包含運個ID, 發(fā)射機每2ms,跳頻一次,要跳到頻率隨機生成,但是選頻道的范圍要剔除上一次的頻率???W隨機生成Ξ個,并把運Ξ個頻點加到要發(fā)送的數(shù)據(jù)帖中,運樣可W保證160ms內(nèi)所有的頻 點都能跳到。接收機,接收機上有一個按鍵,按住W后進(jìn)入對碼模式。在對碼模式下,旁邊只 能有一臺發(fā)射機,或者可W只接收信號強度大于某個闊值的數(shù)據(jù)帖。接收機提供數(shù)據(jù)帖中 的發(fā)射機ID,并存到自己的e邱rom中,并從運時起,檢查接受每帖的數(shù)據(jù)中的ID,只有同運 個ID相同時才接受。接收機有兩種跳頻接收模式,快跳和慢跳。在開始跳時慢跳,每200ms跳 一次。起始頻率是隨機從80個頻道中選取的。反正200msW后一定能收到發(fā)射機發(fā)來的數(shù) 據(jù),一旦接受到一帖W后就知道發(fā)射機下一個頻點,馬上轉(zhuǎn)到那個頻點,運樣就實現(xiàn)跳頻多 址。
[0005] W上只是列出了兩種比較常見的跳頻方案。現(xiàn)在的跳頻系統(tǒng)都W縮短同步時間和 降低復(fù)雜度為目標(biāo)。分析W上兩種方案,第一種掃描所有信道需要時間,然后選擇最優(yōu)的幾 個頻點作為跳頻使用,隨機性強,隱秘性高,但是掃描頻點需要不少時間,同步時間長。第二 種其對碼方式W及慢跳機制與本發(fā)明有點相似,但是頻點只有兩到Ξ個,復(fù)雜度降低了,但 是隱匿性差。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 本發(fā)明的目的是針對上述問題,提供一種基于藍(lán)牙內(nèi)核的自適應(yīng)跳頻系統(tǒng)及跳頻 頻點壓縮方法,根據(jù)藍(lán)牙內(nèi)核生成的32個頻點壓縮選出若干個頻點,不改變其原來特性,依 然保持良好的隨機性W及相關(guān)性,且不重復(fù)。
[0007] 本發(fā)明采用的AFH技術(shù)是對原始藍(lán)牙跳頻序列的一種改進(jìn),它允許藍(lán)牙設(shè)備縮減 頻點的數(shù)量,其基本原理是通過分辨出ISM頻段中優(yōu)良和惡化的信道,從而避免使用惡化信 道,減少受干擾的程度。當(dāng)藍(lán)牙微微網(wǎng)進(jìn)入AFH狀態(tài)后,其跳頻序列可使用的頻點N的數(shù)量是 動態(tài)變化的,但規(guī)定必須有一個最小值Nmin,即伽111《1^《79。811161〇〇1}11.2協(xié)議中將咖111 定義為20 "AFH只用于連接狀態(tài),而不會改變尋呼、查詢等狀態(tài)時的跳頻序列。
[0008] 結(jié)合上述所說的市面上的一些跳頻方案,頻點數(shù)量少導(dǎo)致可預(yù)測性增強,掃描所 有頻點選最優(yōu)頻點導(dǎo)致同步時間長。本發(fā)明使用的藍(lán)牙內(nèi)核跳頻序列由bluetooth設(shè)備標(biāo) 志(主設(shè)備bluetooth地址低位部分28bit)決定,每個時隙的載頻由所述時隙的相位(即時 隙號)決定。Bluetooth設(shè)備標(biāo)志共28位,可W區(qū)分228個跳頻序列,數(shù)量非常巨大。時隙號是 27位的主設(shè)備C化,一個完整的跳頻序列持續(xù)時間為227*62加 s = 23.3h。跳頻序列中任意32 個連續(xù)載頻覆蓋的范圍至少達(dá)到64MHz每個頻率的訪問機會是相同的??梢奲luetooth跳頻 序列數(shù)量巨大,而且每個序列都有較好的隨機性。另外,由于有了循環(huán)前綴,使得IFFT FFT 操作把原來的線性卷積變成循環(huán)卷積,大大簡化相應(yīng)的信號處理復(fù)雜度。
[0009] 參考到市面上的對碼方法,本發(fā)明中采用"四次握手"方法使發(fā)射機和接收機之間 做交互,數(shù)據(jù)包中包含有ID的數(shù)據(jù)帖,作用是發(fā)射機告知接收機ID,因為藍(lán)牙內(nèi)核的輸入 為ID和化K,使兩者生成相同的隨機序列,第二個作用是存放到EEPR0M中,不對碼的時候取 出內(nèi)存中ID生成偽隨機序列。
