本發(fā)明涉及人體介質(zhì)通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種脈沖調(diào)制信號(hào)接收處理系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

隨著電子信息技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)、半導(dǎo)體集成電路技術(shù)、生物醫(yī)療技術(shù)的迅猛發(fā)展，以及人們對(duì)無(wú)線應(yīng)用需求的不斷提高，以人體為介質(zhì)的體域網(wǎng)(BAN，BodyArea Network)通信系統(tǒng)因其便攜、低功耗、低復(fù)雜度的特點(diǎn)，能夠很好地適應(yīng)醫(yī)療、航天、體育以及軍事等領(lǐng)域?qū)θ梭w體征進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量與監(jiān)控的需求，逐漸成為了下一代移動(dòng)通信技術(shù)研究中的熱點(diǎn)方向之一。

與傳統(tǒng)無(wú)線通信手段相比，人體介質(zhì)通信的優(yōu)勢(shì)是可以做到近全自動(dòng)化、可以連續(xù)或周期性檢測(cè)及靈活性強(qiáng)，可靠性強(qiáng)和精度高(附在人體的體域網(wǎng)傳感器可以有效及高精度的處理人體物理信號(hào))，效率高(低功耗下節(jié)點(diǎn)使用壽命長(zhǎng))，成本低、低功耗、高保密性以及低的人體損害等優(yōu)點(diǎn)，而且不存在多人通信時(shí)效率降低的問(wèn)題。因此，研究以人體自身作為傳輸介質(zhì)的通信系統(tǒng)已成為業(yè)界的迫切需求。

目前，業(yè)界在人體介質(zhì)通信領(lǐng)域?qū)π盘?hào)的調(diào)制和解調(diào)技術(shù)方面還處于起步研究階段，多是圍繞人體信道、數(shù)據(jù)接入、組網(wǎng)及信號(hào)處理算法方面開(kāi)展的，僅有少數(shù)團(tuán)隊(duì)采用分立元件初步搭建了人體介質(zhì)傳輸硬件實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)人體介質(zhì)通信的調(diào)制解調(diào)技術(shù)鮮有報(bào)道，已有的人體介質(zhì)通信以O(shè)OK(On-Off Keying，二進(jìn)制啟閉鍵控)、ASK(幅移鍵控)、2FSK(二進(jìn)制頻移鍵控)等調(diào)制解調(diào)技術(shù)為主。相比之下2PSK(二進(jìn)制相移鍵控)具有較好的誤碼率性能，但是在2PSK信號(hào)傳輸系統(tǒng)中存在相位不確定性，并將造成接收碼元“0”和“1”的顛倒，產(chǎn)生誤碼。為了保持2PSK優(yōu)點(diǎn)，降低誤碼率，把2PSK調(diào)制改進(jìn)為二進(jìn)制差分相移鍵控調(diào)制。2DPSK(二進(jìn)制差分鍵控相移鍵控)調(diào)制技術(shù)具有傳輸效率高、抗干擾能力強(qiáng)、誤比特率性能優(yōu)良等優(yōu)勢(shì)。但是，由于2DPSK調(diào)制信號(hào)中不含有載波成分，不能直接進(jìn)行載波恢復(fù)，因此已有的解調(diào)方法都是通過(guò)平方環(huán)鎖相環(huán)相關(guān)解調(diào)方法與科斯塔斯環(huán)相關(guān)解調(diào)方法采用復(fù)雜的電路恢復(fù)出與調(diào)制載波嚴(yán)格同步的相干載波，無(wú)形中增加了接收系統(tǒng)的復(fù)雜度和能耗，并導(dǎo)致系統(tǒng)集成后芯片面積和功耗較大，且需要承受較高的工作頻率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于上述情況，本發(fā)明提出了一種脈沖調(diào)制信號(hào)接收處理系統(tǒng)和方法，直接進(jìn)行載波恢復(fù)輸出基帶絕對(duì)碼數(shù)據(jù)，具有低功耗、低復(fù)雜度、高速、易集成的特點(diǎn)，滿足人體介質(zhì)傳輸應(yīng)用的需求。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施例為：

