本申请实施例涉及蓝牙通信技术，尤其涉及一种蓝牙接收均衡方法、装置及蓝牙设备。
背景技术：
随着蓝牙技术的发展，新一代的蓝牙技术拥有更高的速率、更大的广播容量和更远的传输距离等优势。例如，蓝牙5相比之前的版本蓝牙4.x，其传输速率是蓝牙4.x的两倍，传输距离是蓝牙4.x的四倍，广播容量是蓝牙4.x的八倍。虽然新一代的蓝牙技术拥有更高的优势，但是随着蓝牙通信的传输距离的增加，在传输过程中所受到的干扰也越多，虽然传输距离增加了，但是接收到的蓝牙信号效果并不理想，所以需要对蓝牙信号的接收进行优化。
技术实现要素：
本申请实施例提供一种蓝牙接收均衡方法、装置及蓝牙设备，可以对于接收的蓝牙信号的进行优化。
第一方面，本申请实施例提供了一种蓝牙接收均衡方法，包括：
将初始信号发送至均衡器，所述均衡器根据均衡系数对所述初始信号进行均衡处理以得到待解调信号；
根据所述初始信号确定参考信号；
将所述参考信号和所述待解调信号输入至预设训练控制器，并通过预设算法对所述预设训练控制器进行训练以生成参数训练模型；其中，所述参数训练模型用于计算参考信号和待解调信号的损失函数，并根据所述损失函数输出均衡调整系数；
所述预设训练控制器将所述均衡调整系数确定为所述均衡器的均衡系数。
可选地，根据所述初始信号确定参考信号包括：
根据所述初始信号确定待处理参考信号；
通过参考调制器根据频偏参数对所述待处理参考信号进行调制处理，以确定参考信号；
相应地，所述参数训练模型还用于计算参考信号和待解调信号的相位损失函数，并根据所述相位损失函数输出频偏调整参数；
相应地，所述预设训练控制器还用于将所述频偏调整参数确定为所述参考调制器的频偏参数。
可选地，将初始信号发送至均衡器之前，还包括：
将初始信号发送至初始滤波器进行滤波处理，以得到滤波后的初始信号rn：
其中，n为滤波前的初始信号，向量hlp为初始滤波器的冲击响应，m为初始滤波器的长度；
相应地，所述待解调信号
其中，向量c为所述均衡器的均衡系数。
可选地，所述通过预设算法对所述预设训练控制器进行训练包括：
根据参考信号in和待解调信号
根据所述损失函数确定梯度
根据所述梯度确定均衡调整系数c′为：
其中，向量c为所述均衡器的均衡系数，向量η为第一预设学习率，j为设定梯度累积数量。
可选地，所述通过预设算法对所述预设训练控制器进行训练还包括：
根据参考信号in和待解调信号
根据所述相位差确定相位损失函数l(δφn+1,φn)为：
根据所述相位损失函数确定相位梯度
根据所述相位梯度确定频偏调整参数ω′为：
其中，
可选地，通过参考调制器根据频偏参数对所述待处理参考信号进行调制处理之前，还包括：
通过参考滤波器对待处理参考信号进行滤波处理，以得到滤波后的待处理参考信号xn：
xn＝gtdn；
其中，dn为待处理参考信号，向量g为参考滤波器的系数；
相应地，所述参考信号in为：
其中，ω为频偏参数。
可选地，所述根据所述初始信号确定待处理参考信号包括：
根据所述初始信号的包头数据确定待处理参考信号；
相应地，在均衡器根据均衡系数对所述初始信号进行均衡处理以得到待解调信号之后，还包括：
对待解调信号
可选地，所述均衡器根据均衡系数对所述初始信号进行均衡处理以得到待解调信号包括：
均衡器根据均衡系数对所述初始信号的传输数据进行均衡处理以得到待解调信号；
相应地，所述均衡器根据均衡系数对所述初始信号进行均衡处理以得到待解调信号之后，还包括：
对所述待解调信号进行解调处理，以得到解调输出信号；
相应地，所述根据所述初始信号确定待处理参信号包括：
根据所述初始信号的包头数据确定待处理参考信号；
或
根据所述解调输出信号确定待处理参考信号。