[0010] 為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0011] -種基于藍(lán)牙內(nèi)核的跳頻系統(tǒng),其由發(fā)送端和接收端組成,其中發(fā)送端包括時鐘、 偽碼產(chǎn)生器、頻率合成器、調(diào)制器,接收端包括時鐘、偽碼產(chǎn)生器、頻率合成器、混頻器、中頻 放大器、調(diào)制器,其特征在于,所述偽碼產(chǎn)生器產(chǎn)生偽隨機序列去控制所述頻率合成器生成 跳頻載波序列,從而生成跳頻圖樣,其中藍(lán)牙內(nèi)核生成的頻點壓縮得到多個每組預(yù)定數(shù)目 的頻點的跳頻序列,所述預(yù)定數(shù)目小于32,發(fā)射機用的跳頻載波序列與接收機產(chǎn)生的跳頻 載波序列一致,同步后,經(jīng)混頻后得到一個固定的中頻信號。
[0012] 優(yōu)選的,其忍片沒有藍(lán)牙主時鐘,本地時鐘根據(jù)地址生成通過偏移量調(diào)整。
[0013] 優(yōu)選的,所述載波序列按照奇偶分開,偶數(shù)在列表上半部份,奇數(shù)在列表的下半部 分。
[0014] 優(yōu)選的,本藍(lán)牙內(nèi)核產(chǎn)生多個每組23個的跳頻序列,為在原藍(lán)牙內(nèi)核生成的32個 為一組的頻點中選擇23個頻點。
[0015] 優(yōu)選的,在藍(lán)牙內(nèi)核生成的一組的頻點中選擇所述預(yù)定數(shù)目的頻點的過程中,舍 棄除所述預(yù)定數(shù)目的剩余頻點。
[0016] 優(yōu)選的,所述每個跳頻序列組內(nèi)沒有重復(fù)的頻點。
[0017] -種基于藍(lán)牙內(nèi)核的跳頻頻點壓縮方法,其跳頻系統(tǒng)由發(fā)送端和接收端組成,其 中發(fā)送端包括時鐘、偽碼產(chǎn)生器、頻率合成器、調(diào)制器,接收端包括時鐘、偽碼產(chǎn)生器、頻率 合成器、混頻器、中頻放大器、調(diào)制器,其特征在于,所述偽碼產(chǎn)生器產(chǎn)生偽隨機序列去控制 所述頻率合成器生成跳頻載波序列,從而生成跳頻圖樣,其中藍(lán)牙內(nèi)核生成的頻點壓縮得 到多個每組預(yù)定數(shù)目的頻點的跳頻序列,所述預(yù)定數(shù)目小于32,發(fā)射機用的跳頻載波序列 與接收機產(chǎn)生的跳頻載波序列一致,同步后,經(jīng)混頻后得到一個固定的中頻信號。
[0018] 優(yōu)選的,其忍片沒有藍(lán)牙主時鐘,本地時鐘根據(jù)地址生成通過偏移量調(diào)整。
[0019] 優(yōu)選的,所述載波序列按照奇偶分開,偶數(shù)在列表上半部份,奇數(shù)在列表的下半部 分。
[0020] 優(yōu)選的,本藍(lán)牙內(nèi)核產(chǎn)生多個每組23個的跳頻序列,為在原藍(lán)牙內(nèi)核生成的32個 為一組的頻點中選擇23個頻點。
[0021] 優(yōu)選的,在藍(lán)牙內(nèi)核生成的一組的頻點中選擇所述預(yù)定數(shù)目的頻點的過程中,舍 棄除所述預(yù)定數(shù)目的剩余頻點。
[0022] 優(yōu)選的,所述每個跳頻序列組內(nèi)沒有重復(fù)的頻點。
[0023] 優(yōu)選的,發(fā)射機和接收機根據(jù)自己的ID生成多個所述預(yù)定數(shù)目的序列,每次開機 順序選擇多個序列組中的一個作為發(fā)射序列組,利用生成好的序列組設(shè)置換頻點,每次對 碼都會調(diào)用一組頻點出來,然后設(shè)置頻點,供每次發(fā)射使用,每次發(fā)射都會換頻,換頻順序 依次從所述預(yù)定數(shù)目的序列組中選取。
[0024] 優(yōu)選的,還具有檢查機制,對生成的序列進(jìn)行檢查,取出多個每個序列內(nèi)沒有重復(fù) 頻點的序列存放在數(shù)組內(nèi)。
[0025] 優(yōu)選的,每次得到所述預(yù)定數(shù)目的跳頻點作為一組,當(dāng)?shù)玫筋A(yù)定數(shù)量的組的頻點 時退出藍(lán)牙內(nèi)核跳頻模塊。
