CN103685107B - 直流分量剔除方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种直流分量剔除方法和装置。涉及通信领域；解决了现有的直流分量计算方式效率较低的问题。该方法包括：检测同步码；根据检测得到的所述同步码的正交向量计算当前接收波形的直流分量；将计算得到的所述直流分量从所述同步码随后的波形中剔除。本发明提供的技术方案适用于数字对讲，实现了实时准确的直流分量剔除。

Description

直流分量剔除方法和装置

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种dPMR方案下的直流分量剔除方法和装置。

背景技术

对全球数字对讲技术与市场的跟踪调查表明，2008年到2013年是模拟转为数字的变更期。在这一阶段大部分市场将会转向低成本的数字对讲，而dPMR是当今公认的商业对讲最佳解决方案。它将代替模拟对讲机终端被应用于各种领域，实现短距离通话、数据传输等功能。由于数字对讲机使用的是4FSK调制解调技术，接收判决前，需动态去除波形中的直流分量，

在现有的技术方案中，利用协议帧结构头帧中同步码FS1前的前导码来计算动态直流分量，并用此值替换校准值应用于本次通话。现有的方案利用头帧中的前导码（9个5F正弦波）来计算动态直流分量，由于一次通话时间较长，在数据传输过程中受噪声影响，波形会上下浮动，直流分量也随之改变，将上述动态直流分量应用于整个通话过程势必会造成误码率的提高；再者，语音超帧和尾帧中没有正弦波作为前导码，无法使用根据前导码计算直流分量的方法。

综上，现有的直流分量计算方式效率较低，导致无法准确有效的在整个数据传输过程中剔除直流分量。

发明内容

本发明提供了一种直流分量剔除方法和装置，解决了现有的直流分量计算方式效率较低的问题。

一种直流分量剔除方法，包括：

检测同步码；

根据检测得到的所述同步码的正交向量计算当前接收波形的直流分量；

将计算得到的所述直流分量从所述同步码随后的波形中剔除。

优选的，所述同步码为dPMR数字对讲机同步码。

优选的，所述根据检测得到的所述同步码的正交向量计算当前接收波形的直流分量包括：

计算所述同步码的正交向量；

根据以下表达式计算所述当前接收波形的直流分量：

DC＝C/Σv，

其中，DC为直流分量，v是所述同步码的正交向量，C是当前接收同步码波形与所述同步码的正交向量的数量积。

优选的，计算所述同步码的正交向量包括：

使用求奇异值函数svd计算所述同步码的正交向量。

本发明还提供了一种直流分量剔除装置，包括：

同步码检测模块，用于检测同步码；

直流分量计算模块，用于根据检测得到的所述同步码的正交向量计算当前接收波形的直流分量；

直流分量剔除模块，用于将计算得到的所述直流分量从所述同步码随后的波形中剔除。

优选的，所述直流分量计算模块包括：

正交向量计算单元，用于计算所述同步码的正交向量；

直流分量计算单元，用于根据以下表达式计算所述当前接收波形的直流分量：

DC＝C/Σv，

其中，DC为直流分量，v是所述同步码的正交向量，C是当前接收同步码波形与所述同步码的正交向量的数量积。

优选的，所述正交向量计算单元，具体用于使用求奇异值函数svd计算所述同步码的正交向量。

本发明提供了一种直流分量剔除方法和装置，首先检测同步码，然后根据检测得到的所述同步码的正交向量计算当前接收波形的直流分量，再将计算得到的所述直流分量从所述同步码随后的波形中剔除。实现了实时准确的直流分量剔除，解决了现有的直流分量计算方式效率较低的问题。

附图说明

图1为FS1的帧结构示意图；

图2为FS2的帧结构示意图；

图3为FS3的帧结构示意图；

图4为FS4的帧结构示意图；

图5为本发明的实施例一提供的一种直流分量剔除方法的流程图；

图6为本发明的实施例二提供的一种直流分量剔除装置的结构示意图；

图7为图6中直流分量计算模块602的结构示意图。

具体实施方式

在现有的技术方案中，利用协议帧结构头帧中同步码FS1前的前导码来计算动态直流分量，并用此值替换校准值应用于本次通话。现有的方案利用头帧中的前导码（9个5F正弦波）来计算动态直流分量，由于一次通话时间较长，在数据传输过程中受噪声影响，波形会上下浮动，直流分量也随之改变，将上述动态直流分量应用于整个通话过程势必会造成误码率的提高；再者，语音超帧和尾帧中没有正弦波作为前导码，无法使用根据前导码计算直流分量的方法。

为了解决上述问题，本发明的实施例提供了一种直流分量剔除方法和装置。下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

首先结合附图，对本发明的实施例一进行说明。

本发明实施例提供了一种直流分量剔除方法，本发明实施例的应用场景如下：

dPMR数字对讲机采用FDMA（频分多址）的接入方式，调制方式采用4FSK（四级频移键控）。

接收判决前，需动态去除波形中的直流分量。本发明实施例中利用同步码的正交向量来计算动态直流分量，能保证直流分量值的即时性，可以有效的降低误码率。

首先介绍一下dPMR的同步码。

dPMR数字对讲机同步码有4种，分别为FS1、FS2、FS3和FS4，其中FS1用于头帧（帧结构见图1），FS2用于语音超帧（帧结构见图2），FS3用于尾帧（帧结构见图3），FS4用于数据包头帧（帧结构见图4）。

