專利名稱：一種多輸入的Zigbee接收裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種多輸入的Zigbee發(fā)射裝置及其方法。
背景技術(shù)：
Zigbee (短距離、低功率的無線通信技術(shù))是一種新興的近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)傳輸速率、低成本的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它是一種介于無線標記技術(shù)和藍牙之間的技術(shù)提案，主要用于近距離無線連接。它依據(jù)802.15.4標準，在數(shù)千個微小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)實現(xiàn)通信。這些傳感器只需要很少的能量，以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個傳感器到另一個傳感器，所以它們的通信效率非常高。現(xiàn)有的Zigbee技術(shù)采用的是單路輸入模式，這種單路輸入模式的Zigbee模塊很容易受到使用現(xiàn)場環(huán)境的影響，當(dāng)在相對復(fù)雜的環(huán)境中，信號在現(xiàn)場傳輸?shù)倪^程中會有受到外界環(huán)境的干擾以及衰減，接收靈敏度低，使系統(tǒng)接收的信號質(zhì)量會嚴重下降、甚至接收不到信號。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中Zigbee模塊采用單路輸入模式容易受到外界環(huán)境影響的不足，提供一種多輸入的Zigbee接收裝置，該裝置通過采用多路輸入的方式，使得系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境也能有效地接收信號，且接收靈敏度高，提高系統(tǒng)的信號接收質(zhì)量。為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種多輸入的Zigbee接收裝置，所述裝置包括兩個或者兩個以上用于接收射頻信號的射頻天線、用于處理從每一所述射頻天線接收的射頻信號的射頻模塊、用于將所述射頻模塊輸出的信號進行分層處理的檢測模塊、用于處理從所述檢測模塊輸出的每一層數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理模塊、用于消除干擾信號的干擾消除模塊、用于存儲所述數(shù)據(jù)處理模塊處理后的每一層數(shù)據(jù)的存儲器以及將所述存儲器內(nèi)的多層數(shù)據(jù)進行合并的合并器；所述兩個或者兩個以上射頻天線分別與所述射頻模塊相連接，所述射頻模塊、檢測模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、存儲器以及合并器按照信號處理流程依次相連接；所述數(shù)據(jù)處理模塊的輸出端分別與所述存儲器和所述干擾消除模塊相連，所述干擾消除模塊的輸出端與所述檢測模塊相連接。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括用于分離從所述檢測模塊輸出的載波信號和調(diào)制信號、并得到調(diào)制信號的解調(diào)器，用于對寬帶擴頻信號進行解擴頻的解擴頻器以及用于對所述解擴頻器輸出的信號進行解碼的譯碼器；所述解調(diào)器、解擴頻器以及譯碼器按照信號處理流程依次相連接，所述檢測模塊的輸出端與所述解調(diào)器相連接，所述譯碼器的輸出端分別與所述干擾消除模塊以及所述存儲器相連接，所述干擾消除模塊的輸出端與所述檢測模塊相連接。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述干擾消除模塊采用迭代干擾消除或者自適應(yīng)干擾消除的方式進行干擾消除。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述檢測模塊包括信道估測模塊，用于檢測從所述射頻模塊輸出的多路信號所在信道的信噪比。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述射頻模塊還包括低噪聲放大器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述射頻天線輸出的信號經(jīng)所述低噪聲放大器放大以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后輸出給所述檢測模塊。本發(fā)明還提供一種多輸入的Zigbee接收方法，所述方法包括以下步驟:(I)射頻模塊通過低噪聲放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器處理從多個射頻天線接收過來的多路 目號;(2)多路信號進入檢測模塊后，首先通過信道估測模塊對多路信號所在的信道進行信噪比估測、再通過數(shù)據(jù)處理模塊對多路信號進行循環(huán)層處理并將每次循環(huán)處理的數(shù)據(jù)存儲于存儲器中；(3)存儲器輸出的數(shù)據(jù)經(jīng)合并器合并后還原原始數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述步驟(2)中，所述信道估測模塊對多路信號所在的信道進行信噪比估測后，首先選出信噪比最大的信道，然后將該信道內(nèi)的信號通過所述數(shù)據(jù)處理模塊依次進行解調(diào)、解擴頻以及譯碼處理。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述數(shù)據(jù)處理模塊在完成一層數(shù)據(jù)處理后返回所述干擾消除模塊，所述檢測模塊通過所述干擾消除模塊去除已檢測已處理的數(shù)據(jù)，再對剩余其他層數(shù)據(jù)經(jīng)所述信道估測模塊以及所述數(shù)據(jù)處理模塊進行循環(huán)處理，直至將所有數(shù)據(jù)均處