[00%]優(yōu)選的,每次對碼選擇一組新的頻點做跳頻通信。
[0027] 本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明所采用的序列生成方法中,將原來藍(lán)牙32個頻點壓縮。 通過藍(lán)牙跳頻算法選擇跳頻圖樣,將跳頻圖樣映射到跳頻的頻率值上。映射出來的偽隨機 序列中,連續(xù)23個偽隨機數(shù)不會重復(fù),且有較低的相關(guān)性。
【附圖說明】
[0028] 圖1為跳頻通信系統(tǒng)模型圖;
[0029] 圖2為通用跳頻選擇方案框圖;
[0030] 圖3為連接狀態(tài)的跳頻選擇方案圖;
[0031 ]圖4為跳頻系統(tǒng)頻率選擇內(nèi)核圖;
[0032] 圖5為劃分奇偶時鐘圖;
[0033] 圖6為檢測重復(fù)點并存放有用頻點流程圖;
[0034] 圖7為換位操作圖;
[0035] 圖8為輸入藍(lán)牙內(nèi)核的兩個值圖;
[0036] 圖9為藍(lán)牙內(nèi)核的操作圖;
[0037] 圖10為對碼切換頻點機制圖;
[003引圖11為換頻機制圖;
[0039] 圖12為IDda化= 0xf00生成頻點圖;
[0040] 圖13為IDda化= 0xf00壓縮后頻點圖;
[0041 ] 圖14為IDda化= 0xf0生成頻點圖;
[0042] 圖15為IDda化= 0xf0壓縮后頻點圖;
[0043] 圖16為32個頻點的頻點圖;
[0044] 圖17為23個頻點的頻點圖;
[0045] 圖18為matlab仿真圖。
【具體實施方式】
[0046] W下結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0047] 在跳頻通信中,通常希望跳頻序列具有如下特性:
[0048] 1)每一個跳頻序列都可W使用頻隙集合中的所有頻隙,W實現(xiàn)最大的處理增益。
[0049] 2)跳頻序列集合中的任意兩個跳頻序列,在所有相對時延下發(fā)生頻隙重合的次數(shù) 盡可能少,即跳頻序列的漢明相關(guān)越小越好。
[0050] 3)跳頻序列集合中的序列數(shù)目盡可能多,W實現(xiàn)多址通信。
[0051] 4)序列周期應(yīng)盡可能長。
[0052] 5)為了使跳頻系統(tǒng)具有良好的抗干擾性能,應(yīng)使各頻隙在一個序列周期中的出現(xiàn) 次數(shù)基本相同,運稱為均勻性。
[0053] 6)跳頻序列應(yīng)具有良好的隨機性和較大的線性復(fù)雜度,W保證頻率跳變具有不可 逆推性。
[0054] 7)跳頻序列的產(chǎn)生電路應(yīng)比較簡單。
[0055] W上運些特性,有些是相互制約的,因此,本發(fā)明選用盡可能滿足上述特性的偽碼 序列作為跳頻序列。
[0056] 本發(fā)明提出一種基于藍(lán)牙內(nèi)核的跳頻頻點壓縮方法,W下實施例均W32跳壓縮為 23跳為例,包括但不限于此,具體包括W下步驟:
[0057] 依據(jù)設(shè)備地址選擇一個32個頻點的子序列(分段),所述子序列具有偽隨機序列的 頻譜特性;
[0058] 將運個子序列在79個載頻序列上映射成為跳頻序列,其中79個頻點的列表按照奇 偶分開,偶數(shù)在列表上半部份,奇數(shù)在列表的下半部分;
[0059] FhReg[79]={0,2,4,6,8,10,12,14,16,18,20,22,24,26,28,30,32,34,36,38, 40,42,44,46,48,50,52,54,56,58,60,62,64,66,68,70,72,74,76,78,1,3,5,7,9,11,13, 15,17,19,21,23,25,27,29,31,33,35,37,39,41,43,45,47,49,51,53,55,57,59,61,63, 65,67,69,71,73,75,77}
[0060] 發(fā)射機和接收機序列選擇,發(fā)射機和接收機根據(jù)自己的ID生成10個23頻點的序 列,每次開機順序選擇運10個序列中的一個作為發(fā)射序列;
[0061] 利用生成好的序列設(shè)置換頻點。每次對碼都會調(diào)用一組23個頻點出來,然后設(shè)置 頻點,供每次發(fā)射使用。每次發(fā)射都會換頻,換頻順序依次從23個頻點中選取。
