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CN100544330C - 去除信号中射频直流分量的方法及系统 - Google Patents

去除信号中射频直流分量的方法及系统 Download PDF

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CN100544330C CNB2006101526772A CN200610152677A CN100544330C CN 100544330 C CN100544330 C CN 100544330C CN B2006101526772 A CNB2006101526772 A CN B2006101526772A CN 200610152677 A CN200610152677 A CN 200610152677A CN 100544330 C CN100544330 C CN 100544330C
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Abstract

本发明提供一种去除信号中射频直流分量的方法及系统。该方法包括步骤：A、接收输入信号；B、将抵消直流与输入信号进行抵消叠加，抵消所述输入信号中所包含的射频直流分量；C、判断所述经过抵消叠加处理的信号中残余的射频直流分量是否为零，如果是，输出所述经过抵消叠加处理的信号，否则执行步骤D；D、将所述经过抵消叠加处理的信号中残余的射频直流分量与所述抵消直流进行叠加，调整抵消直流的数值，执行步骤B。系统包括接收单元、射频直流分量抵消单元、判断单元、抵消直流调整单元和输出单元。本发明通过循环叠加抵消能够彻底去除信号中的射频直流分量。

Description

去除信号中射频直流分量的方法及系统
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及去除信号中射频直流分量的方法。
背景技术
在无线通信系统中，射频(RF)接收机中包含零中频接收机，这种零中频接收机在使用时会产生射频直流。零中频接收机所产生的射频直流将会恶化信号质量，甚至于有可能使后级饱和。
射频直流的大小受接收通路增益、衰落条件、温度高低和接收频率(对调频接收机)等因素的影响。这些因素的变化，会导致射频直流大小的变化。在设计射频直流消除电路时需考虑这些影响射频直流大小的因素，同时多种因素对射频直流的影响程度并不相同，其中接收通路增益往往对射频直流的影响较大，随着接收通路增益的跳变，射频直流也会产生很大的跳变，而在通信接收机中接收通路增益是需要不断变化的，从而射频直流也会随着接收通路增益不断变化。
射频直流对不同系统有不同程度的性能危害，下面是经过仿真验证的WCDMA系统由于射频直流产生的性能危害：
表1 各种射频直流的性能损失列表
 
射频直流大小 DPCH工作点 相对零射频直流的性能损失
0 -14.17dB -
25mv -13.03dB 1.14dB
50mv -10.78dB 3.39dB
1.0/32.0v -12.59dB 1.58dB
1.0/64.0v -13.00dB 1.17dB
1.0/128.0v -13.95dB 0.22dB
1.0/256.0v -14.05dB 0.12dB
1.0/512.0v -14.11dB 0.06dB
1.0/1024.0v -14.15dB 0.02dB
从表1中可以看出，随着射频直流值的增大，系统性能急剧恶化。
现有技术在去除射频直流时，可以分别使用如图1所示的偏置调整法、如图2所示的数字细调环法，或结合使用这两种方法对射频直流进行去除。
如图1所述的偏置调整法的原理是预先测试某种条件下的射频直流值，当遇到相同条件后，寄存器自动调出此时的射频直流值，然后与输入信号中的射频直流相抵消，从而起到去射频直流的目的。
