消除直流偏移的方法及装置 【技术领域】
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 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。
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待解决的问题。
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 ：
其中， x(i) 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 ；
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。
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 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 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。
为此， 本发明实施例提供如下技术方案 ：
一种消除直流偏移的方法， 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。 优选地， 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。
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 ：
如果 如果则取出小于 M 的 K 个数据， 按照由大到小的顺序排序 ； 则取出大于 M 的 N-K 个数据， 按照由小到大的顺序排序。可选地， 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 的中值作为所述预定个数的数据的中值。
一种消除直流偏移的装置， 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。
优选地， 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 第一确定子单元， 用于在的大小 ； 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， 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。
优选地， 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 N-K 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。
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， 将排序后的序列的中值作为所述预定个数的数据的中值。
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
图 1 是现有技术中带有突发的信号波形的示意图 ； 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 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 4 是本发明实施例消除直流偏移的方法的流程图 ； 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 ； 图 6 是射频接收机后端信噪比测量曲线 ； 图 7 是 HSDPA 的固定参考信道测试的误块率 ； 图 8 是本发明实施例消除直流偏移的装置的结构示意图 ； 图 9 是本发明实施例中计算单元的一种优选结构示意图。图；
图；
具体实施方式
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。
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。
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。
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 CDF(Cumulative Distribution Function， 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 PDF(ProbabilityDistribution Function， 概率分布函数 ) 的仿真结果示意图。
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。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。
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。
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 ：
步骤 401， 获取在数字基带接收的预定个数的数据 ；
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 ；
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。
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 值计算的数据量增多， 从而得到的中值更为准确。 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。
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。
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 ：
步骤 501， 获取在数字基带接收的 N 个数据 x(i) ；
步骤 502， 计算所述 N 个数据 x(i) 的均值 M ；
步骤 503， 确定 N 个数据中数值小于 M 的个数 K ；
步骤 504， 判断 K 是否等于如果是， 则执行步骤 505 ； 否则执行步骤 506 ；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 ；
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 ；
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 然后， 执行步骤 509 ；值作为当前的直流偏移， 即
步骤 508， 取出大于 M 的 N-K 个数据， 按照由小到大的顺序排序， 将排序后的序列的中值作为当前的直流偏移， 即
步骤 509， 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。 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。
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。
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。
如图 6 所示， 是射频接收机后端 SNR(Signal to Noise Ratio， 信噪比 ) 测量曲线。
其中， Middle value， 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 ； Mean value， 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。
如图 7 所示， 是在 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access， 高速下行分组接 入 ) 的 FRC(Fixed Reference Channel， 固定参考信道 ) 测试的 BLER(Block Error Ratio， 误块率 )。
图 中 横 坐 标 Ior(The received power spectral density)/Ioc(The power spectraldensity) 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。
由图 7 可见， 使用本发明实施例的方案， 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 0.5dB。采用中值法直流偏移消除几乎与无直流偏移时性能一致。
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。
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。
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。
在该实施例中， 所述装置包括 ： 获取单元 801， 用于获取在数字基带接收的预定个数的数据 ； 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； 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。
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。
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
选的实施例。
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。
在该实施例中， 所述计算单元包括 ：
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 ；
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 ；
比较子单元 903， 用于比较 K 与 第一确定子单元 904， 用于在的大小 ； 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 905， 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 所述第二确定子单元 905 包括 ： 排序子单元和中值选取子单元。 其中， 所述排序子 取出小于 M 的 K 个数据， 按照由大到小的顺序排序 ； 在 取出值。
单元， 用于在大于 M 的 N-K 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。
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。
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。