一種脈沖調(diào)制信號(hào)接收處理系統(tǒng)，包括自動(dòng)增益控制放大器、平方器、低通濾波器、固定脈沖寬度判決器、觸發(fā)式模數(shù)轉(zhuǎn)換器和差分相位解調(diào)器；

所述自動(dòng)增益控制放大器的輸入端輸入脈沖式2DPSK調(diào)制信號(hào)，所述自動(dòng)增益控制放大器的輸出端分別連接所述平方器的輸入端和所述觸發(fā)式模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸入端，所述平方器的輸出端連接所述低通濾波器的輸入端，所述低通濾波器的輸出端連接所述固定脈沖寬度判決器的輸入端，所述固定脈沖寬度判決器的輸出端連接所述觸發(fā)式模數(shù)轉(zhuǎn)換器的同步觸發(fā)輸入端，所述觸發(fā)式模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端連接所述差分相位解調(diào)器的輸入端。

一種脈沖調(diào)制信號(hào)接收處理方法，包括以下步驟：

對(duì)脈沖式2DPSK調(diào)制信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)增益控制放大，獲得幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)，將所述幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)分兩路輸出；

對(duì)第一路幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)進(jìn)行平方操作；

提取進(jìn)行平方操作后的第一路幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)中的包絡(luò)信號(hào)；

對(duì)所述包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行判決，根據(jù)預(yù)設(shè)脈沖寬度對(duì)進(jìn)行判決后的包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行脈沖展寬，獲得同步數(shù)字脈沖信號(hào)，所述預(yù)設(shè)脈沖寬度根據(jù)所述幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)的脈沖寬度設(shè)置；

根據(jù)所述同步數(shù)字脈沖信號(hào)采用預(yù)設(shè)采樣率對(duì)第二路幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)進(jìn)行采樣，所述預(yù)設(shè)采樣率根據(jù)所述幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)的載波頻率設(shè)置；

根據(jù)對(duì)所述第二路幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)進(jìn)行前后兩次采樣得到的相鄰兩個(gè)采樣數(shù)據(jù)，獲得基帶絕對(duì)碼數(shù)據(jù)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明脈沖調(diào)制信號(hào)接收處理系統(tǒng)和方法，自動(dòng)增益控制放大器對(duì)脈沖式2DPSK調(diào)制信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)增益控制放大，獲得幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)；平方器對(duì)第一路幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)進(jìn)行平方操作；低通濾波器提取進(jìn)行平方操作后信號(hào)中的包絡(luò)信號(hào)；固定脈沖寬度判決器對(duì)提取的包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行判決，根據(jù)預(yù)設(shè)脈沖寬度對(duì)進(jìn)行判決后的包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行脈沖展寬，獲得同步數(shù)字脈沖信號(hào)；當(dāng)同步數(shù)字脈沖信號(hào)輸入觸發(fā)式模數(shù)轉(zhuǎn)換器時(shí)，觸發(fā)式模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用預(yù)設(shè)采樣率對(duì)第二路幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)進(jìn)行采樣；最后差分相位解調(diào)器根據(jù)對(duì)第二路幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)進(jìn)行前后兩次采樣得到的相鄰兩個(gè)采樣數(shù)據(jù)，一步到位恢復(fù)輸出基帶絕對(duì)碼數(shù)據(jù)。本發(fā)明采用脈沖式2DPSK調(diào)制信號(hào)提高了人體信道的頻帶利用率，提高發(fā)送速率，系統(tǒng)工作在全數(shù)字觸發(fā)式狀態(tài)，直接進(jìn)行載波恢復(fù)，在實(shí)現(xiàn)上能以低功耗、低復(fù)雜度、高速的優(yōu)點(diǎn)換來(lái)系統(tǒng)的單位比特能耗顯著降低，并且可完全采用CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)集成電路工藝實(shí)現(xiàn)，不存在大面積的集成電阻及電容整形電路，適合集成于SOC(System on Chip，系統(tǒng)級(jí)芯片)芯片，具有良好推廣價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1為一個(gè)實(shí)施例中脈沖調(diào)制信號(hào)接收處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為一個(gè)實(shí)施例中差分相位解調(diào)器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為一個(gè)實(shí)施例中相位比較器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為基于圖1所示系統(tǒng)一個(gè)具體示例中脈沖調(diào)制信號(hào)接收處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為一個(gè)脈沖調(diào)制信號(hào)接收處理系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例；