[0062] 跳頻通信系統(tǒng)模型如圖1所示。
[0063] 發(fā)送端和接收端在時鐘和相同的本地ID控制下,用藍(lán)牙內(nèi)核偽碼發(fā)生器產(chǎn)生偽隨 機序列去控制頻率合成器生成跳頻載波序列,從而生成跳頻圖樣。接收機和發(fā)射機都有一 個相同的ID W及存放79個頻點的數(shù)組,ID占 4字節(jié)(32位),取出其中低27位組成當(dāng)前地址信 號和時鐘信號輸入到藍(lán)牙內(nèi)核中,藍(lán)牙內(nèi)核每次會選出79個數(shù)中的一個數(shù),產(chǎn)生230個數(shù)作 為10組一組23個的跳頻序列。發(fā)射機用的的跳頻載波序列與接收機產(chǎn)生的跳頻載波序列一 致,同步后,經(jīng)混頻后可得到一個固定的中頻信號。
[0064] 提取出藍(lán)牙的選頻內(nèi)核,藍(lán)牙對于79跳系統(tǒng)其功能能實現(xiàn)32個頻點的無重復(fù)偽隨 機數(shù)列,通常輸入主要是本地時鐘和當(dāng)前地址,也就是說,地址決定跳頻序列相位。對于79 跳系統(tǒng),方案將篩選出一個32個頻點頻率,占用64MHz帶寬,并隨機訪問運些頻點一次,然后 選擇另外的32個頻點頻率。藍(lán)牙內(nèi)核是79(32)跳系統(tǒng),本發(fā)明采用23個頻點系統(tǒng),且23個頻 點內(nèi)無重復(fù)頻點,保證頻點的相關(guān)性很低,10組頻點都取自于79個頻點的數(shù)組中,79個頻點 的數(shù)組存放的是1-79依次遞增的數(shù)。本發(fā)明中的遙控器將每次對碼選擇一組新的頻點做跳 頻通信,下一次掉對碼之后選擇下一組頻點,保證跳頻通信的隱密性。
[0065] 跳頻序列集合中的任意兩個跳頻序列,在所有相對時延下發(fā)生頻隙重合的次數(shù)盡 可能少,即跳頻序列的漢明相關(guān)越小越好。具有良好的抗干擾性,各頻隙在一個周期中的 出現(xiàn)次數(shù)基本相同,均勻性好。跳頻序列具有良好的隨機性和較大的線性復(fù)雜度,W保證頻 率跳變具有不可逆推性。
[0066] 本發(fā)明中使用的是博忍服5933射頻忍片,支持的頻段為
[0067] 5.135GHz~5.262GHz [006引 5.725GHz~5.852GHz
[0069] 信道使用一組偽隨機跳頻序列,經(jīng)79或23個射頻頻點的跳頻序列來表示。跳頻序 列對微微網(wǎng)是唯一的,由主單元藍(lán)牙設(shè)備地址確定,跳頻序列相位由主單元藍(lán)牙時鐘確定。 信道被劃分為時隙的形式,且每一時隙對應(yīng)一個RF頻點。連續(xù)跳頻則對應(yīng)于不同RF跳頻模 式,理論跳頻速率為1600跳/秒。參加微微網(wǎng)的全部藍(lán)牙單元與信道保持時間和跳頻同步。 其中,藍(lán)牙設(shè)備地址(BD_ADDR) :48-bitIE邸802地址,全球唯一。
[0070] 而信道跳頻序列,具有非常長的周期,在段時間內(nèi)無重復(fù),均勻分布在79(23)MHz 的頻帶內(nèi)。
[0071] 跳頻選擇的通用方案框圖如圖2所示。通用選擇方案選擇方案由兩部分組成:選擇 一個序列,把序列映射到跳頻頻率上。通常輸入主要是本地時鐘和當(dāng)前地址,也就是說,地 址決定了跳頻序列,時鐘決定了跳頻序列相位。對于79跳系統(tǒng),方案將選出一個32個頻點頻 率的分段,占用64MHz帶寬,并隨機訪問運些頻點一次,然后選擇另外的32個頻點頻率,依次 類推,連接狀態(tài)的跳頻選擇方案如圖3所示。尋呼,尋呼掃描或?qū)ず繇憫?yīng)子狀態(tài)總是使用相 同的32個頻點,所述段由地址進(jìn)行選擇,不同單元將具有不同呼出頻段;在連接狀態(tài)下在79 (23)跳之間變化的偽隨機序列。
