消除直流偏移的方法及装置.pdf

1、10申请公布号CN102082750A43申请公布日20110601CN102082750ACN102082750A21申请号200910200012822申请日20091201H04L25/0620060171申请人联芯科技有限公司地址200233上海市钦江路333号41幢4楼72发明人王乃博严伟李丹妮74专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人赵景平逯长明54发明名称消除直流偏移的方法及装置57摘要本发明涉及射频接收技术领域，公开了一种消除直流偏移的方法及装置，所述方法包括获取在数字基带接收的预定个数的数据；计算所述预定个数的数据的中值，并将所述中值作为当前的直流偏移；在数

2、字基带接收的数据中减去所述直流偏移作为数字基带实际接收的数据。利用本发明，可以有效地消除射频接收中的直流偏移，提高射频接收性能，并能够能够抑制均值法无法克服的突发干扰。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书6页附图5页CN102082756A1/2页21一种消除直流偏移的方法，其特征在于，包括获取在数字基带接收的预定个数的数据；计算所述预定个数的数据的中值，并将所述中值作为当前的直流偏移；在数字基带接收的数据中减去所述直流偏移作为数字基带实际接收的数据。2根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述预定个数的数据的中值包括计算所述预定个数的数据

3、的均值M，所述预定个数为N；确定所述N个数据中数值小于所述均值M的个数K；如果则将小于均值M的K个数据中的最大值作为所述预定个数的数据的中值；否则，根据K的值从所述N个数据中取出部分数据进行排序，将排序后的序列的中值作为所述预定个数的数据的中值。3根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据K的值从所述N个数据中取中部分数据进行排序包括如果则取出小于M的K个数据，按照由大到小的顺序排序；如果则取出大于M的NK个数据，按照由小到大的顺序排序。4根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述预定个数的数据的中值包括对所述预定个数的数据按照由小到大或者由大到小的顺序排序，将排序后的序列的中值作

4、为所述预定个数的数据的中值。5一种消除直流偏移的装置，其特征在于，包括获取单元，用于获取在数字基带接收的预定个数的数据；计算单元，计算所述预定个数的数据的中值，并将所述中值作为当前的直流偏移；消除单元，用于在数字基带接收的数据中减去所述直流偏移作为数字基带实际接收的数据。6根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述计算单元包括均值计算子单元，用于计算所述预定个数的数据的均值M，所述预定个数为N；数量确定子单元，用于确定所述N个数据中数值小于所述均值M的个数K；比较子单元，用于比较K与的大小；第一确定子单元，用于在时，将小于均值M的K个数据中的最大值作为所述预定个数的数据的中值；第二确定子单元，

5、用于在时，根据K的值从所述N个数据中取出部分数据进行排序，将排序后的序列的中值作为所述预定个数的数据的中值。权利要求书CN102082750ACN102082756A2/2页37根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二确定子单元包括排序子单元，用于在取出小于M的K个数据，按照由大到小的顺序排序；在取出大于M的NK个数据，按照由小到大的顺序排序；中值选取子单元，用于将排序后的序列的中值作为所述预定个数的数据的中值。8根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述计算单元，具体用于对所述预定个数的数据按照由小到大或者由大到小的顺序排序，将排序后的序列的中值作为所述预定个数的数据的中值。权利要求书

6、CN102082750ACN102082756A1/6页4消除直流偏移的方法及装置技术领域0001本发明涉及射频接收技术，具体涉及一种消除直流偏移的方法及装置。背景技术0002在目前的射频接收机中，零中频结构应用越来越广泛。所谓零中频接收机，是指射频信号通过混频直接变成中心频率为零的基带信号的接收机结构，该结构芯片集成度高，需要外接器件少，容易单片集成，具有成本低，功耗低的优点。但是零中频结构也引入一些其他问题，比如直流偏移、本振泄漏、低噪声放大器偶次谐波干扰、闪烁噪声等，其中最重要的一个问题是直流偏移。0003直流偏移主要是在下变频过程中由于本振信号的自混频产生的。由于变频器的本振口与射频口

