TW202129633A - 干擾消除電路及相關的干擾消除方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露一種干擾消除電路，其包含有一峰值對均值功率比偵測電路、一控制電路以及一濾波器。在該干擾消除電路的操作中，該峰值對均值功率比偵測電路用以即時地偵測一訊號在頻譜上之一峰值對均值功率比，以產生一偵測結果；該控制電路用以根據該偵測結果來產生一控制訊號；以及該濾波器用以根據該控制訊號來決定該濾波器的一過濾頻點，並對該訊號進行濾波以產生一輸出訊號。

Description

干擾消除電路及相關的干擾消除方法
本發明係有關於干擾消除電路，尤指一種應用於無線通訊中的單頻干擾消除電路。
在應用在無線通訊的接收電路中，通常會設有干擾消除電路以消除或抑制接收訊號中的干擾。然而，若是在頻域作干擾的偵測及消除，由於需要利用多個區塊的偵測結果來做判斷，因此若是干擾發生改變時(例如，干擾頻率或強度發生改變)，則通常無法即時地消除這些改變後的干擾訊號。特別是，在某些情況下若是接收訊號帶有頻率會快速移動的單頻干擾時，無法即時地消除改變後干擾訊號的問題會更加嚴重。
因此，本發明的目的之一在於提出一種干擾消除電路，其可以快速有效地偵測並消除單頻干擾，以解決先前技術中所述的問題。
在本發明的一個實施例中，揭露了一種干擾消除電路，其包含有一峰值對均值功率比偵測電路、一控制電路以及一濾波器。在該干擾消除電路的操作中，該峰值對均值功率比偵測電路用以即時地偵測一訊號在頻譜上之一峰值對均值功率比，以產生一偵測結果；該控制電路用以根據該偵測結果來產生一控制訊號；以及該濾波器用以根據該控制訊號來決定該濾波器的一過濾頻點，並對該訊號進行濾波以產生一輸出訊號。
在本發明的另一個實施例中，揭露了一種干擾消除方法，其包含有以下步驟：即時地偵測一訊號在頻譜上之一峰值對均值功率比，以產生一偵測結果；根據該偵測結果來產生一控制訊號；以及根據該控制訊號來決定一濾波器的一過濾頻點，並對該訊號進行濾波以產生一輸出訊號。
第1圖為根據本發明一實施例之電路100的示意圖。如第1圖所示，電路100包含了一天線102、一類比數位轉換器110、一混波器120、一時序回復電路130、一濾波器140以及一干擾消除電路150，其中干擾消除電路150包含了一緩衝器152、一快速傅立葉轉換電路154、一峰值對均值功率比(Peak-to-Average Power Ratio，PAPR)偵測電路156、一控制電路158以及一濾波器159。在本實施例中，電路100係可以應用在一解調器(demodulator)中，例如設置在電視或是機上盒內的解調器中。
在電路100的操作中，首先，類比數位轉換器110自天線102接收一類比輸入訊號Vin，並對類比輸入訊號Vin進行類比數位轉換操作以產生一數位輸入訊號Din，而混波器120接著對數位輸入訊號進行混波操作(降頻操作)以產生一混波後訊號Din’。時序回復電路130對混波後訊號Din’進行內插補點操作以產生一補點後訊號，且濾波器140在本實施例中可以是一平方根升餘弦(Square Root Raised Cosine，SRRC)濾波器，以對該補點後訊號進行濾波操作以產生一訊號Din”。需注意的是，由於類比數位轉換器110、混波器120、時序回復電路130以及濾波器140等前端電路的操作已為本領域具有通常知識者所熟知，且本發明的重點在於後續的干擾消除電路150，因此上述元件的操作細節在此不贅述。