[0072] 79跳系統(tǒng)的頻率選擇內(nèi)核見圖4,X決定在32個頻點分段中的狀態(tài),Y1和Y2用于選 擇主到從狀態(tài),還是從到主狀態(tài)。A到D決定在分段中的順序,E和F決定到跳頻頻率的映射。 所述內(nèi)核表示包含跳頻頻率的寄存器。產(chǎn)生序列表的過程首先是偶數(shù)跳頻頻率,之后是奇 數(shù)跳頻頻率。選擇過程是由一次加法運算、異或運算、排列運算、二次加法運算和寄存器選 擇順序構(gòu)成。
[0073] 在79跳系統(tǒng)中,時鐘位CLK6-2(即輸入X)指定長度為32的序列中的狀態(tài)。CLK1 (即 輸入Y1和Y2)都用于TX和RX之間的選擇。輸入地址決定段內(nèi)的序列順序,對跳頻的最終映射 由寄存器來決定。
[0074] 在連接狀態(tài)下,輸入A、C和D是地址與時鐘的位X0R運算的結(jié)果。如果圖4中用Z'來 表示一次加法運算的輸出,則Z'的4個LSB(Z0'ZrZ2'Z3')分別與地址位A22-19作模2的異 或運算。在X0R操作中,每兩位高位一起進(jìn)行X0R運算。因而,在每32(16)時隙后,在79跳(23) 跳系統(tǒng)中,就選擇一個新的長度為32(16)的跳頻,于是,整個跳頻序列將由各32個頻點頻頻 段構(gòu)成。
[0075] 在尋呼掃描過程中,掃描單元的藍(lán)牙設(shè)備地址被用作地址輸入。在查詢掃描中, GIAC LAP和DCI的四位LSB用作跳頻序列的地址輸入。為了發(fā)送識別碼,應(yīng)在接收相關(guān)器中 使用GIAC和DIAC。使用哪一個識別碼取決于查詢的目的。
[0076] 5個X輸入的變化取決于所述單元的當(dāng)前狀態(tài)。在呼叫掃描和查詢掃描子狀態(tài)中, 將使用本地時鐘,在連接狀態(tài),主單元時鐘用作輸入。在79跳系統(tǒng)的呼叫狀態(tài)中,呼出單元 將使用A隊列開始,即{},運里的是在呼入單元中當(dāng)前接收器頻率的估算值。很清楚,標(biāo)志k 是所有輸入的一個函數(shù)。在1.28S間隔中,就有32個可能的呼出頻率,運些頻率中有一般是 屬于A隊列,剩下的即屬于郎人列。
[0077] 藍(lán)牙選頻內(nèi)核有兩個輸入:設(shè)備地址和設(shè)備時鐘。一般情況下藍(lán)牙設(shè)備或者藍(lán)牙 忍片都會有藍(lán)牙主時鐘,但本發(fā)明的忍片沒有藍(lán)牙主時鐘,而是在設(shè)備地址的基礎(chǔ)上作了 修改,W步長為2遞增,W此作為設(shè)備時鐘。藍(lán)牙內(nèi)核的控制字見表1。
[007引表1 79跳系統(tǒng)控制量
[0079]
[0080] A27-0源自藍(lán)牙設(shè)備的全球唯一設(shè)備地址,而clk27-l源自系統(tǒng)時鐘,頻率1600化。 27位時鐘使得輸出序列的更新周期為23.3個小時,大約為一天。Clkl決定了接收與發(fā)送的 轉(zhuǎn)換:當(dāng)clkl=0時,時鐘為偶數(shù),選擇的跳頻序列為主設(shè)備到從設(shè)備;C化1 = 1時,時鐘為奇 數(shù),選擇的跳頻序列為從設(shè)備到主設(shè)備。因為Yl = clkl,Y2 = 32xclkl所W輸出跳頻序列的 前向與后向是不同的,而且不相鄰相差32;X決定了32個頻點子序列的分段,A到D決定了分 段中頻點的順序,E和F將輸出映射為7 9跳系統(tǒng)。由于X輸入的最低位是2 8位時鐘的低位 CLK2,所Wclkl(即Yl)變化兩次X才變化一次,也就是說偶數(shù)時隙和奇數(shù)時隙(奇偶數(shù)時隙 是相對于clkl而言的,因為在連續(xù)狀態(tài)下,不使用clkO,所W在計算跳頻序列時每次時鐘遞 增2直接對clkl操作)X輸入是不變的,那么排列操作在偶數(shù)時隙和奇數(shù)時隙的輸入也是相 同的。
[0081 ]機制內(nèi)核主要包括Ξ種組合邏輯運算:異或、置換和加法。置換操作是將5輸入轉(zhuǎn) 換為5輸出的7級多級器構(gòu)成的蝶形變換。
[0082] 本發(fā)明所采用的序列生成方法中,將原來藍(lán)牙32個頻點系統(tǒng)改進(jìn)為23個頻點系 統(tǒng)。