第二方面，本申请实施例还提供了一种蓝牙接收均衡装置，包括：
均衡器，用于根据均衡系数对所述初始信号进行均衡处理以得到待解调信号；
参考生成器，用于根据所述初始信号确定参考信号；
预设训练控制器，用于根据输入的所述参考信号和所述待解调信号，通过预设算法对所述预设训练控制器进行训练以生成参数训练模型；其中，所述参数训练模型用于计算参考信号和待解调信号的损失函数，并根据所述损失函数输出均衡调整系数；
所述预设训练控制器，还用于将所述均衡调整系数确定为所述均衡器的均衡系数。
第三方面，本申请实施例还提供了一种蓝牙设备，包括上述蓝牙接收均衡装置。
本申请实施例公开了一种蓝牙接收均衡方案，包括：将初始信号发送至均衡器，所述均衡器根据均衡系数对所述初始信号进行均衡处理以得到待解调信号；根据所述初始信号确定参考信号；将所述参考信号和所述待解调信号输入至预设训练控制器，并通过预设算法对所述预设训练控制器进行训练以生成参数训练模型；其中，所述参数训练模型用于计算参考信号和待解调信号的损失函数，并根据所述损失函数输出均衡调整系数；所述预设训练控制器将所述均衡调整系数确定为所述均衡器的均衡系数。通过上述技术方案，可以优化接收到的蓝牙信号。
附图说明
图1是本申请实施例的一种蓝牙接收均衡方法的流程图；
图2是本申请实施例的另一种蓝牙接收均衡方法的流程图；
图3是本申请实施例的一种蓝牙接收均衡装置的模块连接图；
图4是本申请实施例的另一种蓝牙接收均衡装置的模块连接图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本申请实施例一提供的一种蓝牙接收均衡方法的流程图，该方法包括：
s110、将初始信号发送至均衡器，所述均衡器根据均衡系数对所述初始信号进行均衡处理以得到待解调信号。
其中，所述初始信号可以是接收到的蓝牙信号；蓝牙接收均衡装置通过和外部的蓝牙装置建立连接，外部的蓝牙装置发送初始信号至蓝牙接收均衡装置。所述均衡器用于根据均衡系数对初始信号进行均衡处理以得到待解调信号。
可选地，将初始信号发送至均衡器之前，还包括：将初始信号发送至初始滤波器进行滤波处理，以得到滤波后的初始信号rn：
其中，所述初始滤波器可以是低通滤波器，具体可以是fir(有限长单位冲击，finiteimpulseresponse)滤波器；n为滤波前的初始信号，具体为接收到的第n个初始信号，rn＝[rnrn+1rn+2…rn+m-1]t，向量hlp为初始滤波器的冲击响应，m为初始滤波器的长度。
相应地，将滤波后的初始信号发送至均衡器，所述均衡器根据均衡系数对所述滤波后的初始信号进行均衡处理，以得到待解调信号
其中，向量c为所述均衡器的均衡系数；所述均衡系数c可以是均衡器的预设的均衡系数。
s111、根据所述初始信号确定参考信号。
所述初始信号可以包括包头数据和传输数据。在外部的蓝牙装置和蓝牙接收均衡装置建立连接的最初，即可以获取包头数据，包头数据为初始信号的开始部分，可以通过外部的蓝牙装置发布的广播确定。示例性地，如果外部的蓝牙装置是传统蓝牙装置，则包头数据包括访问码(accesscode)。如果外部的蓝牙装置是低功耗蓝牙装置，则包头数据包括随机接入前导码(preamble)和访问地址(accessaddress)。
传输数据包括所述蓝牙连接实际需要进行传输的数据，相应地，均衡器根据均衡系数对所述初始信号的传输数据进行均衡处理以得到待解调信号，以及通过解调器对所述待解调信号进行解调处理，以得到解调输出信号。所述解调器可包括gfsk(高斯频移键控,gaussfrequencyshiftkeying)解调器，相应地，所接收的初始信号的传输数据为gfsk信号。所述解调器还可包括dpsk(差分相移键控,differentialphaseshiftkeying)解调器。