圖6為一個(gè)實(shí)施例中脈沖調(diào)制信號(hào)接收處理方法流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施方式僅僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

一個(gè)實(shí)施例中脈沖調(diào)制信號(hào)接收處理系統(tǒng)，如圖1所示，包括自動(dòng)增益控制放大器101、平方器102、低通濾波器103、固定脈沖寬度判決器104、觸發(fā)式模數(shù)轉(zhuǎn)換器105和差分相位解調(diào)器106；

所述自動(dòng)增益控制放大器101的輸入端輸入脈沖式2DPSK調(diào)制信號(hào)，所述自動(dòng)增益控制放大器101的輸出端分別連接所述平方器102的輸入端和所述觸發(fā)式模數(shù)轉(zhuǎn)換器105的信號(hào)輸入端，所述平方器102的輸出端連接所述低通濾波器103的輸入端，所述低通濾波器103的輸出端連接所述固定脈沖寬度判決器104的輸入端，所述固定脈沖寬度判決器104的輸出端連接所述觸發(fā)式模數(shù)轉(zhuǎn)換器105的同步觸發(fā)輸入端，所述觸發(fā)式模數(shù)轉(zhuǎn)換器105的輸出端連接所述差分相位解調(diào)器106的輸入端。

自動(dòng)增益控制放大器101對(duì)脈沖式2DPSK調(diào)制信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)增益控制放大，輸出兩路幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)；平方器102對(duì)第一路幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)進(jìn)行平方操作輸出平方后的幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)；低通濾波器103提取進(jìn)行平方操作后的幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)中的包絡(luò)信號(hào)；固定脈沖寬度判決器104對(duì)提取的包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行判決，根據(jù)預(yù)設(shè)脈沖寬度對(duì)進(jìn)行判決后的包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行脈沖展寬，獲得同步數(shù)字脈沖信號(hào)；當(dāng)同步數(shù)字脈沖信號(hào)到來(lái)時(shí)，觸發(fā)式模數(shù)轉(zhuǎn)換器105采用預(yù)設(shè)采樣率對(duì)第二路幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)進(jìn)行采樣；最后差分相位解調(diào)器106根據(jù)對(duì)第二路幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)進(jìn)行前后兩次采樣得到的相鄰兩個(gè)采樣數(shù)據(jù)，一步到位恢復(fù)輸出基帶絕對(duì)碼數(shù)據(jù)。

觸發(fā)式模數(shù)轉(zhuǎn)換器在同步數(shù)字脈沖信號(hào)到來(lái)時(shí)才進(jìn)行采樣，其余時(shí)間模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)不輸出數(shù)據(jù)。

從以上描述可知，本發(fā)明脈沖調(diào)制信號(hào)接收處理系統(tǒng)，采用脈沖式2DPSK調(diào)制信號(hào)提高了人體信道的頻帶利用率，提高發(fā)送速率，系統(tǒng)工作在全數(shù)字觸發(fā)式狀態(tài)，直接進(jìn)行載波恢復(fù)，在實(shí)現(xiàn)上能以低功耗、低復(fù)雜度、高速的優(yōu)點(diǎn)換來(lái)系統(tǒng)的單位比特能耗顯著降低，并且可完全采用CMOS集成電路工藝實(shí)現(xiàn)，不存在大面積的集成電阻及電容整形電路，適合集成于SOC芯片，具有良好推廣價(jià)值。

此外，在一個(gè)具體示例中，如圖2所示，所述差分相位解調(diào)器106包括第一移位寄存器1061、第二移位寄存器1062和相位比較器1063；

所述觸發(fā)式模數(shù)轉(zhuǎn)換器105的輸出端連接所述第一移位寄存器1061，所述第一移位寄存器1061的第一輸出端連接所述第二移位寄存器1062的輸入端，所述第一移位寄存器1061的第二輸出端和所述第二移位寄存器1062的輸出端分別連接所述相位比較器1063的輸入端。