[0083] 通過藍(lán)牙跳頻算法選擇跳頻圖樣,將跳頻圖樣映射到跳頻的頻率值上。映射出來 的偽隨機序列中,連續(xù)32個偽隨機數(shù)不會重復(fù),且有較低的相關(guān)性。由于本發(fā)明中只需要23 個頻點為一組的頻點,所W先在藍(lán)牙內(nèi)核生成的32個為一組的頻點中選擇23個頻點,舍棄 后面的9個頻點,下一組從新的32個頻點中選擇23個頻點,保證運些點不重復(fù)且較低的相關(guān) 性。假如從32個頻點中選擇23個跳頻序列成一組,下一組接著取23個組成一組則有可能重 復(fù),所W避免重復(fù)本發(fā)明舍棄9個頻點。
[0084] 本發(fā)明的藍(lán)牙內(nèi)核跳頻模塊,每次得到23個頻點作為一組,當(dāng)?shù)玫?0組頻點時(即 230個頻點)本發(fā)明會退出藍(lán)牙內(nèi)核跳頻模塊,并且把頻點按組存放在flash中,每次對碼會 選擇一組新的頻點做跳頻通信,保證跳頻通信的隱秘性。
[0085] W下為本發(fā)明所采用的部分代碼說明:
[0086] 服5933序列生成函數(shù),所述函數(shù)的功能是根據(jù)輸入的ID生成10個23頻點的跳頻序 列,每個序列內(nèi)沒有重復(fù)的頻點。生成的10個序列存放在數(shù)組內(nèi)。
[0087] 所述函數(shù)為了將相鄰的兩個ID生成的序列相關(guān)性降低,對輸入ID進(jìn)行了一個判 斷,如果是奇數(shù)ID,將輸入時鐘設(shè)為從ID起始,如果是偶數(shù)時鐘,將輸入時鐘設(shè)為距輸入ID+ 320。圖5為劃分奇偶時鐘圖。
[0088] 實際上所述函數(shù)運用藍(lán)牙選頻內(nèi)核的方法生成了20個序列,由于對輸入時鐘進(jìn)行 了選擇,再加上藍(lán)牙內(nèi)核每次取得的32頻點進(jìn)行遍歷后,下一次取出的32頻點與上一個使 用的32頻點有16個頻點的重合部分。所W對藍(lán)牙內(nèi)核進(jìn)行修改后,生成的序列內(nèi)部會出現(xiàn) 相同的頻點出現(xiàn)在同一個序列內(nèi)。為此本發(fā)明增加了檢查機制,對生成的序列進(jìn)行檢查,取 出10個每個序列內(nèi)沒有重復(fù)頻點的序列存放在數(shù)組內(nèi)。檢測重復(fù)點并存放有用頻點流程圖 見圖6。
[0089] 換位操作函數(shù)是藍(lán)牙內(nèi)核內(nèi)部的排序函數(shù),其機制和藍(lán)牙內(nèi)核相同。換位操作詳 見圖7。
[0090] 藍(lán)牙內(nèi)核函數(shù)根據(jù)輸入的I孤a化(地址)和clkData(時鐘)生成一個0-79之間的數(shù) 值,所述數(shù)值的出現(xiàn)具有偽隨機性。輸入藍(lán)牙內(nèi)核的兩個值詳見圖8,藍(lán)牙內(nèi)核的操作圖見 圖9。
[0091] 跳頻組切換函數(shù),所述函數(shù)是為完成發(fā)射機和接收機序列選擇編寫的。每次對碼 都要執(zhí)行。其中對碼切換頻點機制詳見圖10。所述函數(shù)會首先判斷是否是燒入程序后第一 次上電,如果是第一次上電,直接選擇序列0作為發(fā)射序列,然后改寫Flash特定空間中的 值,用一個組序號變量統(tǒng)計10組跳頻序列的序號,由Flash來存儲,每次上電數(shù)值都會加一, 表示換一組序列使用。發(fā)射機對碼完成后組序號變量自加一并存入Flash中。對碼模式完成 后進(jìn)入工作模式,然后訪問跳頻組切換函數(shù)讀取要用到的序列到數(shù)組中。
[0092] 每次發(fā)射時都會調(diào)用的換頻函數(shù)的換頻機制見圖11。下面表2是硬件說明書中要 求在0x0885地址中設(shè)置頻率。
[0093]
[0094] 為了探究藍(lán)牙內(nèi)核的跳頻系統(tǒng)的性能,本發(fā)明還在VC和matlab上分別做了仿真, 分別用打吾言和matlab語言編寫了程序,并且得出偽隨機序列,并生成出跳頻圖樣。
[0095] 在VC上對藍(lán)牙內(nèi)核跳頻系統(tǒng)的仿真,首先仿真選用的IDda化=Oxf00,由圖12仿真 的結(jié)果可W得知,首先生成了32個一組,共14組,448個頻點,每一組不出現(xiàn)重復(fù)的頻點。圖 13是壓縮之后,23個一組的頻點,可見壓縮之后一組依然不會出現(xiàn)重復(fù)的頻點。