可选地，可以根据所述初始信号的包头数据确定参考信号，或根据解调输出信号确定参考信号。
根据所述初始信号的包头数据确定参考信号，即将初始信号的包头数据作为参考信号；根据解调输出信号确定参考信号，即将解调器得到的解调输出信号作为参考信号。
需要说明的是，操作s111的执行顺序不限于图1中所示，操作s111也可以在操作s110之前执行。
s112、将所述参考信号和所述待解调信号输入至预设训练控制器，并通过预设算法对所述预设训练控制器进行训练以生成参数训练模型；其中，所述参数训练模型用于计算参考信号和待解调信号的损失函数，并根据所述损失函数输出均衡调整系数。
可选地，所述预设算法可采用迭代法，本申请实施例采用的是梯度下降法。其中，所述通过预设算法对所述预设训练控制器进行训练包括：
根据参考信号in和待解调信号
根据所述损失函数确定梯度
根据所述梯度确定均衡调整系数c′为：
其中，向量c为所述均衡器的均衡系数，向量η为第一预设学习率，j为设定梯度累积数量；其中，
c＝[c1c2…n]t，向量c其中的每个系数cn都采用不同的学习率ηn，不同的学习率组成的第一预设学习率：向量η＝[η1η2…n]t，第一预设学习率η可以是窗函数，具体可以是高斯窗函数、矩形窗函数或其他窗函数，n≥1。设定梯度累积数量可以为用户预先设置，j≥1。计算得到的梯度会进行累积，直到梯度达到设定梯度累积数量，则对均衡系数进行更新。
由于远距离传输的蓝牙信号，容易受到多径衰减的影响，所以通过设置第一预设学习率，可以假设多径衰减的概率分布符合所设定的窗函数，而均衡器的均衡系数对均衡结果的影响也应该符合这一窗函数。所以窗函数形状的第一预设学习率所表示的就是：均衡调整系数的影响越大，均衡调整系数所对应的学习率也越大，如此可以加速均衡调整系数的收敛。均衡器可以根据所训练更新的均衡系数对受到多径衰减影响的蓝牙信号进行有效的均衡。
s113、所述预设训练控制器将所述均衡调整系数确定为所述均衡器的均衡系数。
即，将均衡器的均衡系数c更新为c′。本申请实施例通过根据初始信号确定参考信号，并根据参考信号和待解调信号采用预设算法对均衡系数进行训练并更新，以使均衡器根据训练后的均衡系数对接收到的蓝牙信号进行有效均衡。
作为本实施例的另一种实施方式，在上述实施例的基础上，一种蓝牙接收均衡方法包括如下步骤：
s120、将初始信号发送至均衡器，所述均衡器根据均衡系数对所述初始信号进行均衡处理以得到待解调信号。
s121、根据所述初始信号确定待处理参考信号。
相应地，根据所述初始信号的包头数据确定参考信号，或根据解调输出信号确定参考信号，为：根据所述初始信号的包头数据确定待处理参考信号，或根据解调输出信号确定待处理参考信号。
由于根据初始信号确定的参考信号不一定能被预设训练控制器识别，所以需要根据所述初始信号确定待处理参考信号，并对所述待处理参考信号进行调制处理，以便预设训练控制器可以识别参考信号。
s122、通过参考调制器根据频偏参数对所述待处理参考信号进行调制处理，以确定参考信号。
可选地，在对待处理参考信号进行调制处理之前还包括：通过参考滤波器对待处理参考信号进行滤波处理，以得到滤波后的待处理参考信号xn：
xn＝gtdn；
其中，参考滤波器可以是高斯滤波器，具体可以是高斯窗的fir滤波器，dn为待处理参考信号，dn＝[dndn+1dn+2…dn+o-1]t，向量g为参考滤波器的系数，o为参考滤波器的长度。
