CN101378264A

CN101378264A - STiMi接收机8MHz模式下去除直流偏置的装置

Info

Publication number: CN101378264A
Application number: CNA2007101480275A
Authority: CN
Inventors: 焦杰; 朴范镇; 魏立军
Original assignee: Beijing Samsung Telecommunications Technology Research Co Ltd; Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Beijing Samsung Telecommunications Technology Research Co Ltd; Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2007-08-29
Filing date: 2007-08-29
Publication date: 2009-03-04

Abstract

一种通过高通滤波器去除直流偏置的装置，包括：去复用模块，将输入的数据1路变成N路；IIR滤波器组模块，将去复用模块输出的多条支路，通过多个IIR高通滤波器；复用模块，将输入的数据N路合并成1路。通过多个IIR高通滤波器实现一个高通滤波器功能，可以去除静态和动态的直流偏置，同时有效的降低了每个IIR高通滤波器采样速率，在定点实现时有效的降低了高通滤波器系数的量化误差。

Description

STiMi接收机8MHz模式下去除直流偏置的装置

技术领域

本发明涉及接收机，尤其涉及采用零中频结构的直接转换接收机。

背景技术

STiMi接收机采用零中频的结构，直流偏置消除是设计中必需解决的问题。直流偏置包括两个部分，静态的直流偏置和时变的直流偏置。静态直流偏置是由于本振信号耦合到LNA和RF端口引起的。当本振信号耦合到天线口，并辐射出去，然后遇到移动的物体并反射回来，会产生时变的直流偏置。直流偏置可以在接收机模拟部分和数字部分分部去除。模拟部分的直流偏置去除模块集成在RF tuner中，它可以大范围的去除直流偏置，防止器件的饱和。数字部分的直流偏置去除模块位于ADC之后，可以更精确的去除信号中的直流偏置，确保之后的数字解调部分正确执行。本发明方法应用于数字部分的直流偏置去除。

图1和图2显示传统的直流偏置校正的方法。图1采用的是伺服环的方法，输入信号中的直流偏置通过平均的方法被估计，估计值通过环路滤波去除扰动，然后将直流偏置的估计反馈到输入信号，最终在输入信号中减去相应的直流偏置。图2采用的是高通滤波的方法，可以采用FIR或IIR的方式，考虑到实现的复杂度，采用IIR的方式。高通滤波器可以去除信号中近直流分量，包括静态的直流偏置和时变的直流偏置。

伺服环的方法可以有效的去除静态的直流偏置，但无法有效去除时变的直流偏置。高通滤波器的方法是去除静态的直流偏置和动态直流偏置简单有效的方法。但对于高速率、低截止频点的应用，通常简单的高通滤波在定点实现上无法取得较好的性能。STiMi系统包括两种模式，2MHz模式和8MHz模式，子载波间隔都是2KHz。为减少接收信号所承载的信息损失，高通滤波器的截止频率应尽量降低，在这里选择460Hz。2MHz模式的STiMi接收机，当采用2x速率采样时，采样速率为5MHz。2MHz模式IIR高通滤波器的差分方程如下：

y(n)＝0.299y(n-1)+0.7y(n-2)+x(n)-0.3x(n-1)-0.7x(n-2)

8MHz模式的STiMi接收机，当采用2x速率采样时，采样速率高达20MHz，而截止频率为460Hz，远远小于采样速率。这造成差分方程的第一个滤波器的系数更接近于0.3。8MHz模式IIR高通滤波器的差分方程如下：

y(n)＝0.29975y(n-1)+0.7y(n-2)+x(n)-0.3x(n-1)-0.7x(n-2)

8MHz模式IIR高通滤波器的差分方程的第一个滤波器的系数为0.29975，比2MHz模式IIR高通滤波器的差分方程的第一个滤波器的系数(0.299)更接近0.3。这对于浮点仿真，是没有影响的。而在定点实现时，当输入输出为10bit时，上述8MHz模式IIR高通滤波器的差分方程会产生更大的量化误差。在F1信道，SNR为9.1dB，1/2码率，16QAM调制的条件下，我们比较包含上述高通滤波器的仿真器浮点和定点性能的差异。浮点仿真BER为5e-6，定点仿真BER为2e-3。说明高通滤波器的定点产生较大的量化误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种STiMi接收机8MHz模式下去除直流偏置的装置。