觸發(fā)式模數(shù)轉(zhuǎn)換器105輸出第一次采樣數(shù)據(jù)到第一移位寄存器1061，第一移位寄存器1061對(duì)第一次采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行移位寄存操作，得到第一移位寄存數(shù)據(jù)d_n(t)，觸發(fā)式模數(shù)轉(zhuǎn)換器105輸出第二次采樣數(shù)據(jù)到第一移位寄存器1061，第一移位寄存器1061將第一移位寄存數(shù)據(jù)d_n(t)輸出到第二移位寄存器1062，第二移位寄存器1062輸出第一移位寄存數(shù)據(jù)d_n(t)到相位比較器1063，第一移位寄存器1061對(duì)第二次采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行移位寄存操作，得到第二移位寄存數(shù)據(jù)d_n+1(t)，第一移位寄存器1061輸出第二移位寄存數(shù)據(jù)d_n+1(t)到相位比較器1063，相位比較器1063根據(jù)第一移位寄存數(shù)據(jù)d_n(t)和第二移位寄存數(shù)據(jù)d_n+1(t)輸出基帶絕對(duì)碼數(shù)據(jù)。

此外，在一個(gè)具體示例中，如圖3所示，所述相位比較器1063包括數(shù)字乘法電路10631、均值獲取電路10632和閾值判決電路10633；

所述第一移位寄存器1061的第二輸出端連接所述數(shù)字乘法電路10631的第一輸入端，所述第二移位寄存器1062的輸出端連接所述數(shù)字乘法電路10631的第二輸入端，所述數(shù)字乘法電路10631的輸出端連接所述均值獲取電路10632的輸入端，所述均值獲取電路10632的輸出端連接所述閾值判決電路10633的輸入端。

例如第一移位寄存器1061輸出信號(hào)d_n(t)，第二移位寄存器1062輸出信號(hào)d_n+1(t)，那么數(shù)字乘法電路10631將上述兩個(gè)信號(hào)相乘，通過(guò)均值獲取電路10632得到數(shù)字乘法電路10631輸出乘積的直流均值，閾值判決電路10633將該直流均值和某一預(yù)先設(shè)定的數(shù)學(xué)閾值，對(duì)應(yīng)輸出“邏輯1”或“邏輯0”，從而實(shí)現(xiàn)脈沖式2DPSK非相關(guān)信號(hào)解調(diào)。

此外，在一個(gè)具體示例中，上述系統(tǒng)還包括低噪聲放大器，所述低噪聲放大器的輸入端輸入所述脈沖式2DPSK調(diào)制信號(hào)，所述低噪聲放大器的輸出端連接所述自動(dòng)增益控制放大器的輸入端。

低噪聲放大器噪聲系數(shù)很低，在放大微弱信號(hào)的場(chǎng)合，低噪聲放大器自身的噪聲對(duì)信號(hào)的干擾很小，提高輸出的信噪比。

此外，在一個(gè)具體示例中，上述系統(tǒng)還包括選頻濾波器，所述選頻濾波器的輸入端輸入所述脈沖式2DPSK調(diào)制信號(hào)，所述選頻濾波器的輸出端連接所述低噪聲放大器的輸入端。

這里可以根據(jù)實(shí)際需要通過(guò)選頻濾波器獲取脈沖式2DPSK調(diào)制信號(hào)中特定頻段的信號(hào)進(jìn)行后續(xù)研究處理，適合應(yīng)用。

此外，在一個(gè)具體示例中，所述固定脈沖寬度判決器包括判決器和固定脈沖展寬器；

所述低通濾波器的輸出端連接所述判決器的輸入端，所述判決器的輸出端連接所述固定脈沖展寬器的輸入端，所述固定脈沖展寬器的輸出端連接所述觸發(fā)式模數(shù)轉(zhuǎn)換器的同步觸發(fā)輸入端。

判決器對(duì)低通濾波器輸出的信號(hào)進(jìn)行判決，固定脈沖展寬器可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置脈沖展寬寬度，對(duì)判決器輸出的信號(hào)進(jìn)行脈沖展寬，保證后續(xù)處理正常進(jìn)行。

為了更好地理解上述系統(tǒng)，以下詳細(xì)闡述一個(gè)本發(fā)明脈沖調(diào)制信號(hào)接收處理系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例。