相应地，通过参考调制器根据频偏参数对所述待处理参考信号进行调制处理，以确定参考信号in为：
其中，参考调制器可以是fm调制器，ω为频偏参数，频偏参数可以是预设的。参考调制器所确定的参考信号可以通过查表的方式，或者通过cordic(坐标旋转数字计算，coordinaterotationdigitalcomputer)运算实现。
s123、将所述参考信号和所述待解调信号输入至预设训练控制器，并通过预设算法对所述预设训练控制器进行训练以生成参数训练模型；其中，所述参数训练模型还用于计算参考信号和待解调信号的相位损失函数，并根据所述相位损失函数输出频偏调整参数。
可选地，所述通过预设算法对所述预设训练控制器进行训练还包括：
根据参考信号in和待解调信号
根据所述相位差确定相位损失函数l(δφn-1,φn)为：
根据所述相位损失函数确定相位梯度
根据所述相位梯度确定频偏调整参数ω′为：
其中，
s124、所述预设训练控制器用于将所述频偏调整参数确定为所述参考调制器的频偏参数。
即，将频偏参数ω更新为频偏调整参数ω′。
本申请实施例通过计算参考信号和待解调信号的相位损失函数，可以最小化参考信号和待解调信号的相位差在时间上的波动，如此经过训练得到的频偏调整参数，并确定为频偏参数，可以使参考调制器处理得到的参考信号和待解调信号的相位差趋于恒定。通过同时对频偏参数和均衡参数进行训练和更新，可以进一步使均衡器达到正常稳定的工作状态，可以进一步提高对接收到的蓝牙信号进行均衡。
可选地，作为本申请实施例的另一种实施方式，在上述实施例的基础上，所述根据所述初始信号确定待处理参考信号还可以通过下述方式实施：
根据所述初始信号的包头数据确定待处理参考信号。
即在蓝牙接收均衡装置通过和外部的蓝牙装置建立连接的最初，就可以获得包头数据，进而可以根据初始信号的包头数据确定个待处理参考信号，并可以将所述待处理参考信号输入至存储器中。预设训练控制器可以直接从存储器中获取待处理参考信号。
相应地，在均衡器根据均衡系数对所述初始信号进行均衡处理以得到待解调信号之后，还包括：
对待解调信号
其中，由于参考调制器的频偏参数无法提前获知，所以需要对待解调信号进行频偏校正。待解调信号
通过本申请实施例的技术方案可以解决多径衰减对蓝牙信号接收的影响，基于的假设是同一信号从发射端经过不同的路径到达接收端，每条路径对信号的作用是线性的，经过不同路径到达接收端的信号是加性的。因此可以利用以fir滤波器为基础的均衡器在时域上对收到信号的幅度进行均衡。本申请实施例对经过不同的路径到达接收端的信号进行均衡整合，利用了更多的有用信息作为参考信号对均衡参数和频偏参数进行训练和更新，可以降低多径衰减对信号接收的影响，提高了信号接收的信噪比，以及提高了灵敏度。
实施例二
图3为本申请实施例二提供的一种蓝牙接收均衡装置的模块连接图，如图3所示，该装置包括：
均衡器201，用于根据均衡系数对所述初始信号进行均衡处理以得到待解调信号。
其中，所述初始信号可以是接收到的蓝牙信号；蓝牙接收均衡装置通过和外部的蓝牙装置建立连接，外部的蓝牙装置发送初始信号至蓝牙接收均衡装置。所述均衡器用于根据均衡系数对初始信号进行均衡处理以得到待解调信号。
可选地，还包括初始滤波器202，用于在均衡器201对初始信号进行均衡处理之前，对初始信号进行滤波处理，以得到滤波后的初始信号rn：
其中，所述初始滤波器202可以是低通滤波器，n为滤波前的初始信号，具体为接收到的第n个初始信号，rn＝[rnrn+1rn+2…n+m-1]t，向量hlp为初始滤波器的冲击响应，m为初始滤波器的长度。
相应地，所述均衡器201根据均衡系数对所述滤波后的初始信号进行均衡处理，以得到待解调信号