如图2所述的数字细调环法中使用数字细调环对输入信号进行过滤，其作用相当于高通滤波器，用于直接过滤各种输入信号中的射频直流分量。
结合上述两种方案，首先通过偏置调整法对输入信号进行直流抵消，从寄存器中调出射频直流，与输入信号中的射频直流分量相抵消；然后再将经过直流抵消的信号输入数字细调环，对该信号进行高通滤波，滤除输入信号中残余的射频直流。
所述现有技术的三种方案虽然能够实现对射频直流的去除，但又有其各自的缺点。
对于偏置调整法，由于射频直流受接收通路增益、衰落条件、温度高低和调频接收机接收频率以及芯片工艺的影响，所以要很完备的测量在某一个条件下的射频直流值是很难的，而且在实际当中把所有条件都测试完是不现实的，只能通过测试对射频直流主要的影响因素，因此采用该方法去掉射频直流是不彻底的。
对于数字细调环法，作为高通滤波器的数字细调环的滤阻带越窄，则其滤波对系统性能的损害越小，但同时数字的瞬态响应时间越长。例如，当输入信号的直流发生跳变，则高通滤波器需要花费较长的时间才能将新的射频直流彻底滤掉，如果输入信号的直流跳变的周期较快，则数字细调环无法稳定工作。
对于上述两种方法相结合的技术方案，虽然对经过偏置调整法处理的输入信号继续进行高通滤波处理，但由于数字细调环法本身固有的缺点，因此该方法同样存在数字细调环法的中存在的由于信号中直流发生跳变而无法快速滤除射频直流的问题。
发明内容
本发明的目的是提供去除信号中射频直流分量的方法及系统，以解决现有技术中去除射频直流不彻底，以及因直流跳变无法快速去除射频直流的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种去除信号中射频直流分量的方法，包括步骤：
A、接收输入信号，对所述输入信号进行增益组合检测，获取所述输入信号对应的增益组合，并根据所述输入信号的增益组合选择与之对应的抵消直流；
B、将所述抵消直流与输入信号进行抵消叠加，抵消所述输入信号中所包含的射频直流分量；
C、判断所述经过抵消叠加处理的信号中残余的射频直流分量是否为零，如果是，输出所述经过抵消叠加处理的信号，否则执行步骤D；
D、将所述经过抵消叠加处理的信号中残余的射频直流分量与所述抵消直流进行叠加，调整抵消直流的数值，执行步骤B。
所述步骤A之前还包括步骤：
对信号的各种射频基带可变放大器和模拟基带可变放大器的增益组合进行检测，得到所有可能出现的增益组合；
为每种增益组合设置一个用于抵消信号中射频直流分量的抵消直流，所述生成的抵消直流与增益组合相对应；
保存所述已生成的与每种增益组合对应的抵消直流。
所述步骤B中，在执行所述将所述抵消直流与输入信号进行抵消叠加之后还包括步骤：
对经过抵消叠加处理的信号中的残余射频直流分量进行高通过滤。
所述对经过抵消叠加处理的信号中的残余射频直流分量进行高通过滤的步骤之前还包括步骤：
对应每种增益组合设置一个与该增益组合唯一对应的高通滤波器；
选择输入信号与该增益组合相对应的高通滤波器。
所述各种增益组合对应的多个高通滤波器共用一个多路选择器和多路复用器。
一种去除信号中射频直流分量的系统，包括：
接收单元，用于接收输入信号；
检测单元，用于对所述输入信号进行增益组合检测，获取所述输入信号对应的增益组合；
抵消直流获取单元，用于根据所述输入信号的增益组合选择与之对应的抵消直流；
射频直流分量抵消单元，用于将所述抵消直流与所述输入信号进行抵消叠加，抵消所述输入信号中所包含的射频直流分量；
判断单元，用于判断所述经过抵消叠加处理的信号中残余的射频直流分量是否为零；
抵消直流调整单元，用于当经过抵消叠加处理的信号中残余的射频直流分量不为零时，将所述经过抵消叠加处理的信号中残余的射频直流分量与所述抵消直流进行叠加，调整抵消直流的数值；
输出单元，用于当经过抵消叠加处理的信号中残余的射频直流分量为零时，输出所述经过抵消叠加处理的信号。
所述系统还包括：