如圖4所示，所述系統(tǒng)可以包括選頻濾波器401、低噪聲放大器402、自動(dòng)增益控制放大器403、平方器404、低通濾波器405、判決器406、固定脈沖展寬器407、觸發(fā)式模數(shù)轉(zhuǎn)換器408和差分相位解調(diào)器409；

選頻濾波器401的輸入端輸入脈沖式2DPSK調(diào)制信號(hào)，選頻濾波器401的輸出端連接低噪聲放大器402的輸入端，低噪聲放大器402的輸出端連接自動(dòng)增益控制放大器403的輸入端，自動(dòng)增益控制放大器403的輸出端分別連接平方器404的輸入端和觸發(fā)式模數(shù)轉(zhuǎn)換器408的信號(hào)輸入端，平方器404的輸出端連接低通濾波器405的輸入端，低通濾波器405的輸出端連接判決器406的輸入端，判決器406的輸出端連接固定脈沖展寬器407的輸入端，固定脈沖展寬器407的的輸出端連接觸發(fā)式模數(shù)轉(zhuǎn)換器408的同步觸發(fā)輸入端，觸發(fā)式模數(shù)轉(zhuǎn)換器408的輸出端連接差分相位解調(diào)器409的輸入端；

所述差分相位解調(diào)器409包括第一移位寄存器4091、第二移位寄存器4092、數(shù)字乘法電路4093、均值獲取電路4094和閾值判決電路4095；

觸發(fā)式模數(shù)轉(zhuǎn)換器408的輸出端連接第一移位寄存器4091，第一移位寄存器4091的第一輸出端連接第二移位寄存器4092的輸入端，第一移位寄存器4091的第二輸出端連接數(shù)字乘法電路4093的第一輸入端，第二移位寄存器4092的輸出端連接數(shù)字乘法電路4093的第二輸入端，數(shù)字乘法電路4093的輸出端連接均值獲取電路4094的輸入端，均值獲取電路4094的輸出端連接閾值判決電路4095的輸入端。

具體地，選頻濾波器401對(duì)經(jīng)過(guò)人體介質(zhì)的寬帶脈沖式2DPSK調(diào)制信號(hào)進(jìn)行選頻濾波，低噪聲放大器402對(duì)進(jìn)行選頻濾波后的寬帶脈沖式2DPSK調(diào)制信號(hào)進(jìn)行放大，自動(dòng)增益控制放大器403對(duì)放大后的某一頻段的寬帶脈沖式2DPSK調(diào)制信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)增益控制放大，獲得幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)r(t)，分兩路輸出幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)r(t)，平方器404對(duì)第一路幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)r(t)進(jìn)行平方操作得到信號(hào)a(t)，通過(guò)低通濾波器405進(jìn)一步的噪聲抑制、濾波得到信號(hào)b(t)，通過(guò)判決器406對(duì)b(t)進(jìn)行判決后，通過(guò)固定脈沖展寬器407再進(jìn)行固定寬度的脈沖展寬操作，從而得到同步數(shù)字脈沖c(t)，c(t)的脈沖寬度須大于信號(hào)r(t)的脈沖寬度，以保證觸發(fā)式模數(shù)轉(zhuǎn)換器408每次采樣都能采集到r(t)中有效的脈沖信息，并且每次采樣時(shí)間長(zhǎng)度及采樣所輸出的每組數(shù)據(jù)d_n(t)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度(采樣點(diǎn)的數(shù)量)相同，當(dāng)同步數(shù)字脈沖c(t)到來(lái)時(shí)，以大于等于2倍r(t)載波頻率的采樣頻率，通過(guò)觸發(fā)式模數(shù)轉(zhuǎn)換器408對(duì)第二路幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)r(t)進(jìn)行采樣，得到數(shù)據(jù)dn(t)(n對(duì)應(yīng)采樣次數(shù))，通過(guò)差分相位解調(diào)器409一步到位恢復(fù)輸出基帶絕對(duì)碼數(shù)據(jù)e(t)及同步數(shù)字脈沖c(t)；