理完畢。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述信道估測模塊以及所述數(shù)據(jù)處理模塊進行數(shù)據(jù)循環(huán)處理的次數(shù)與所述射頻天線的數(shù)目相同。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果:本發(fā)明一種多輸入的Zigbee接收裝置和方法通過采用相互獨立的多根天線，使得系統(tǒng)接收信號的靈敏度大大提高，且提高了系統(tǒng)對干擾信號的消除能力，這種多輸入的Zigbee接收裝置還可以適合于復(fù)雜的環(huán)境中，解決了單輸入模式接收信號在復(fù)雜環(huán)境下如無線多徑傳輸時接收信號質(zhì)量嚴重下降、甚至接收不到信號，信號覆蓋急劇減少，接收信號吞吐量或頻譜明顯下降等問題。


圖1是本發(fā)明一種多輸入的Zigbee接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例及附圖，對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。如圖1所示，為本發(fā)明提供的多輸入的Zigbee接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該Zigbee接收裝置包括兩個或者兩個以上用于接收射頻信號的射頻天線、用于處理從每一射頻天線接收的射頻信號的射頻模塊、用于將射頻模塊輸出的信號進行分層處理的檢測模塊、用于處理從檢測模塊輸出的每一層數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理模塊、用于消除干擾信號的干擾消除模塊、用于存儲數(shù)據(jù)處理模塊處理后的每一層數(shù)據(jù)的存儲器以及將存儲器內(nèi)的多層數(shù)據(jù)進行合并的合并器；兩個或者兩個以上射頻天線分別與射頻模塊相連接，射頻模塊、檢測模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、存儲器以及合并器按照信號處理流程依次相連接；數(shù)據(jù)處理模塊的輸出端分別與存儲器和干擾消除模塊相連，干擾消除模塊的輸出端與檢測模塊相連接。本發(fā)明的實施例中，射頻模塊還包括低噪聲放大器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，射頻天線輸出的信號經(jīng)所述低噪聲放大器放大以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后輸出給檢測模塊。本發(fā)明實施例中，數(shù)據(jù)處理模塊包括用于分離從檢測模塊輸出的信號和調(diào)制信號、并得到調(diào)制信號的解調(diào)器，用于對寬帶擴頻信號進行解擴頻的解擴頻器以及用于對解擴頻輸出的信號進行解碼的譯碼器；解調(diào)器、解擴頻器以及譯碼器按照信號處理流程依次相連接，檢測模塊的輸出端與解調(diào)器相連接，譯碼器的輸出端分別與存儲器和干擾消除模塊相連接。本發(fā)明的實施例，干擾消除模塊用于刪除已檢測信號，干擾消除模塊優(yōu)先采用迭代干擾消除或者自適應(yīng)干擾消除的方式從檢測模塊中將已檢測信號模塊消除。本發(fā)明的實施例中，檢測模塊還包括信道估測模塊，用于檢測從所述射頻模塊輸出的多路信號所在信道的信噪比。該信道估測模塊檢測所有信號所在信道的信噪比，選出信噪比最大的信道，并將該信道內(nèi)的信號輸入數(shù)據(jù)處理模塊內(nèi)進行解調(diào)、解擴頻以及譯碼等數(shù)據(jù)處理，最后把處理完的該層數(shù)據(jù)存儲于存儲器中。數(shù)據(jù)處理模塊內(nèi)的譯碼器在完成第一層數(shù)據(jù)處理后返回干擾消除模塊，檢測模塊通過該干擾消除模塊去除已檢測已處理的數(shù)據(jù)，再對剩余其他層數(shù)據(jù)經(jīng)信道估測模塊以及數(shù)據(jù)處理模塊進行循環(huán)處理，直至將所有數(shù)據(jù)均處理完畢。本發(fā)明還提供一種多輸入的Zigbee接收方法，該方法包括以下步驟:(I)射頻模塊通過低噪聲放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器處理從多個射頻天線接收過來的多路 目號;(2)多路信號進入檢測模塊后，首先通過信道估測模塊對多路信號所在的信道進行信噪比估測、再通過數(shù)據(jù)處理模塊對多路信號進行循環(huán)層處理并將每次循環(huán)處理的數(shù)據(jù)存儲于存儲器中；`(3)存儲器輸出的數(shù)據(jù)經(jīng)合并器合并后還原原始數(shù)據(jù)。例如，如圖2所示，有三個射頻天線接收的信號分別為Υ1、Υ2和Υ3，其對應(yīng)的接收天線分別為X1、Χ2和Χ3，根據(jù)多輸入多輸出的天線原理可得信道矩陣，如下:
Zzn Hx2 / |3H = Iill H22 Ji23 ;
Jh\.