7、之间的隔离性能不可能是理想的，本振信号会从变频器的射频口输出，再通过高频放大器泄漏到天线，泄漏的本振信号从天线回到高频放大器，进入下变频器的射频口，它和本振口进入的本振信号经混频，差频为零频率，即为直流偏移。另外，信号的偶次失真和基带电路的不匹配也会产生直流偏移。所有这些直流偏移叠加在基带信号上，并且这些直流偏移往往比射频前端的噪声还要大，这不仅会使信噪比变差，而且这些大的直流偏移还可能使混频器后的各级放大器饱和，无法放大有用信号。如果直流偏移进入数字基带，会对整个接收系统的性能产生进一步的影响。因此从芯片的应用角度，必须考虑到对直流偏移进行消除，如何消除接收机接收的数据中的直流偏移也就成为亟

8、待解决的问题。0004现有技术的一种解决方案是利用以下公式计算接收的数据的均值00050006其中，XI是在数字基带接收到的数据，N是用于估计直流的数据的数目，DC即为直流偏移；0007将计算得到均值作为当前的直流偏移，然后，再从接收的数据中减去计算出的直流偏移，如此进行消除。0008然而，实际中求均值时，由于统计数据长度的限制，计算得到的均值并不能准确地反映直流偏移量的大小。因此，上述使用均值法进行直流偏移消除，反倒会使数据引入一定的失真，从而对系统的性能造成一定的影响，如SNR测量不准，系统性能下降等。特别是对于信号中有突发干扰的情况，如图1所示带有突发的信号波形，在有突发干扰时，如果采用

9、均值法进行直流偏移的消除会因为突发干扰的影响致使直流分量的估计不准确，严重影响系统的性能。发明内容0009本发明实施例提供一种消除直流偏移的方法及装置，有效地消除射频接收中的直流偏移，提高射频接收性能，并能够能够抑制均值法无法克服的突发干扰。0010为此，本发明实施例提供如下技术方案说明书CN102082750ACN102082756A2/6页50011一种消除直流偏移的方法，包括0012获取在数字基带接收的预定个数的数据；0013计算所述预定个数的数据的中值，并将所述中值作为当前的直流偏移；0014在数字基带接收的数据中减去所述直流偏移作为数字基带实际接收的数据。0015优选地，所述计算所述

10、预定个数的数据的中值包括0016计算所述预定个数的数据的均值M，所述预定个数为N；0017确定所述N个数据中数值小于所述均值M的个数K；0018如果则将小于均值M的K个数据中的最大值作为所述预定个数的数据的中值；0019否则，根据K的值从所述N个数据中取出部分数据进行排序，将排序后的序列的中值作为所述预定个数的数据的中值。0020优选地，所述根据K的值从所述N个数据中取中部分数据进行排序包括0021如果则取出小于M的K个数据，按照由大到小的顺序排序；0022如果则取出大于M的NK个数据，按照由小到大的顺序排序。0023可选地，所述计算所述预定个数的数据的中值包括0024对所述预定个数的数据按照

11、由小到大或者由大到小的顺序排序，将排序后的序列的中值作为所述预定个数的数据的中值。0025一种消除直流偏移的装置，包括0026获取单元，用于获取在数字基带接收的预定个数的数据；0027计算单元，计算所述预定个数的数据的中值，并将所述中值作为当前的直流偏移；0028消除单元，用于在数字基带接收的数据中减去所述直流偏移作为数字基带实际接收的数据。0029优选地，所述计算单元包括0030均值计算子单元，用于计算所述预定个数的数据的均值M，所述预定个数为N；0031数量确定子单元，用于确定所述N个数据中数值小于所述均值M的个数K；0032比较子单元，用于比较K与的大小；0033第一确定子单元，用于在时

12、，将小于均值M的K个数据中的最大值作为所述预定个数的数据的中值；0034第二确定子单元，用于在时，根据K的值从所述N个数据中取出部分数据进行排序，将排序后的序列的中值作为所述预定个数的数据的中值。0035优选地，所述第二确定子单元包括说明书CN102082750ACN102082756A3/6页60036排序子单元，用于在取出小于M的K个数据，按照由大到小的顺序排序；在取出大于M的NK个数据，按照由小到大的顺序排序；0037中值选取子单元，用于将排序后的序列的中值作为所述预定个数的数据的中值。0038可选地，所述计算单元，具体用于对所述预定个数的数据按照由小到大或者由大到小的顺序排序，将排序后