這里同步數(shù)字脈沖c(t)即作為系統(tǒng)最終解調(diào)輸出絕對(duì)碼數(shù)據(jù)e(t)的配套同步時(shí)鐘；

進(jìn)一步，觸發(fā)式模數(shù)轉(zhuǎn)換器408在信號(hào)c(t)的同步脈沖到來(lái)時(shí)才進(jìn)行采樣，所采集到的數(shù)據(jù)即是r(t)中所對(duì)應(yīng)脈沖信號(hào)的數(shù)字形式，而其余時(shí)間觸發(fā)式模數(shù)轉(zhuǎn)換器408進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)不輸出數(shù)據(jù)；

進(jìn)一步，觸發(fā)式模數(shù)轉(zhuǎn)換器408輸出第一次采樣數(shù)據(jù)到第一移位寄存器4091，第一移位寄存器4091對(duì)第一次采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行移位寄存操作，得到第一移位寄存數(shù)據(jù)d_n(t)，觸發(fā)式模數(shù)轉(zhuǎn)換器408輸出第二次采樣數(shù)據(jù)到第一移位寄存器4091，第一移位寄存器4091將第一移位寄存數(shù)據(jù)d_n(t)輸出到第二移位寄存器4092，第二移位寄存器4092輸出第一移位寄存數(shù)據(jù)d_n(t)到數(shù)字乘法電路4093，第一移位寄存器4091對(duì)第二次采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行移位寄存操作，得到第二移位寄存數(shù)據(jù)d_n+1(t)，第一移位寄存器4091輸出第二移位寄存數(shù)據(jù)d_n+1(t)到數(shù)字乘法電路4093，例如將第一移位寄存器4091輸出信號(hào)表示為d_n(t)＝COS(ωt)，第二移位寄存器4092輸出信號(hào)表示為d_n+1(t)＝COS(ωt+θ)，數(shù)字乘法電路4093輸出信號(hào)可以表示為：通過(guò)均值獲取電路4094得到直流均值信號(hào)所述直流均值信號(hào)q(t)的大小即體現(xiàn)了d_n(t)與d_n+1(t)數(shù)據(jù)的相位差信息，閾值判決電路4095比較q(t)和某一預(yù)先設(shè)定的數(shù)學(xué)閾值，對(duì)應(yīng)輸出“邏輯1”或“邏輯0”，從而實(shí)現(xiàn)脈沖式2DPSK非相關(guān)信號(hào)解調(diào)。

如圖5所示，脈沖調(diào)制信號(hào)接收處理系統(tǒng)應(yīng)用于人體介質(zhì)通信時(shí)，將信號(hào)源51產(chǎn)生的信號(hào)u_i送入2DPSK發(fā)射機(jī)52的輸入端，2DPSK發(fā)射機(jī)52的輸出端向其中一人身上佩戴的人體介質(zhì)傳感器1發(fā)射寬帶脈沖式2DPSK信號(hào)u_n，信號(hào)u_n通過(guò)兩人的握手而構(gòu)建的人體介質(zhì)信道傳送至另一個(gè)人的身上佩戴的人體介質(zhì)傳感器2，由人體介質(zhì)傳感器2輸出寬帶脈沖式2DPSK信號(hào)u'_n，接著由圖4的實(shí)施實(shí)例53對(duì)信號(hào)u'_n進(jìn)行脈沖式2DPSK非相關(guān)接收與解調(diào)，輸出基帶數(shù)據(jù)Data，最后通過(guò)計(jì)算機(jī)54內(nèi)部上位機(jī)完成對(duì)Data數(shù)據(jù)處理，不需要復(fù)雜的載波同步恢復(fù)、科斯塔斯環(huán)、高速實(shí)時(shí)采集等電路，低復(fù)雜度、低功耗及易于集成。