在数据传输过程中受噪声影响，波形会上下浮动，需即时计算动态直流分量。本发明实施例利用同步码的正交向量来计算直流分量，具体流程如图5所示，包括：

步骤501、检测同步码；

本步骤中所涉及的同步码可以是FS1、FS2、FS3和FS4中的任一种。

步骤502、根据检测得到的所述同步码的正交向量计算当前接收波形的直流分量；

本步骤中，首先计算该同步码的正交向量，具体的，可通过利用MATLAB求奇异值函数svd计算得来。

然后，假设接收到的同步码波形为FS+DC，DC为直流分量，v是FS的正交向量，根据如下算法得到表达式一：

∵ΣFS×v＝0

∴DC＝C/Σv 表达式一

步骤503、将计算得到的所述直流分量从所述同步码随后的波形中剔除。

下面结合附图，对本发明的实施例二进行说明。

本发明实施例提供了一种直流分量剔除装置，该装置的结构如图6所示，包括：

同步码检测模块601，用于检测同步码；

直流分量计算模块602，用于根据检测得到的所述同步码的正交向量计算当前接收波形的直流分量；

直流分量剔除模块603，用于将计算得到的所述直流分量从所述同步码随后的波形中剔除。

其中，所述直流分量计算模块602的结构如图7所示，包括：

正交向量计算单元6021，用于计算所述同步码的正交向量；

直流分量计算单元6022，用于根据以下表达式计算所述当前接收波形的直流分量：

DC＝C/Σv，

其中，DC为直流分量，v是所述同步码的正交向量，C是当前接收同步码波形与所述同步码的正交向量的数量积。

假设当前接收同步码波形为x＝{x₁,x₂,…,x_n}，同步码的正交向量为v＝{v₁,v₂,…,v_n}，则当前接收同步码波形与同步码的正交向量的数量积C＝x·v＝x₁×v₁+x₂×v₂+…+x_n×v_n。

优选的，所述正交向量计算单元6021，具体用于使用求奇异值函数svd计算所述同步码的正交向量。

本发明的实施例提供了一种直流分量剔除方法和装置，首先检测同步码，然后根据检测得到的所述同步码的正交向量计算当前接收波形的直流分量，再将计算得到的所述直流分量从所述同步码随后的波形中剔除。实现了实时准确的直流分量剔除，解决了现有的直流分量计算方式效率较低的问题。

使用本发明的实施例提供的技术方案对正弦波或非正弦波的同步码均可准确的计算得到动态直流分量，并将计算得到的直流分量用于同步码后跟随的波形，如头帧、尾帧等，能有效降低误码率，可根据接收波形的幅值确定固定的判决门限，从而不会受到接收数据波形波动的影响。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的全部或部分步骤可以使用计算机程序流程来实现，所述计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中，所述计算机程序在相应的硬件平台上（如系统、设备、装置、器件等）执行，在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用集成电路来实现，这些步骤可以被分别制作成一个个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

上述实施例中的各装置/功能模块/功能单元可以采用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，也可以分布在多个计算装置所组成的网络上。

上述实施例中的各装置/功能模块/功能单元以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的计算机可读取存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

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以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种直流分量剔除方法，其特征在于，包括：

检测同步码；

根据检测得到的所述同步码的正交向量计算当前接收同步码波形的直流分量，包括：计算所述同步码的正交向量；根据以下表达式计算所述当前接收同步码波形的直流分量：

DC＝C/∑v，

其中，DC为直流分量，v是所述同步码的正交向量，C是当前接收同步码波形与所述同步码的正交向量的数量积，对于当前接收同步码波形为x＝{x₁,x₂,…,x_n}，同步码的正交向量为v＝{v₁,v₂,…,v_n}，则当前接收同步码波形与同步码的正交向量的数量积C＝x·v＝x₁×v₁+x₂×v₂+…+x_n×v_n；

将计算得到的所述直流分量从所述同步码随后的波形中剔除。

2.根据权利要求1所述的直流分量剔除方法，其特征在于，所述同步码为dPMR数字对讲机同步码。

3.根据权利要求1所述的直流分量剔除方法，其特征在于，计算所述同步码的正交向量包括：

使用求奇异值函数svd计算所述同步码的正交向量。

4.一种直流分量剔除装置，其特征在于，包括：

同步码检测模块，用于检测同步码；

直流分量计算模块，用于根据检测得到的所述同步码的正交向量计算当前接收同步码波形的直流分量，所述直流分量计算模块包括正交向量计算单元和直流分量计算单元，其中：

正交向量计算单元，用于计算所述同步码的正交向量；

直流分量计算单元，用于根据以下表达式计算所述当前接收同步码波形的直流分量：

DC＝C/∑v，

其中，DC为直流分量，v是所述同步码的正交向量，C是当前接收同步码波形与所述同步码的正交向量的数量积，对于当前接收同步码波形为x＝{x₁,x₂,…,x_n}，同步码的正交向量为v＝{v₁,v₂,…,v_n}，则当前接收同步码波形与同步码的正交向量的数量积C＝x·v＝x₁×v₁+x₂×v₂+…+x_n×v_n；

直流分量剔除模块，用于将计算得到的所述直流分量从所述同步码随后的波形中剔除。

5.根据权利要求4所述的直流分量剔除装置，其特征在于，所述正交向量计算单元，具体用于使用求奇异值函数svd计算所述同步码的正交向量。