其中，發(fā)射向量為X = (X1, X2, x3)T ;接收向量為y = (y17 y2, y3)T，貝丨JY1 = x1h11+x2h21+x3h31 ；Y2 — Χ1Κ12+Χ21 22~*~Χ3^32 ;y3 一 Χ^13+Χ21 23~*~Χ3^33 ^yi+y2+y3 — χι (hii+h12+h13)+X2 (h21+h22+h23)+X3 (h31+h32+h33)。Yl, y2, y3分別進入射頻模塊后獨立的進行低噪聲放大器放大以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后進入檢測模塊，由其中的信道估測模塊對Xl、X2和X3三種信號所在信道進行信噪比估測，并檢測出信噪比最大的信道。本實施例中，假如檢測X1的信道(hn，h12，h13)T的信噪比最大，然后選出X1信號，并將X1信號輸入數(shù)據(jù)處理模塊，通過數(shù)據(jù)處理模塊進行解調(diào)、解擴頻以及譯碼等數(shù)據(jù)處理，最后將處理的X1信號存儲至存儲器中，這樣就完成了第一層數(shù)據(jù)處理。當(dāng)完成X1信號的數(shù)據(jù)處理后，檢測模塊通過干擾消除模塊消除信號X1，然后通過信道估測模塊再對X2和X3信號所在的信道進行信噪比估測，并檢測出信噪比最大的信道，本實施例中，假如檢測X2的信道(h21，h22，h23)T的信噪比最大，然后選出X2信號，并將X2信號輸入數(shù)據(jù)處理模塊，通過數(shù)據(jù)處理模塊進行解調(diào)、解擴頻以及譯碼等數(shù)據(jù)處理，最后將處理的X2信號存儲至存儲器中，這樣就完成了第二層數(shù)據(jù)處理。檢測模塊再通過干擾消除模塊消除信號X3,并將X3輸入數(shù)據(jù)處理模塊進行數(shù)據(jù)處理，最后存儲至存儲器中。當(dāng)數(shù)據(jù)處理模塊完成了 X1X2和X3的數(shù)據(jù)處理后，均存儲于存儲器中，最后通過合并器將三者合并在一起，還原原始數(shù)據(jù)。上述例子僅僅是為了說明本發(fā)明的循環(huán)層處理技術(shù)，具體數(shù)據(jù)處理以及采用的天線數(shù)目以及信道矩陣均需要根據(jù)實際需要而定，在此不作限定。本發(fā)明中，信道估測模塊以及數(shù)據(jù)處理模塊進行數(shù)據(jù)循環(huán)處理的次數(shù)與射頻天線的數(shù)目相同，上述例子采用的射頻天線為3根，則信道估測模塊以及數(shù)據(jù)處理模塊進行數(shù)據(jù)循環(huán)處理的次數(shù)為3次。綜上所述，本發(fā)明的多輸入的Zigbee接收裝置和方法通過采用相互獨立的多根天線，使得系統(tǒng)接收信號的靈敏度大大提高，且提高了系統(tǒng)對干擾信號的消除能力，這種多輸入的Zigbee接收裝置還可以適合于復(fù)雜的環(huán)境中，解決了單輸入模式接收信號在復(fù)雜環(huán)境下如無線多徑傳輸時接收信號質(zhì)量嚴重下降、甚至接收不到信號，信號覆蓋急劇減少，接收信號吞吐量或頻譜明顯下降等問題。上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未違背本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多輸入的Zigbee接收裝置，其特征在于，所述裝置包括兩個或者兩個以上用于接收射頻信號的射頻天線、用于處理從每一所述射頻天線接收的射頻信號的射頻模塊、用于將所述射頻模塊輸出的信號進行分層處理的檢測模塊、用于處理從所述檢測模塊輸出的每一層數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理模塊、用于消除干擾信號的干擾消除模塊、用于存儲所述數(shù)據(jù)處理模塊處理后的每一層數(shù)據(jù)的存儲器以及將所述存儲器內(nèi)的多層數(shù)據(jù)進行合并的合并器；所述兩個或者兩個以上射頻天線分別與所述射頻模塊相連接，所述射頻模塊、檢測模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、存儲器以及合并器按照信號處理流程依次相連接；所述數(shù)據(jù)處理模塊的輸出端分別與所述存儲器和所述干擾消除模塊相連，所述干擾消除模塊的輸出端與所述檢測模塊相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多輸入的Zigbee接收裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括用于分離從所述檢測模塊輸出的載波信號和調(diào)制信號、并得到調(diào)制信號的解調(diào)器，用于對寬帶擴頻信號進行解擴頻的解擴頻器以及用于對所述解擴頻器輸出的信號進行解碼的譯碼器；所述解調(diào)器、解擴頻器以及譯碼器按照信號處理流程依次相連接，所述檢測模塊的輸出端與所述解調(diào)器相連接，所述譯碼器的輸出端分別與所述干擾消除模塊以及所述存儲器相連接，所述干擾消除模塊的輸出端與所述檢測模塊相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多輸入的Zigbee接收裝置，其特征在于，所述干擾消除模塊采用迭代干擾消除或者自適應(yīng)干擾消除的方式進行干擾消除。