增益组合获得单元，用于对信号的各种射频基带可变放大器和模拟基带可变放大器的增益组合进行检测，得到所有可能出现的增益组合；
抵消直流生成单元，用于为每种增益组合设置一个用于抵消信号中射频直流分量的抵消直流；
存储单元，用于保存所述与每种增益组合对应的抵消直流。
所述系统还包括：
滤波单元，用于对经过抵消叠加处理的信号中的残余射频直流分量进行高通过滤。
所述滤波单元包括：
选择模块，用于选择输入信号与该增益组合相对应的高通滤波器；
滤波模块，用于对经过抵消叠加处理的信号中的残余射频直流分量进行高通过滤。
所述滤波单元还包括：
设置模块，用于对应每种增益组合设置一个与该增益组合唯一对应的高通滤波器。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明针对每种增益组合设置抵消直流，能够通过循环叠加抵消去除信号中的大部分射频直流分量；本发明对经过叠加抵消的信号再进行滤波处理，滤除信号中的残留射频直流分量，获得性能更好的输出信号。本发明还可以通过多个滤波装置分别滤除不同增益组合的信号中的射频直流分量，避免了不同增益组合的信号的跳变，即不同信号中射频直流值跳变引起的瞬态时间过长，输出信号很难稳定下来的问题。
附图说明
图1为现有技术偏置调整法的示意图；
图2为现有技术数字细调环法的示意图；
图3为本发明方法的实施例的流程图；
图4为本发明系统的实施例的结构示意图图。
具体实施方式
本发明的核心是使用抵消直流去除信号中的射频直流分量后信号中残余的射频直流分量调整抵消直流，并使用经调整后的抵消直流再去除信号中的射频直流分量，直到信号中的射频直流分量完全去除。
具体一点讲，本发明主要包括：将抵消直流与信号进行抵消，并对抵消后的信号进行高通滤波，输出信号和残余射频直流分量；使用残余射频直流分量调整抵消直流，并使用经调整后的抵消直流去除信号中的射频直流分量。
本发明在具体实施时首先需要检测射频放大器和模拟基带放大器增益的各种组合，对应每种增益组合设置并保存抵消直流。
接收信号，并获得抵消直流，使用所述抵消直流对信号进行抵消，其具体方法为：
检测与信号相关的射频放大器和模拟基带放大器增益组合，从抵消直流中选择与该增益组合对应的抵消直流，将所述抵消直流与信号进行抵消，去除信号中的射频直流分量。
经过上述抵消直流的处理后，信号中的射频直流分量可能被全部去除，也有可能被部分去除，信号中还存在残余射频直流分量。
为了去除可能存在的残余射频直流分量，本发明还可以对经过抵消的信号进行高通滤波，滤除残余射频直流分量。
经过高通滤波后输出信号以及残余射频直流分量，将所得的信号的残余射频直流分量与该信号对应的抵消直流相叠加，用残余射频直流分量调整抵消直流的数值，使其能够更接近信号的射频直流分量，以便抵消直流能够尽可能多得抵消信号中的射频直流分量。
再利用调整后的抵消直流对所述输出信号进行抵消，去除所述输出信号中残余的射频直流分量。
以上步骤循环执行，知道输出信号中的残余射频直流分量为零。
在进行高通滤波时，由于不同信号中的射频直流分量大小不同，经过抵消直流进行抵消后的残余射频直流分量仍有可能大小不同；
当残余射频直流分量的值存在较大跳变时，进行高通滤波的高通滤波器需要经过很长时间才能重新稳定，影响系统性能。
鉴于以上问题，本发明还可以为每种射频放大器和模拟基带放大器的增益组合设置一个对应的高通滤波器，将同种增益组合的信号输入至与之对应的同一高通滤波器中，过滤信号中的直流分量，这样输入每个高通滤波器的残余射频直流分量不会发生跳变，各高通滤波器均处于稳定状态，不会影响系统的滤波性能。
下面将结合本发明具体实施例及附图对本发明的技术方案做详细说明。
图3所示为本发明方法的一个具体实施例的方法流程图，具体包括：
步骤301、接收输入信号，对所述输入信号进行增益组合检测，获取所述输入信号对应的增益组合；
步骤302、根据所述输入信号的增益组合选择与之对应的抵消直流；