在干擾消除電路150的操作中，緩衝器152會依序接收來自濾波器140的訊號Din”並暫存在其中，且等到緩衝器152所儲存的資料量達到快速傅立葉轉換電路154所能處理的一區塊時，快速傅立葉轉換電路154會對該區塊進行快速傅立葉轉換操作，以得到該區塊的頻譜狀態。接著，PAPR偵測電路156根據該區塊的頻譜狀態以計算出一峰值對均值功率比(PAPR)，並據以產生一偵測結果P_info。在一實施例中，偵測結果P_info係包含了在該區塊之PAPR高於一臨界值時之一峰值的位置(亦即，該峰值所對應到的頻率)，詳細來說，若是該區塊的PAPR低於該臨界值，則偵測結果P_info便指出該區塊不具有單頻干擾；而若是該區塊的PAPR高於該臨界值，則偵測結果P_info便指出該區塊具有單頻干擾並提供該區塊之峰值的位置。
在接收到偵測結果P_info之後，控制電路158便可以根據偵測結果P_info來決定是否需要產生一控制訊號Vc以調整濾波器159的過濾頻點。具體來說，若是偵測結果P_info指出該區塊不具有單頻干擾，則控制電路158可以產生控制訊號Vc以使得濾波器159不會濾除來自緩衝器之該區塊的實質有效內容；若是偵測結果P_info指出該區塊具有單頻干擾，且所提供該區塊之峰值的位置相同於目前濾波器之過濾頻點，則控制電路158可不需要產生控制訊號Vc來改變濾波器159的過濾頻點、或是控制電路158產生相同的控制訊號Vc並維持濾波器159目前的過濾頻點；若是偵測結果P_info指出該區塊具有單頻干擾，且所提供該區塊之峰值的位置不同於目前濾波器之過濾頻點，則控制電路158產生控制訊號Vc來改變/調整濾波器159的過濾頻點。
在一實施例中，為了避免PAPR偵測電路156在偵測上的偶發錯誤而導致濾波器159的過濾頻點被不適當的改變，控制電路158可以具有一確認機制以避免上述狀況。具體來說，控制電路158可以持續接收對應到多個連續區塊的偵測結果P_info，且當該多個連續區塊的偵測結果都指出具有單頻干擾以及相同/鄰近的峰值位置時，才會產生控制訊號Vc來改變濾波器159的過濾頻點。舉例來說，參考第2圖所示之控制電路158之確認機制的流程圖，在步驟200中，流程開始。在步驟202中，將一參數SUM設為零。在步驟204中，控制電路158接收來自PAPR偵測電路156所產生的偵測結果P_info，在此係假設偵測結果P_info指出該區塊具有單頻干擾並提供該區塊之峰值的位置。在步驟206中，控制電路158接收來自PAPR偵測電路156所產生的下一筆偵測結果P_info。在步驟208，控制電路158判斷在步驟206中所接收到的偵測結果P_info是否具有單頻干擾，若是，流程進入步驟210；若否，流程回到步驟202。在步驟210，控制電路158判斷偵測結果P_info所包含之區塊的峰值位置fp與前一個偵測結果P_info所包含之前一個區塊的峰值位置fp_p之間的差距是否在一預設範圍之內，例如該預設範圍可以是5kHz，若是，流程進入步驟212；若否，流程回到步驟202。在步驟212中，控制電路158將參數SUM加上“1”。在步驟214中，控制電路158判斷參數SUM是否到達一臨界值TH，若是，流程進入步驟216；若否，流程回到步驟206。在步驟216，控制電路158根據上述偵測結果P_info所包含之區塊的峰值位置，例如可以根據最後一次所接收到之偵測結果P_info所包含之區塊的峰值位置、或是根據所接收到之多個偵測結果P_info所包含之區塊的峰值位置中的至少其一，來產生控制訊號Vc以調整濾波器159的過濾頻點。
關於濾波器159的操作，濾波器159可以是一個無限脈衝響應(Infinite Impulse Response，IIR)帶拒濾波器，且濾波器159可以具有多組可選擇的接頭係數(tap coefficient)，而控制電路158可以產生控制訊號Vc來控制濾波器159採用不同的接頭係數以具有不同的過濾頻點，以濾除訊號Din”中所帶有單頻干擾。參考第3圖所繪示之濾波器159的頻率響應以及訊號Din”之包含單頻干擾的訊號內容的示意圖，透過將濾波器159的過濾頻點移至訊號Din”的峰值位置fp，濾波器159可以有效地將Din”中的單頻干擾消除以產生乾淨的輸出訊號Dout。