13、的序列的中值作为所述预定个数的数据的中值。0039本发明实施例消除直流偏移的方法及装置，通过获取在数字基带接收的预定个数的数据；计算所述预定个数的数据的中值，并将所述中值作为当前的直流偏移；在数字基带接收的数据中减去所述直流偏移作为数字基带实际接收的数据。可以有效地消除射频接收中的直流偏移，提高射频接收性能，并能够抑制均值法无法克服的突发干扰。附图说明0040图1是现有技术中带有突发的信号波形的示意图；0041图2是在没有直流偏移的情况下，受高斯白噪声干扰的数据的CDF仿真结果示意图；0042图3是在没有直流偏移的情况下，受高斯白噪声干扰的数据的PDF仿真结果示意图；0043图4是本发明实施例

14、消除直流偏移的方法的流程图；0044图5是本发明实施例消除直流偏移的方法的一种具体实现流程图；0045图6是射频接收机后端信噪比测量曲线；0046图7是HSDPA的固定参考信道测试的误块率；0047图8是本发明实施例消除直流偏移的装置的结构示意图；0048图9是本发明实施例中计算单元的一种优选结构示意图。具体实施方式0049为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。0050针对现有技术中利用均值法消除直流偏移在信号中有突发干扰的情况下，直流分量的估计不准确，进而影响系统的性能的问题，本发明实施例采用中值法对直流偏移进行消除。00

15、51由概率论可知，只要统计的数据长度足够长，在没有直流偏移的情况下，受高斯白噪声影响的数据在0值两边的分布是等概率的。0052如图2所示，是在没有直流偏移的情况下，受高斯白噪声干扰的数据的CDFCUMULATIVEDISTRIBUTIONFUNCTION，累积分布函数的仿真结果示意图。图3是在没有直流偏移的情况下，受高斯白噪声干扰的数据的PDFPROBABILITYDISTRIBUTIONFUNCTION，概率分布函数的仿真结果示意图。0053其中，REAL代表数据的实部，IMAG代表数据的虚部。由图可知，在0值两边的数据是严格等概率分布的。说明书CN102082750ACN102082756

16、A4/6页70054由以上的理论分析和仿真结果可以证明，只要统计的数据长度足够长，在0值两边的数据是严格等概率分布的。同理，可以推出，在存在直流偏移DC时，数据在DC两边也是等概分布的。根据这一良好的分布特性，可以认为中值能够较为准确地反映直流偏移的大小，采用中值法进行直流偏移的消除是可行的。0055为此，本发明实施例消除直流偏移的方法，通过获取在数字基带接收的预定个数的数据；计算所述预定个数的数据的中值，并将所述中值作为当前的直流偏移；在数字基带接收的数据中减去所述直流偏移作为数字基带实际接收的数据。0056如图4所示，是本发明实施例消除直流偏移的方法的流程图，包括以下步骤0057步骤401

17、，获取在数字基带接收的预定个数的数据；0058步骤402，计算所述预定个数的数据的中值，并将所述中值作为当前的直流偏移；0059步骤403，在数字基带接收的数据中减去所述直流偏移作为数字基带实际接收的数据。0060中值法相对于实现更为简单的均值法而言，可以有效地消除射频接收中的直流偏移，提高射频接收性能，并能够抑制均值法无法克服的突发干扰。而对于采用滤波器或者专门的直流消除电路而言，中值法具有实现复杂度低的优点。中值法直流消除是一种性能较优，实现复杂度低的方法，非常便于在实际中应用。尤其是在存在扩频及多码道的情况时，因为扩频能够消除额外引入的直流分量扩频码是正负交替的，而多码道情况下，参与中值

18、计算的数据量增多，从而得到的中值更为准确。0061需要说明的是，在上述步骤302中计算所述预定个数的数据的中值时，可以采用对所有数据进行排序的方式，具体地，对所述预定个数的数据按照由小到大或者由大到小的顺序排序，将排序后的序列的中值作为所述预定个数的数据的中值。0062当然，为了进一步减少计算量，本发明实施例还提供一种优选的简化方法。0063如图5所示，是本发明实施例消除直流偏移的方法的一种具体实现流程图，包括以下步骤0064步骤501，获取在数字基带接收的N个数据XI；0065步骤502，计算所述N个数据XI的均值M；0066步骤503，确定N个数据中数值小于M的个数K；0067步骤504，

19、判断K是否等于如果是，则执行步骤505；否则执行步骤506；0068步骤505，取出小于M的K个数据的最大值，并将该最大值作为当前的直流偏移；然后，执行步骤509；0069步骤506，进一步判断K是否大于如果是，则执行步骤507；否则执行步骤508；0070步骤507，取出小于M的K个数据，按照由大到小的顺序排序，将排序后的序列的中值作为当前的直流偏移，即然后，执行步骤509；0071步骤508，取出大于M的NK个数据，按照由小到大的顺序排序，将排序后的序列的说明书CN102082750ACN102082756A5/6页8中值作为当前的直流偏移，即0072步骤509，在数字基带接收的数据中减去