從以上描述可知，本實(shí)施例選頻濾波器對(duì)經(jīng)過(guò)人體介質(zhì)的寬帶脈沖式2DPSK調(diào)制信號(hào)進(jìn)行選頻濾波，低噪聲放大器對(duì)進(jìn)行選頻濾波后的寬帶脈沖式2DPSK調(diào)制信號(hào)進(jìn)行放大，自動(dòng)增益控制放大器對(duì)放大后的某一頻段的寬帶脈沖式2DPSK調(diào)制信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)增益控制放大，獲得幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)；平方器對(duì)第一路幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)進(jìn)行平方操作；低通濾波器提取進(jìn)行平方操作后信號(hào)中的包絡(luò)信號(hào)；判決器對(duì)提取的包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行判決，固定脈沖展寬器根據(jù)預(yù)設(shè)脈沖寬度對(duì)進(jìn)行判決后的包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行脈沖展寬，獲得同步數(shù)字脈沖信號(hào)；當(dāng)同步數(shù)字脈沖信號(hào)到來(lái)時(shí)，觸發(fā)式模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用預(yù)設(shè)采樣率對(duì)第二路幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)進(jìn)行采樣；最后差分相位解調(diào)器根據(jù)對(duì)第二路幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)進(jìn)行前后兩次采樣得到的相鄰兩個(gè)采樣數(shù)據(jù)，一步到位恢復(fù)輸出基帶絕對(duì)碼數(shù)據(jù)。本發(fā)明采用脈沖式2DPSK調(diào)制信號(hào)提高了人體信道的頻帶利用率，提高發(fā)送速率，系統(tǒng)工作在全數(shù)字觸發(fā)式狀態(tài)，直接進(jìn)行載波恢復(fù)，在實(shí)現(xiàn)上能以低功耗、低復(fù)雜度、高速的優(yōu)點(diǎn)換來(lái)系統(tǒng)的單位比特能耗顯著降低，并且可完全采用CMOS集成電路工藝實(shí)現(xiàn)，不存在大面積的集成電阻及電容整形電路，適合集成于SOC芯片，具有良好推廣價(jià)值。

一個(gè)實(shí)施例中脈沖調(diào)制信號(hào)接收處理方法，如圖6所示，包括以下步驟：

步驟S601：對(duì)脈沖式2DPSK調(diào)制信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)增益控制放大，獲得幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)，將所述幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)分兩路輸出；

步驟S602：對(duì)第一路幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)進(jìn)行平方操作；

步驟S603：提取進(jìn)行平方操作后的第一路幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)中的包絡(luò)信號(hào)；

步驟S604：對(duì)所述包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行判決，根據(jù)預(yù)設(shè)脈沖寬度對(duì)進(jìn)行判決后的包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行脈沖展寬，獲得同步數(shù)字脈沖信號(hào)，所述預(yù)設(shè)脈沖寬度根據(jù)所述幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)的脈沖寬度設(shè)置；

步驟S605：根據(jù)所述同步數(shù)字脈沖信號(hào)采用預(yù)設(shè)采樣率對(duì)第二路幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)進(jìn)行采樣，所述預(yù)設(shè)采樣率根據(jù)所述幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)的載波頻率設(shè)置；

步驟S606：根據(jù)對(duì)所述第二路幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)進(jìn)行前后兩次采樣得到的相鄰兩個(gè)采樣數(shù)據(jù)，獲得基帶絕對(duì)碼數(shù)據(jù)。

對(duì)經(jīng)過(guò)人體介質(zhì)的寬帶脈沖式2DPSK調(diào)制信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)增益控制放大，獲得幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)r(t)，將信號(hào)r(t)分兩路輸出即a與b兩路，對(duì)a路信號(hào)進(jìn)行平方后得到信號(hào)a(t)，提取信號(hào)a(t)的包絡(luò)信號(hào)b(t)，對(duì)包絡(luò)信號(hào)b(t)進(jìn)行判決，根據(jù)預(yù)設(shè)脈沖寬度對(duì)進(jìn)行判決后的包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行脈沖展寬，得到同步數(shù)字脈沖c(t)，當(dāng)同步數(shù)字脈沖c(t)到來(lái)時(shí)，以預(yù)設(shè)采樣頻率對(duì)b路信號(hào)進(jìn)行采樣，得到數(shù)據(jù)d_n(t)(n對(duì)應(yīng)采樣次數(shù))，根據(jù)前后兩次采樣得到的相鄰兩個(gè)采樣數(shù)據(jù)，一步到位恢復(fù)輸出基帶絕對(duì)碼數(shù)據(jù)e(t)及同步時(shí)鐘c(t)。