然而，雖然濾波器159的過濾頻點可以透過改變接頭係數來完成，但其整體速度並不快，且在單頻干擾的頻率變化較快時可能會影響到單頻干擾消除的效果。因此，在另一實施例中，濾波器159內可以另外具有兩個複數乘法器，並透過改變Din”之頻率的方式來完成單頻干擾消除的效果。具體來說，參考第4圖所示之本發明一實施例之濾波器159的示意圖以及第5圖所示之濾波電路420的頻率響應以及訊號Din”之包含單頻干擾的訊號內容的示意圖，其中濾波器159包含了一第一複數乘法器410、一濾波電路420以及一第二複數乘法器430，且濾波電路420的過濾頻點不會因為偵測結果而改變，例如濾波電路420具有固定的過濾頻點fc。在第4圖所示之濾波器159的操作中，控制電路158或是濾波器159根據濾波電路420之頻點fc以及訊號Din”的峰值位置fp的差距fd以決定出複數乘法器410的一乘數ej2 π fdt ，亦即第一複數乘法器410係用來將訊號Din”的頻率右移fd以使得訊號Din”的峰值位置fp對齊濾波電路420之頻點fc，並據以產生一移頻後訊號；接著，濾波電路420便對該移頻後訊號進行濾波操作以將訊號Din”之單頻干擾移除，以產生一濾波後訊號；最後，第二複數乘法器430使用乘數e-j2 π fdt 以將訊號Din”的頻率左移fd以使得訊號Din”回到原有的頻帶以產生輸出訊號Dout。
在以上的實施例中，PAPR偵測電路156以及控制電路158是持續地在運作，亦即干擾消除電路150可以即時地偵測訊號Din”中是否有單頻干擾並快速有效地消除/抑制此單頻干擾。
第6圖為根據本發明一實施例之一種干擾消除方法的流程圖。同時參考以上實施例所述的內容，干擾消除方法的流程如下所述。
步驟600：流程開始。
步驟602：即時地偵測一訊號在頻譜上之一峰值對均值功率比，以產生一偵測結果。
步驟604：根據該偵測結果來產生一控制訊號。
步驟606：根據該控制訊號來決定一濾波器的一過濾頻點，並對該訊號進行濾波以產生一輸出訊號。
簡要歸納本發明，在本發明之干擾消除電路以及干擾消除方法中，透過即時偵測目前訊號是否具有單頻干擾，並根據所偵測到之單頻干擾的頻率來動態地調整濾波器的過濾頻點，可以快速有效地消除/抑制此單頻干擾，改善訊號品質。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100:電路 102:天線 110:類比數位轉換器 120:混波器 130:時序回復電路 140:濾波器 150:干擾消除電路 152:緩衝器 154:快速傅立葉轉換電路 156:PAPR偵測電路 158:控制電路 159:濾波器 200~216:步驟 410:第一複數乘法器 420:濾波電路 430:第二複數乘法器 600~606:步驟 Vin:類比輸入訊號 Din:數位輸入訊號 Din’:混波後訊號 Din”:訊號 P_info:偵測結果 Vc:控制訊號 Dout:輸出訊號
第1圖為根據本發明一實施例之電路的示意圖。 第2圖為根據本發明一實施例之控制電路之確認機制的流程圖。 第3圖為濾波器的頻率響應以及包含單頻干擾的訊號內容的示意圖。 第4圖為之本發明一實施例之濾波器的示意圖。 第5圖為第4圖所示之濾波器的頻率響應以及包含單頻干擾的訊號內容的示意圖。 第6圖為根據本發明一實施例之一種干擾消除方法的流程圖。
100:電路
102:天線
110:類比數位轉換器
120:混波器
130:時序回復電路
140:濾波器
150:干擾消除電路
152:緩衝器
154:快速傅立葉轉換電路
156:PAPR偵測電路
158:控制電路
159:濾波器
Vin:類比輸入訊號
Din:數位輸入訊號
Din’:混波後訊號
Din”:訊號
P_info:偵測結果
Vc:控制訊號
Dout:輸出訊號