其中，向量c为所述均衡器的均衡系数；所述均衡系数c可以是均衡器的预设的均衡系数。
参考生成器203，用于根据所述初始信号确定参考信号。
其中，所述初始信号可以包括包头数据和传输数据。在外部的蓝牙装置和蓝牙接收均衡装置建立连接的最初，即可以获取包头数据，包头数据为初始信号的开始部分，可以通过外部的蓝牙装置发布的广播确定。示例性地，如果外部的蓝牙装置是传统蓝牙装置，则包头数据包括访问码(accesscode)。如果外部的蓝牙装置是低功耗蓝牙装置，则包头数据包括随机接入前导码(preamble)和访问地址(accessaddress)。
传输数据包括所述蓝牙连接实际需要进行传输的数据，相应地，均衡器根据均衡系数对所述初始信号的传输数据进行均衡处理以得到待解调信号，本装置还可包括解调器205，通过解调器205对所述待解调信号进行解调处理，以得到解调输出信号。所述解调器可包括gfsk(高斯频移键控,gaussfrequencyshiftkeying)解调器，相应地，所接收的初始信号的传输数据为gfsk信号。所述解调器还可包括dpsk(差分相移键控,differentialphaseshiftkeying)解调器。
可选地，所述参考生成器203，用于根据所述初始信号的包头数据确定参考信号，或根据解调输出信号确定参考信号。
预设训练控制器204，用于根据输入的所述参考信号和所述待解调信号，通过预设算法对所述预设训练控制器进行训练以生成参数训练模型；其中，所述参数训练模型用于计算参考信号和待解调信号的损失函数，并根据所述损失函数输出均衡调整系数。
可选地，所述预设算法可采用迭代法，本申请实施例采用的是梯度下降法。其中，所述通过预设算法对所述预设训练控制器进行训练包括：
根据参考信号in和待解调信号
根据所述损失函数确定梯度
根据所述梯度确定均衡调整系数c′为：
其中，向量c为所述均衡器的均衡系数，向量η为第一预设学习率，j为设定梯度累积数量，
c＝[c1c2…cn]t，向量c其中的每个系数cn都采用不同的学习率ηn，不同的学习率组成的第一预设学习率：向量η＝[η1η2…ηn]t，第一预设学习率η可以是窗函数，具体可以是高斯窗函数、矩形窗函数或其他窗函数，n≥1。设定梯度累积数量可以为用户预先设置，j≥1。计算得到的梯度会进行累积，直到梯度达到设定梯度累积数量，则对均衡系数进行更新。
由于远距离传输的蓝牙信号，容易受到多径衰减的影响，所以通过设置第一预设学习率，可以假设多径衰减的概率分布符合所设定的窗函数，而均衡器的均衡系数对均衡结果的影响也应该符合这一窗函数。所以窗函数形状的第一预设学习率所表示的就是：均衡调整系数的影响越大，均衡调整系数所对应的学习率也越大，如此可以加速均衡调整系数的收敛。均衡器可以根据所训练更新的均衡系数对受到多径衰减影响的蓝牙信号进行有效的均衡。
所述预设训练控制器204，还用于将所述均衡调整系数确定为所述均衡器的均衡系数。即，将均衡器的均衡系数c更新为c′。
本申请实施例通过根据初始信号确定参考信号，并根据参考信号和待解调信号采用预设算法对均衡系数进行训练并更新，以使均衡器根据训练后的均衡系数对接收到的蓝牙信号进行有效均衡。
作为本实施例的另一种实施方式，在上述实施例的基础上，一种蓝牙接收均衡装置包括：
均衡器201，用于根据均衡系数对所述初始信号进行均衡处理以得到待解调信号。
参考生成器203，用于根据所述初始信号确定参考信号。
可选地，所述参考生成器203，用于根据所述初始信号的包头数据确定待处理参考信号，或根据解调输出信号确定待处理参考信号。
