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资源说明：提出了一种在零中频低功耗蓝牙接收机中使用的GMSK解调器。GMSK是一种恒包络调制方式，针对其解调最重要的判决依据是相位变化，而接收机的本振频率与发射机的载波频率误差会对相位产生干扰。因此提出了一种频偏校准算法来解决频偏对解调性能的影响。该算法由改进的一比特差分解调与CORDIC（COordinate Rotation Digital Computer）算法结合实现，与传统的频偏校准算法相比复杂度大大降低。在150 kHz以内的频偏条件下，要达到10-3误码率要求，需要的信噪比与无频偏时相比差距在1 dB以内。该解调器通过Verilog实现，并用FPGA进行验证。
在无线通信领域，特别是在低功耗蓝牙（Bluetooth Low Energy, BLE）系统中，GMSK（Gaussian Minimum Shift Keying）调制技术被广泛应用。GMSK是一种恒包络调制方式，它通过连续相位变化来传递信息，使得信号在传输过程中保持恒定的功率。然而，在实际接收过程中，由于本地振荡器（LO）的频率误差或传输过程中的多普勒效应，接收信号可能会出现频偏，这对GMSK信号的解调性能造成严重影响。
传统的频偏校准方法通常采用锁相环（Phase-Locked Loop, PLL）来实现载波同步，从而消除频偏，但这涉及到复杂的硬件实现，不适合低功耗应用场景。因此，文中提出了一种基于数据辅助的新型频偏校准算法，该算法结合了一比特差分解调和CORDIC算法，显著降低了复杂度，同时保持了较高的解调精度。
一比特差分解调是GMSK解调的基础，它通过比较连续码元之间的相位变化来进行判决。然而，频偏会导致相位误差，进而影响解调结果。为此，文章引入了CORDIC算法，这是一种数字坐标旋转算法，能够高效地执行角度计算。在CORDIC算法的帮助下，可以通过一系列简单的加减操作来估计并补偿频偏，简化了硬件实现。
该文提出的频偏校准结构包括两个CORDIC模块，一个用于估计频偏，另一个用于补偿频偏。在9级迭代后，可以有效校正150 kHz以内的频偏，使得在10^-3误码率要求下，解调所需的信噪比（SNR）与无频偏情况下的差异不超过1 dB。
GMSK解调器的完整设计还包括参考电平计算、匹配滤波器和幅度归一化等关键步骤。参考电平计算用于消除零中频接收机直流失调的影响，匹配滤波器则减轻码间串扰，确保解调的准确性。幅度归一化通过新的方法实现，降低了计算复杂度，减少了系统延迟，同时保持了解调性能。
整体来说，这个GMSK解调器设计充分考虑了低功耗蓝牙系统的特殊需求，通过创新的频偏校准算法实现了高效且精确的解调，为低功耗蓝牙接收机的设计提供了实用的解决方案。该设计使用Verilog语言进行硬件描述，并在FPGA平台上进行了验证，证明了其实现的可行性和优越性。
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