步骤303、将所述抵消直流与所述输入信号进行抵消叠加，抵消所述输入信号中所包含的射频直流分量；
步骤304、判断所述经过抵消叠加处理的信号中残余的射频直流分量是否为零，如果是，输出所述经过抵消叠加处理的信号，否则执行步骤305；
步骤305、将所述经过抵消叠加处理的信号中残余的射频直流分量与所述抵消直流进行叠加，调整抵消直流的数值，使其更接近信号中的射频直流分量，以便对射频直流分量进行更准确的去除，执行步骤303。其中所述残余射频直流分量与抵消直流进行叠加的时间为高通滤波器的稳定时间。
本发明方法在步骤301之前还可以包括步骤：
对信号的各种射频基带可变放大器和模拟基带可变放大器的增益组合进行检测，得到所有可能出现的增益组合；
为每种增益组合设置一个用于抵消信号中射频直流分量的抵消直流，所述生成的抵消直流与增益组合相对应；
保存所述已生成的与每种增益组合对应的抵消直流。
为了取得去除信号中的射频直流分量的更好效果，本发明在步骤303之后还可以包括步骤：
对经过抵消叠加处理的信号中的残余射频直流分量进行高通过滤，优选地，本发明采用的高通滤波装置为数字细调环。通过高通滤波获得的经过抵消叠加处理的信号中的残余射频直流分量更少，信号质量进一步提高。
由于对应不同种增益类型的信号输入至同一个高通滤波器会出现增益类型跳变的情况，这样高通滤波器对信号进行高通滤波时会不稳定，为了更好地达到滤波效果，本发明在对经过抵消叠加处理的信号中的残余射频直流分量进行高通过滤之前还可以包括步骤：
对应每种增益组合设置一个与该增益组合唯一对应的高通滤波器，共需设置多个高通滤波器，所述多个高通滤波器共用同一个多路选择器和同一个多路复用器；
选择输入信号与该增益组合相对应的高通滤波器。图4所示为本发明系统的一个实施例的结构示意图，系统400包括接收单元401、检测单元402、抵消直流获取单元405、射频直流分量抵消单元406、判断单元407、输出单元408和抵消直流调整单元409；
所述接收单元401，用于接收输入信号；
所述检测单元402，用于对所述输入信号进行增益组合检测，获取所述输入信号对应的增益组合；
所述抵消直流获取单元405，用于根据所述输入信号的增益组合选择与之对应的抵消直流；
所述射频直流分量抵消单元406，用于将所述抵消直流与所述输入信号进行抵消叠加，抵消所述输入信号中所包含的射频直流分量；
所述判断单元407，用于判断所述经过抵消叠加处理的信号中残余的射频直流分量是否为零；
所述抵消直流调整单元409，用于当经过抵消叠加处理的信号中残余的射频直流分量不为零时，将所述经过抵消叠加处理的信号中残余的射频直流分量与所述抵消直流进行叠加，调整抵消直流的数值，使其更接近信号中的射频直流分量；
所述输出单元408，用于当经过抵消叠加处理的信号中残余的射频直流分量为零时，输出所述经过抵消叠加处理的信号。
本发明系统400还可以包括增益组合获得单元411、抵消直流生成单元403和存储单元404；
所述增益组合获得单元411，用于对信号的各种射频基带可变放大器和模拟基带可变放大器的增益组合进行检测，得到所有可能出现的增益组合；
所述抵消直流生成单元403，用于为每种增益组合设置一个用于抵消信号中射频直流分量的抵消直流；
所述存储单元404，用于保存所述与每种增益组合对应的抵消直流。
为了取得去除信号中的射频直流分量的更好效果，本发明系统还可以包括滤波单元410；所述滤波单元410，用于对经过抵消叠加处理的信号中的残余射频直流分量进行高通过滤，获得残余射频直流分量更少的信号。
所述滤波单元包括选择模块4102、滤波模块4101；
所述选择模块4102，用于选择输入信号与该增益组合相对应的高通滤波器；
所述滤波模块4101，用于对对经过抵消叠加处理的信号中的残余射频直流分量进行高通过滤。