Claims (10)

  1. 一種干擾消除電路，包含有： 一峰值對均值功率比偵測電路，用以即時地偵測一訊號在頻譜上之一峰值對均值功率比(Peak-to-Average Power Ratio，PAPR)，以產生一偵測結果； 一控制電路，耦接於該峰值對均值功率比偵測電路，用以根據該偵測結果來產生一控制訊號；以及 一濾波器，耦接於該控制電路，用以根據該控制訊號來決定該濾波器的一過濾頻點，並對該訊號進行濾波以產生一輸出訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之干擾消除電路，其中該控制電路根據該偵測結果以判斷該訊號是否具有一單頻干擾，並據以產生該控制訊號以決定該濾波器的該過濾頻點，以濾除該訊號的該單頻干擾以產生該輸出訊號。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之干擾消除電路，其中該偵測結果至少包含了該峰值對均值功率比，且該控制電路根據該峰值對均值功率比是否高於一臨界值以判斷該訊號是否具有該單頻干擾。
  4. 如申請專利範圍第2或3項所述之干擾消除電路，其中該偵測結果包含了該訊號在頻譜上之一峰值所對應到的頻率，且該控制電路根據該偵測結果以產生該控制訊號以使得該濾波器的該過濾頻點對應到該峰值所對應到的頻率，以濾除該訊號的該單頻干擾以產生該輸出訊號。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之干擾消除電路，其中該峰值對均值功率比偵測電路即時地偵測該訊號之連續多個區塊在頻譜上之該峰值對均值功率比(Peak-to-Average Power Ratio，PAPR)，以產生多個偵測結果；以及只有在該控制電路根據該多個偵測結果判斷出該多個區塊都具有該單頻干擾時，且該單頻干擾的頻率不同於該該濾波器的過濾頻點時，該控制訊號才會產生該控制訊號以改變該濾波器的該過濾頻點。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之干擾消除電路，其中該濾波器根據該控制訊號來調整該濾波器的多個接頭係數以決定該過濾頻點，並對該訊號進行濾波以產生該輸出訊號。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之干擾消除電路，其中該濾波器包含有： 一第一複數乘法器，用以將該訊號與一第一乘數相乘以產生一移頻後訊號，其中該第一乘數係根據該偵測結果所產生； 一濾波電路，用以對該移頻後訊號進行濾波以產生一濾波後訊號；以及 一第二複數乘法器，用以將該濾波後訊號與一第二乘數相乘以產生該輸出訊號。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之干擾消除電路，其中若是該偵測結果指出該訊號具有一單頻干擾，該第一複數係將該訊號與該第一乘數相乘，以使得該濾波電路的該過濾頻點相同於該單頻干擾的頻率，並據以產生該移頻後訊號。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之干擾消除電路，其中該濾波電路的過濾頻點不會根據該偵測結果而改變，該第二乘數係根據該偵測結果所產生，且該第二複數乘法器將該濾波後訊號與該第二乘數相乘以產生與該訊號具有相同頻帶的該輸出訊號。
  10. 一種干擾消除方法，包含有： 即時地偵測一訊號在頻譜上之一峰值對均值功率比(Peak-to-Average Power Ratio，PAPR)，以產生一偵測結果； 根據該偵測結果來產生一控制訊號；以及 根據該控制訊號來決定一濾波器的一過濾頻點，並對該訊號進行濾波以產生一輸出訊號。
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