20、所述直流偏移作为数字基带实际接收的数据。0073当然，本发明实施例在计算中值时，也不仅限于上述方式，也可以采用其他的计算中值的方式。0074可见，该实施例消除直流偏移的方法，不仅可以有效地消除射频接收中的直流偏移，提高射频接收性能，并能够抑制均值法无法克服的突发干扰；而且减少了计算工作量。0075进一步地，通过实验结果从测量准确性和系统性能两方面也分别证实了本发明实施例对射频接收性能的改善。0076如图6所示，是射频接收机后端SNRSIGNALTONOISERATIO，信噪比测量曲线。0077其中，MIDDLEVALUE，即曲线61表示利用本发明实施例的方法进行直流偏移消除的曲线；MEANVA

21、LUE，即曲线62表示均值法直流偏移消除的曲线；NODCO，即曲线60表示不做直流偏移消除的曲线。0078如图7所示，是在HSDPAHIGHSPEEDDOWNLINKPACKETACCESS，高速下行分组接入的FRCFIXEDREFERENCECHANNEL，固定参考信道测试的BLERBLOCKERRORRATIO，误块率。0079图中横坐标IORTHERECEIVEDPOWERSPECTRALDENSITY/IOCTHEPOWERSPECTRALDENSITY为信噪比的大小，其中IOR和IOC分别是UE接收端信号功率谱密度和噪声包括小区间干扰和其他噪声功率谱密度。0080由图7可见，使用本发

22、明实施例的方案，与均值法直流偏移消除相比，在高信噪比时，接收性能可以提升约05DB。采用中值法直流偏移消除几乎与无直流偏移时性能一致。0081可见，利用本发明实施例的方案可以提高射频接收机后端测量的准确性，提高接收性能，尤其是较高信噪比时的接收性能。0082本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁碟、光盘等。0083相应地，本发明实施例还提供一种消除直流偏移的装置，如图8所示，是该装置的一种结构示意图。0084在该实施例中，所述装置包括0085获取单元8

23、01，用于获取在数字基带接收的预定个数的数据；0086计算单元802，计算所述预定个数的数据的中值，并将所述中值作为当前的直流偏移；0087消除单元803，用于在数字基带接收的数据中减去所述直流偏移作为数字基带实际接收的数据。0088在本发明实施例中，所述计算单元802可以采用对所有数据进行排序的方式计算所述预定个数的数据的中值，具体地，对所述预定个数的数据按照由小到大或者由大到小的顺序排序，将排序后的序列的中值作为所述预定个数的数据的中值。0089当然，为了进一步减少计算量，本发明实施例对所述计算单元802还提供一种优说明书CN102082750ACN102082756A6/6页9选的实施例

24、。0090如图9所示，是本发明实施例中计算单元的一种优选结构示意图。0091在该实施例中，所述计算单元包括0092均值计算子单元901，用于计算所述预定个数的数据的均值M，所述预定个数为N；0093数量确定子单元902，用于确定所述N个数据中数值小于所述均值M的个数K；0094比较子单元903，用于比较K与的大小；0095第一确定子单元904，用于在时，将小于均值M的K个数据中的最大值作为所述预定个数的数据的中值；0096第二确定子单元905，用于在时，根据K的值从所述N个数据中0097取出部分数据进行排序，将排序后的序列的中值作为所述预定个数的数据的中值。0098所述第二确定子单元905包括

25、排序子单元和中值选取子单元。其中，所述排序子单元，用于在取出小于M的K个数据，按照由大到小的顺序排序；在取出大于M的NK个数据，按照由小到大的顺序排序；所述中值选取子单元，用于将排序后的序列的中值作为所述预定个数的数据的中值。0099本发明实施例消除直流偏移的装置，可以有效地消除射频接收中的直流偏移，提高射频接收性能，并能够抑制均值法无法克服的突发干扰。0100以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及设备；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。说明书CN102082750ACN102082756A1/5页10图1图2说明书附图CN102082750ACN102082756A2/5页11图3图4说明书附图CN102082750ACN102082756A3/5页12图5说明书附图CN102082750ACN102082756A4/5页13图6图7说明书附图CN102082750ACN102082756A5/5页14图8图9说明书附图CN102082750A