[0096] 第二次仿真選用的IDdata = 0xf0,由圖14仿真的結(jié)果可W得知,首先生成了32個 一組,共13組,416個頻點,每一組不出現(xiàn)重復(fù)的頻點。圖15是壓縮之后,23個一組的頻點,可 見壓縮之后一組依然不會出現(xiàn)重復(fù)的頻點。
[0097] 當(dāng)輸出出來的頻點放在excel上面用散點圖表示出來時,可W發(fā)現(xiàn)圖16中的32頻 點圖樣頻點比較集中,圖17中的23頻點圖樣頻點比較分散,但是分布規(guī)律是相似的。
[0098] 而在matlab上對藍(lán)牙內(nèi)核跳頻系統(tǒng)的仿真,選用的IDdata = 0x38,時鐘從0-500, 由圖18仿真的結(jié)果可W得知,跳頻圖樣遵循一定規(guī)律性。
[0099] W上所述僅為本發(fā)明的實施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人 員來說,本發(fā)明可W有各種更改和變化。依照藍(lán)牙內(nèi)核,包括79(32)跳系統(tǒng)和23(16)跳系 統(tǒng),生成出來的32個頻點和16個頻點,然后從中截取或者壓縮部分頻點后應(yīng)用的,皆屬于本 發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍內(nèi)。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn) 等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種基于藍(lán)牙內(nèi)核的跳頻系統(tǒng),其由發(fā)送端和接收端組成,其中發(fā)送端包括時鐘、偽 碼產(chǎn)生器、頻率合成器、調(diào)制器,接收端包括時鐘、偽碼產(chǎn)生器、頻率合成器、混頻器、中頻放 大器、調(diào)制器,其特征在于,所述偽碼產(chǎn)生器產(chǎn)生偽隨機序列去控制所述頻率合成器生成跳 頻載波序列,從而生成跳頻圖樣,其中藍(lán)牙內(nèi)核生成的頻點壓縮得到多個每組預(yù)定數(shù)目的 頻點的跳頻序列,所述預(yù)定數(shù)目小于32,發(fā)射機用的跳頻載波序列與接收機產(chǎn)生的跳頻載 波序列一致,同步后,經(jīng)混頻后得到一個固定的中頻信號。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于藍(lán)牙內(nèi)核的跳頻系統(tǒng),其特征在于:其芯片沒有藍(lán)牙 主時鐘,本地時鐘根據(jù)地址生成通過偏移量調(diào)整。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于藍(lán)牙內(nèi)核的跳頻系統(tǒng),其特征在于:所述載波序列按 照奇偶分開,偶數(shù)在列表上半部份,奇數(shù)在列表的下半部分。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于藍(lán)牙內(nèi)核的跳頻系統(tǒng),其特征在于:本藍(lán)牙內(nèi)核產(chǎn)生 多個每組23個的跳頻序列,為在原藍(lán)牙內(nèi)核生成的32個為一組的頻點中選擇23個頻點。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于藍(lán)牙內(nèi)核的跳頻系統(tǒng),其特征在于:在藍(lán)牙內(nèi)核生成 的一組的頻點中選擇所述預(yù)定數(shù)目的頻點的過程中,舍棄除所述預(yù)定數(shù)目的剩余頻點。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于藍(lán)牙內(nèi)核的跳頻系統(tǒng),其特征在于:所述每個跳頻序 列組內(nèi)沒有重復(fù)的頻點。