所述滤波单元还可以包括设置模块4103，用于对应每种增益组合设置一个与该增益组合唯一对应的高通滤波器。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1、一种去除信号中射频直流分量的方法，其特征在于，包括步骤：
A、接收输入信号，对所述输入信号进行增益组合检测，获取所述输入信号对应的增益组合，并根据所述输入信号的增益组合选择与之对应的抵消直流；
B、将所述抵消直流与输入信号进行抵消叠加，抵消所述输入信号中所包含的射频直流分量；
C、判断所述经过抵消叠加处理的信号中残余的射频直流分量是否为零，如果是，输出所述经过抵消叠加处理的信号，否则执行步骤D；
D、将所述经过抵消叠加处理的信号中残余的射频直流分量与所述抵消直流进行叠加，调整抵消直流的数值，执行步骤B。
2、根据权利要求1所述的一种去除信号中射频直流分量的方法，其特征在于，所述步骤A之前还包括步骤：
对信号的各种射频基带可变放大器和模拟基带可变放大器的增益组合进行检测，得到所有可能出现的增益组合；
为每种增益组合设置一个用于抵消信号中射频直流分量的抵消直流，所述生成的抵消直流与增益组合相对应；
保存所述已生成的与每种增益组合对应的抵消直流。
3、根据权利要求2所述的一种去除信号中射频直流分量的方法，其特征在于，所述步骤B中，在执行所述将所述抵消直流与输入信号进行抵消叠加之后还包括步骤：
对经过抵消叠加处理的信号中的残余射频直流分量进行高通过滤。
4、根据权利要求3所述的一种去除信号中射频直流分量的方法，其特征在于，所述对经过抵消叠加处理的信号中的残余射频直流分量进行高通过滤的步骤之前还包括步骤：
对应每种增益组合设置一个与该增益组合唯一对应的高通滤波器；
选择输入信号与该增益组合相对应的高通滤波器。
5、根据权利要求4所述的一种去除信号中射频直流分量的方法，其特征在于，所述各种增益组合对应的多个高通滤波器共用一个多路选择器和多路复用器。
6、一种去除信号中射频直流分量的系统，其特征在于，包括：
接收单元，用于接收输入信号；
检测单元，用于对所述输入信号进行增益组合检测，获取所述输入信号对应的增益组合；
抵消直流获取单元，用于根据所述输入信号的增益组合选择与之对应的抵消直流；
射频直流分量抵消单元，用于将所述抵消直流与所述输入信号进行抵消叠加，抵消所述输入信号中所包含的射频直流分量；
判断单元，用于判断所述经过抵消叠加处理的信号中残余的射频直流分量是否为零；
抵消直流调整单元，用于当经过抵消叠加处理的信号中残余的射频直流分量不为零时，将所述经过抵消叠加处理的信号中残余的射频直流分量与所述抵消直流进行叠加，调整抵消直流的数值；
输出单元，用于当经过抵消叠加处理的信号中残余的射频直流分量为零时，输出所述经过抵消叠加处理的信号。
7、根据权利要求6所述的一种去除信号中射频直流分量的系统，其特征在于，所述系统还包括：
增益组合获得单元，用于对信号的各种射频基带可变放大器和模拟基带可变放大器的增益组合进行检测，得到所有可能出现的增益组合；
抵消直流生成单元，用于为每种增益组合设置一个用于抵消信号中射频直流分量的抵消直流；
存储单元，用于保存所述与每种增益组合对应的抵消直流。
8、根据权利要求6或7所述的一种去除信号中射频直流分量的系统，其特征在于，所述系统还包括：
滤波单元，用于对经过抵消叠加处理的信号中的残余射频直流分量进行高通过滤。
9、根据权利要求8所述的一种去除信号中射频直流分量的系统，其特征在于，所述滤波单元包括：
选择模块，用于选择输入信号与该增益组合相对应的高通滤波器；
滤波模块，用于对经过抵消叠加处理的信号中的残余射频直流分量进行高通过滤。
10、根据权利要求9所述的一种去除信号中射频直流分量的系统，其特征在于，所述滤波单元还包括：
设置模块，用于对应每种增益组合设置一个与该增益组合唯一对应的高通滤波器。
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