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多輸入的Zigbee接收裝置，其特征在于，所述檢測模塊包括信道估測模塊，用于檢測從所述射頻模塊輸出的多路信號所在信道的信噪比。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多輸入的Zigbee接收裝置，其特征在于，所述射頻模塊還包括低噪聲放大器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述射頻天線輸出的信號經(jīng)所述低噪聲放大器放大以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后輸出給所述檢測模塊。
6.一種多輸入的Zigbee接收方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: (1)射頻模塊通過低噪聲放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器處理從多個射頻天線接收過來的多路信號; (2)多路信號進入檢測模塊后，首先通過信道估測模塊對多路信號所在的信道進行信噪比估測、再通過數(shù)據(jù)處理模塊對多路信號進行循環(huán)層處理并將每次循環(huán)處理的數(shù)據(jù)存儲于存儲器中； (3)存儲器輸出的數(shù)據(jù)經(jīng)合并器合并后還原原始數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多輸入的Zigbee接收方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述信道估測模塊對多路信號所在的信道進行信噪比估測后，首先選出信噪比最大的信道，然后將該信道內(nèi)的信號通過所述數(shù)據(jù)處理模塊依次進行解調(diào)、解擴頻以及譯碼處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多輸入的Zigbee接收方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理模塊在完成一層數(shù)據(jù)處理后返回所述干擾消除模塊，所述檢測模塊通過所述干擾消除模塊去除已檢測已處理的數(shù)據(jù)，再對剩余其他層數(shù)據(jù)經(jīng)所述信道估測模塊以及所述數(shù)據(jù)處理模塊進行循環(huán)處理，直至將所有數(shù)據(jù)均處理完畢。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多輸入的Zigbee接收方法，其特征在于，所述信道估測模塊以及所述數(shù)據(jù)處理模塊進行數(shù)據(jù)循環(huán)處理的次數(shù)與所述射頻天線的數(shù)目相同。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多輸入的Zigbee接收裝置，該裝置包括兩個或者兩個以上射頻天線、射頻模塊、檢測模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、存儲器以及合并器；兩個或者兩個以上射頻天線分別與射頻模塊相連接，射頻模塊、檢測模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、存儲器以及合并器按照信號處理流程依次相連接。本發(fā)明還提供一種多輸入的Zigbee接收方法。本發(fā)明多輸入的Zigbee接收裝置通過采用相互獨立的多根天線，使得系統(tǒng)接收信號的靈敏度大大提高，且對消除信號的干擾與衰減得到了極大的提高，這種多輸入的Zigbee接收裝置還可以適合于復(fù)雜的環(huán)境中，解決了單輸入模式在復(fù)雜環(huán)境下如無線多徑傳輸時接收信號質(zhì)量嚴重下降、甚至接收不到信號，信號覆蓋急劇減少，接收信號吞吐量或頻譜明顯下降等問題。
文檔編號H04B7/08GK103166693SQ20131006777
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月1日
發(fā)明者尹武, 戴宏劍 申請人:深圳市睿海智電子科技有限公司