7. -種基于藍(lán)牙內(nèi)核的跳頻頻點壓縮方法,其跳頻系統(tǒng)由發(fā)送端和接收端組成,其中 發(fā)送端包括時鐘、偽碼產(chǎn)生器、頻率合成器、調(diào)制器,接收端包括時鐘、偽碼產(chǎn)生器、頻率合 成器、混頻器、中頻放大器、調(diào)制器,其特征在于,所述偽碼產(chǎn)生器產(chǎn)生偽隨機序列去控制所 述頻率合成器生成跳頻載波序列,從而生成跳頻圖樣,其中藍(lán)牙內(nèi)核生成的頻點壓縮得到 多個每組預(yù)定數(shù)目的頻點的跳頻序列,所述預(yù)定數(shù)目小于32,發(fā)射機用的跳頻載波序列與 接收機產(chǎn)生的跳頻載波序列一致,同步后,經(jīng)混頻后得到一個固定的中頻信號。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于藍(lán)牙內(nèi)核的跳頻頻點壓縮方法,其特征在于:其芯片 沒有藍(lán)牙主時鐘,本地時鐘根據(jù)地址生成通過偏移量調(diào)整。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于藍(lán)牙內(nèi)核的跳頻頻點壓縮方法,其特征在于:所述載 波序列按照奇偶分開,偶數(shù)在列表上半部份,奇數(shù)在列表的下半部分。10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于藍(lán)牙內(nèi)核的跳頻頻點壓縮方法,其特征在于:本藍(lán) 牙內(nèi)核產(chǎn)生多個每組23個的跳頻序列,為在原藍(lán)牙內(nèi)核生成的32個為一組的頻點中選擇23 個頻點。11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于藍(lán)牙內(nèi)核的跳頻頻點壓縮方法,其特征在于:在藍(lán) 牙內(nèi)核生成的一組的頻點中選擇所述預(yù)定數(shù)目的頻點的過程中,舍棄除所述預(yù)定數(shù)目的剩 余頻點。12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于藍(lán)牙內(nèi)核的跳頻頻點壓縮方法,其特征在于:所述 每個跳頻序列組內(nèi)沒有重復(fù)的頻點。13. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于藍(lán)牙內(nèi)核的跳頻頻點壓縮方法,其特征在于:發(fā)射 機和接收機根據(jù)自己的ID生成多個所述預(yù)定數(shù)目的序列組,每次開機順序選擇多個序列組 中的一個作為發(fā)射序列組,利用生成好的序列設(shè)置換頻點,每次對碼都會調(diào)用一組頻點出 來,然后設(shè)置頻點,供每次發(fā)射使用,每次發(fā)射都會換頻,換頻順序依次從所述預(yù)定數(shù)目的 序列組中選取。14. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于藍(lán)牙內(nèi)核的跳頻頻點壓縮方法,其特征在于:還具 有檢查機制,對生成的序列進(jìn)行檢查,取出多個每個序列內(nèi)沒有重復(fù)頻點的序列組存放在 數(shù)組內(nèi)。15. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于藍(lán)牙內(nèi)核的跳頻頻點壓縮方法,其特征在于:每次 得到所述預(yù)定數(shù)目的跳頻點作為一組,當(dāng)?shù)玫筋A(yù)定數(shù)量的組的頻點時退出藍(lán)牙內(nèi)核跳頻模 塊。16. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于藍(lán)牙內(nèi)核的跳頻頻點壓縮方法,其特征在于:每次 對碼選擇一組新的頻點做跳頻通信。
【文檔編號】H04B1/7143GK106059620SQ201610374587
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月30日
【發(fā)明人】葉永信, 韓國軍, 溫嘉穎, 崔福廣, 方毅
【申請人】廣東工業(yè)大學(xué)