为实现上述目的，一种通过高通滤波器去除直流偏置的装置，包括：

去复用模块，将输入的数据1路变成N路；

IIR滤波器组模块，将去复用模块输出的多条支路，通过多个IIR高通滤波器；

复用模块，将输入的数据N路合并成1路。

通过多个IIR高通滤波器实现一个高通滤波器功能，可以去除静态和动态的直流偏置，同时有效的降低了每个IIR高通滤波器采样速率，在定点实现时有效的降低了高通滤波器系数的量化误差。

附图说明

图1是伺服环去除直流偏置；

图2是高通滤波去除直流偏置；

图3是本发明提出的去除直流偏置的方法；

图4是IIR高通滤波器的频率响应；

图5是频域上的信号(a)含有直流偏置(b)通过本发明方法去除直流偏置。

具体实施方式

本发明的结构框图如图3所示，由去复用模块，IIR滤波器组模块，和复用模块三部分组成。

1)去复用模块

去复用模块将输入的数据1路变成4路，对于去复用模块每一路输出，相当于完成了一个4抽1的下采样。假定输入数据序列为adc_iout(0)，adc_iout(1)，adc_iout(2)，adc_iout(3)，adc_iout(4)，adc_iout(5)，adc_iout(6)，adc_iout(7)...，通过去复用模块后变为4路；第一路为adc_iout(0)，adc_iout(4)...，第二路为adc_iout(1)，adc_iout(5)...，第三路为adc_iout(2)，adc_iout(6)...，第四路为adc_iout(3)，adc_iout(7)...。

2)IIR滤波器组模块

去复用模块输出的4条支路，通过4个相同的IIR高通滤波器。每个IIR高通滤波器的截止频率为460Hz，采样速率为5MHz。差分方程如下：

y(n)＝0.299y(n-1)+0.7y(n-2)+x(n)-0.3x(n-1)-0.7x(n-2)

频率响应如图4所示，截止频率为460Hz。

3)复用模块

复用模块将输入的数据4路合并成1路，对于复用模块每一路输入，相当于完成了一个4倍的插值，然后将结果相加合并。如图3所示，4条支路的IIR高通滤波器输出分别是：

第一条支路为dc_removal_iout(0)，dc_removal_iout(1)...；第二条支路为dc_removal_iout(2)，dc_removal_iout(3)...；第三条支路为dc_removal_iout(4)，dc_removal_iout(5)...；第四条支路为dc_removal_iout(6)，dc_removal_iout(7)...。通过复用模块后合并成1路，序列为dc_removal_iout(0)，dc_removal_iout(1)，dc_removal_iout(2)，dc_removal_iout(3)，dc_removal_iout(4)，dc_removal_iout(5)，dc_removal_iout(6)，dc_removal_iout(7)...。

1)为了验证本发明去除静态直流偏置和时变直流偏置的效果，在分别在信号中加入静态直流偏置和时变直流偏置。静态直流偏置为频率为0的信号，时变直流偏置为一近零频的信号，仿真中选择频率偏置为5Hz信号。如图5(a)所示，信号中存在一个很大的近直流分量。

2)为了验证本发明能够有效地降低量化误差，测试集成本发明方法的定点仿真器性能。同样的在F1信道，SNR为9.1dB，1/2码率，16QAM调制的条件下，测试BER性能。

本发明有效地去除静态和动态的直流偏置。经过本发明方法去除直流偏置后，得到如图5(b)的结果。从图中可以看到，静态和动态直流分量被有效的去除了。

本发明有效地降低了滤波器的量化误差。在F1信道，SNR为9.1dB，1/2码率，16QAM调制的条件下，集成本发明方法的定点仿真器BER为2e-5，相对浮点仿真结果5e-6，略有降低，但远远好于采用简单的高通滤波方法的定点仿真结果，2e-3。

Claims

1.一种通过高通滤波器去除直流偏置的装置，包括：

去复用模块，将输入的数据1路变成N路；

复用模块，将输入的数据N路合并成1路。

2.按权利要求1所述的装置，其特征在于所述多个IIR高通滤波器是相同的IIR高通滤波器。

3.按权利要求2所述的装置，其特征在于每个IIR高通滤波器的截止频率为460Hz。

4.按权利要求2所述的装置，其特征在于每个IIR高通滤波器的采样频率为5MHz。

5.按权利要求1所述的装置，其特征在于所述的N路为4路。