從以上描述可知，本發(fā)明脈沖調(diào)制信號(hào)接收處理方法，采用脈沖式2DPSK調(diào)制信號(hào)提高了人體信道的頻帶利用率，提高發(fā)送速率，系統(tǒng)工作在全數(shù)字觸發(fā)式狀態(tài)，直接進(jìn)行載波恢復(fù)，在實(shí)現(xiàn)上能以低功耗、低復(fù)雜度、高速的優(yōu)點(diǎn)換來(lái)系統(tǒng)的單位比特能耗顯著降低，并且可完全采用CMOS集成電路工藝實(shí)現(xiàn)，不存在大面積的集成電阻及電容整形電路，適合集成于SOC芯片，具有良好推廣價(jià)值。

此外，在一個(gè)具體示例中，根據(jù)對(duì)所述第二路幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)進(jìn)行前后兩次采樣得到的相鄰兩個(gè)采樣數(shù)據(jù)，獲得基帶絕對(duì)碼數(shù)據(jù)的方式包括：

分別對(duì)所述第二路幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)進(jìn)行前后兩次采樣得到的相鄰兩個(gè)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行移位寄存操作，得到第一移位寄存數(shù)據(jù)和第二移位寄存數(shù)據(jù)；

將所述第一移位寄存數(shù)據(jù)和第二移位寄存數(shù)據(jù)相乘；

根據(jù)所述第一移位寄存數(shù)據(jù)和第二移位寄存數(shù)據(jù)的相乘結(jié)果獲得直流均值；

當(dāng)直流均值大于預(yù)設(shè)第一閾值時(shí)，輸出第一基帶絕對(duì)碼數(shù)據(jù)；當(dāng)直流均值小于預(yù)設(shè)第二閾值時(shí)，輸出第二基帶絕對(duì)碼數(shù)據(jù)，所述預(yù)設(shè)第一閾值大于所述預(yù)設(shè)第二閾值。

例如第一移位寄存數(shù)據(jù)表示為d_n(t)＝COS(ωt)，第二移位寄存數(shù)據(jù)表示為d_n+1(t)＝COS(ωt+θ)，將所述第一移位寄存數(shù)據(jù)和第二移位寄存數(shù)據(jù)相乘可以表示為：獲得直流均值所述直流均值信號(hào)q(t)的大小即體現(xiàn)了d_n(t)與d_n+1(t)數(shù)據(jù)的相位差信息，比較q(t)和某一預(yù)先設(shè)定的數(shù)學(xué)閾值，對(duì)應(yīng)輸出“邏輯1”或“邏輯0”，從而實(shí)現(xiàn)脈沖式2DPSK非相關(guān)信號(hào)解調(diào)。當(dāng)直流均值大于預(yù)設(shè)第一閾值時(shí)，說(shuō)明d_n(t)與d_n+1(t)數(shù)據(jù)的相位差為零，輸出第一基帶絕對(duì)碼數(shù)據(jù)，即“邏輯0”，當(dāng)直流均值小于預(yù)設(shè)第二閾值時(shí)，說(shuō)明d_n(t)與d_n+1(t)數(shù)據(jù)的相位差不為零，輸出第二基帶絕對(duì)碼數(shù)據(jù)，即“邏輯1”。

此外，在一個(gè)具體示例中，在所述對(duì)脈沖式2DPSK調(diào)制信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)增益控制放大之前，還包括步驟：

依次對(duì)所述脈沖式2DPSK調(diào)制信號(hào)進(jìn)行選頻濾波和低噪聲放大。

在放大微弱信號(hào)的場(chǎng)合，低噪聲放大可以提高輸出的信噪比?？梢愿鶕?jù)實(shí)際需要通過(guò)選頻濾波獲取脈沖式2DPSK調(diào)制信號(hào)中特定頻段的信號(hào)進(jìn)行后續(xù)研究處理，適合應(yīng)用。

此外，在一個(gè)具體示例中，所述預(yù)設(shè)脈沖寬度大于所述幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)的脈沖寬度，所述預(yù)設(shè)采樣率大于或等于兩倍的所述幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)的載波頻率。

預(yù)設(shè)脈沖寬度大于幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)的脈沖寬度，以保證每次采樣都能采集到幅度包絡(luò)穩(wěn)定信號(hào)中有效的脈沖信息，并且每次采樣時(shí)間長(zhǎng)度及采樣所輸出的每組數(shù)據(jù)d_n(t)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度(采樣點(diǎn)的數(shù)量)相同。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。