由于根据初始信号确定的参考信号不一定能被预设训练控制器204识别，所以需要根据所述初始信号确定待处理参考信号，并对所述待处理参考信号进行调制处理，以便预设训练控制器可以识别参考信号。
参考调制器210，用于根据频偏参数对所述待处理参考信号进行调制处理，以确定参考信号。
可选地，还包括参考滤波器211，用于在对待处理参考信号进行调制处理之前，对待处理参考信号进行滤波处理，以得到滤波后的待处理参考信号xn：
xn＝gtdn；
其中，参考滤波器可以是高斯滤波器，具体可以是高斯窗的fir滤波器，dn为待处理参考信号，dn＝[dndn+1dn+2…dn+o-1]t，向量g为参考滤波器的系数，o为参考滤波器的长度。
相应地，通过参考调制器根据频偏参数对所述待处理参考信号进行调制处理，以确定参考信号in为：
其中，参考调制器可以是fm调制器，ω为频偏参数，频偏参数可以是预设的。参考调制器所确定的参考信号可以通过查表的方式，或者通过cordic(坐标旋转数字计算，coordinaterotationdigitalcomputer)运算实现。
预设训练控制器204，并通过预设算法对所述预设训练控制器进行训练以生成参数训练模型；其中，所述参数训练模型还用于计算参考信号和待解调信号的相位损失函数，并根据所述相位损失函数输出频偏调整参数。
可选地，所述通过预设算法对所述预设训练控制器进行训练还包括：
根据参考信号in和待解调信号
根据所述相位差确定相位损失函数l(δφn-1,φn)为：
根据所述相位损失函数确定相位梯度
根据所述相位梯度确定频偏调整参数ω′为：
其中，
所述预设训练控制器204，还用于将所述频偏调整参数确定为所述参考调制器的频偏参数。
即，将频偏参数ω更新为频偏调整参数ω′。
本申请实施例通过计算参考信号和待解调信号的相位损失函数，可以最小化参考信号和待解调信号的相位差在时间上的波动，如此经过训练得到的频偏调整参数，并确定为频偏参数，可以使参考调制器处理得到的参考信号和待解调信号的相位差趋于恒定。
可选地，作为本申请实施例的另一种实施方式，在上述实施例的基础上，如图4所示，所述参考生成器203，用于根据所述初始信号的包头数据确定待处理参考信号。
即在蓝牙接收均衡装置通过和外部的蓝牙装置建立连接的最初，就可以获得包头数据，进而可以根据初始信号的包头数据确定个待处理参考信号，并可以将所述待处理参考信号输入至存储器213中。预设训练控制器204可以直接从存储器213中获取待处理参考信号。
相应地，在均衡器201根据均衡系数对所述初始信号进行均衡处理以得到待解调信号之后，还包括：
频偏校正模块212，用于对待解调信号
其中，由于参考调制器210的频偏参数无法提前获知，所以需要对待解调信号进行频偏校正。待解调信号
通过本申请实施例的技术方案可以解决多径衰减对蓝牙信号接收的影响，基于的假设是同一信号从发射端经过不同的路径到达接收端，每条路径对信号的作用是线性的，经过不同路径到达接收端的信号是加性的。因此可以利用以fir滤波器为基础的均衡器在时域上对收到信号的幅度进行均衡。本申请实施例对经过不同的路径到达接收端的信号进行均衡整合，利用了更多的有用信息作为参考信号对均衡参数和频偏参数进行训练和更新，可以降低多径衰减对信号接收的影响，提高了信号接收的信噪比，以及提高了灵敏度。
实施例三
本申请实施例还提供一种蓝牙设备，该蓝牙设备包括上述任意实施例的蓝牙接收均衡装置。蓝牙设备可以是蓝牙耳机、蓝牙音箱、蓝牙手机或蓝牙穿戴设备等。
具体实施方式可以参考上文的相关描述，在此不再赘述。
注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。