專利名稱：STiMi接收機8MHz模式下去除直流偏置的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
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本發(fā)明涉及接收機，尤其涉及采用零中頻結(jié)構(gòu)的直接轉(zhuǎn)換接收機。
背景技術(shù)：
STiMi接收機采用零中頻的結(jié)構(gòu)，直流偏置消除是設(shè)計中必需解決的 問題。直流偏置包括兩個部分，靜態(tài)的直流偏置和時變的直流偏置。靜 態(tài)直流偏置是由于本振信號耦合到LNA和RF端口引起的。當本振信號耦 合到天線口，并輻射出去，然后遇到移動的物體并反射回來，會產(chǎn)生時 變的直流偏置。直流偏置可以在接收機模擬部分和數(shù)字部分分部去除。 模擬部分的直流偏置去除模塊集成在RFtimer中，它可以大范圍的去除直 流偏置，防止器件的飽和。數(shù)字部分的直流偏置去除模塊位于ADC之后， 可以更精確的去除信號中的直流偏置，確保之后的數(shù)字解調(diào)部分正確執(zhí) 行。本發(fā)明方法應(yīng)用于數(shù)字部分的直流偏置去除。
圖1和圖2顯示傳統(tǒng)的直流偏置校正的方法。圖l采用的是伺服環(huán)的方 法，輸入信號中的直流偏置通過平均的方法被估計，估計值通過環(huán)路濾 波去除擾動，然后將直流偏置的估計反饋到輸入信號，最終在輸入信號 中減去相應(yīng)的直流偏置。圖2采用的是高通濾波的方法，可以采用FIR或IIR 的方式，考慮到實現(xiàn)的復雜度，采用IIR的方式。高通濾波器可以去除信 號中近直流分量，包括靜態(tài)的直流偏置和時變的直流偏置。
伺服環(huán)的方法可以有效的去除靜態(tài)的直流偏置，但無法有效去除時 變的直流偏置。高通濾波器的方法是去除靜態(tài)的直流偏置和動態(tài)直流偏 置簡單有效的方法。但對于高速率、低截止頻點的應(yīng)用，通常簡單的高 通濾波在定點實現(xiàn)上無法取得較好的性能。STiMi系統(tǒng)包括兩種模式， 2MHz模式和8MHz模式，子載波間隔都是2KHz。為減少接收信號所承載 的信息損失，高通濾波器的截止頻率應(yīng)盡量降低，在這里選擇460Hz。
2MHz模式的STiMi接收機，當采用2x速率采樣時，采樣速率為5MHz。 2MHz模式IIR高通濾波器的差分方程如下
_y(") = 0.299jK" -1) + 0.7;<" _ 2) + - 0.3x(w _ 1) — 0.7x(" - 2) 8MHz模式的STiMi接收機，當采用2x速率采樣時，采樣速率高達 20MHz，而截止頻率為460Hz，遠遠小于采樣速率。這造成差分方程的 第一個濾波器的系數(shù)更接近于0.3。 8MHz模式IIR高通濾波器的差分方程 如下
= 0.29975j<" -1) + 0.7y(" - 2) + x(") - 0.3;c(" -1) - 0.7x(" — 2) 8MHz模式IIR高通濾波器的差分方程的第一個濾波器的系數(shù)為 0.29975，比2MHz模式IIR高通濾波器的差分方程的第一個濾波器的系數(shù) (0.299)更接近0.3。這對于浮點仿真，是沒有影響的。而在定點實現(xiàn)時， 當輸入輸出為10bit時，上述8MHz模式IIR高通濾波器的差分方程會產(chǎn)生 更大的量化誤差。在F1信道，SNR為9.1dB， 1/2碼率，16QAM調(diào)制的條 件下，我們比較包含上述高通濾波器的仿真器浮點和定點性能的差異。 浮點仿真BER為5e-6，定點仿真BER為2e-3。說明高通濾波器的定點產(chǎn)生 較大的量化誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種STiMi接收機8MHz模式下去除直流偏置的裝置。
為實現(xiàn)上述目的， 一種通過高通濾波器去除直流偏置的裝置，包括 去復用模塊，將輸入的數(shù)據(jù)1路變成N路；
IIR濾波器組模塊，將去復用模塊輸出的多條支路，通過多個IIR高 通濾波器；
復用模塊，將輸入的數(shù)據(jù)N路合并成1路。
通過多個IIR高通濾波器實現(xiàn)一個高通濾波器功能，可以去除靜態(tài)和 動態(tài)的直流偏置，同時有效的降低了每個IIR高通濾波器采樣速率，在定 點實現(xiàn)時有效的降低了高通濾波器系數(shù)的量化誤差。


圖l是伺服環(huán)去除直流偏置； 圖2是高通濾波去除直流偏置； 圖3是本發(fā)明提出的去除直流偏置的方法； 圖4是IIR高通濾波器的頻率響應(yīng)；
圖5是頻域上的信號(a)含有直流偏置(b)通過本發(fā)明方法去除直
流偏置。
具體實施例方式
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示，由去復用模塊，IIR濾波器組模塊， 和復用模塊三部分組成。
1) 去復用模塊 去復用模塊將輸入的數(shù)據(jù)1路變成4路,對于去復用模塊每一路輸
出，相當于完成了一個4抽1的下采樣。假定輸入數(shù)據(jù)序列為adc一iout(O), adc—iout (1)， adc—iout (2), adc—iout (3), adc—iout (4), adc—iout(5)， adc_iout(6),adc—iout(7)...，通過去復用模塊后變?yōu)?路；第一路為 adc—iout(O), adc一iout(4)...，第二路為adc—iout(l), adc—iout(5). .， 第三 路為adc—iout(2), adc—iout(6)…，第四路為adc—iout(3), adc—iout(7)...。
2) IIR濾波器組模塊 去復用模塊輸出的4條支路，通過4個相同的IIR高通濾波器。每
個IIR高通濾波器的截止頻率為460Hz，采樣速率為5MHz。差分方程如下: :K") = 0.299_y(" — 1) + 0.7y(" - 2) + ;c(") — 0.3x(" — 1) — 0.7x(" - 2) 頻率響應(yīng)如圖4所示，截止頻率為460Hz。
3) 復用模塊
復用模塊將輸入的數(shù)據(jù)4路合并成1路，對于復用模塊每一路輸入， 相當于完成了一個4倍的插值，然后將結(jié)果相加合并。如圖3所示，4條支 路的IIR高通濾波器輸出分別是
第一條支路為dc—removal—iout(O)， dc—removal—iout(l)...;第二條支路 為dc—removal—iout(2)， dc_removal—iout(3)...; 第三條支路為
dc—removal—iout(4), dc—removal—iout(5). .; 第四條支路為 dc—removal—iout(6), dc—removal—iout(7)...。通過復用模塊后合并成1 路，序歹ll為dc—removal—iout(O), dc—removal—iout(l),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) 為了驗證本發(fā)明去除靜態(tài)直流偏置和時變直流偏置的效果，在 分別在信號中加入靜態(tài)直流偏置和時變直流偏置。靜態(tài)直流偏置為頻率 為0的信號，時變直流偏置為一近零頻的信號，仿真中選擇頻率偏置為5Hz 信號。如圖5 (a)所示，信號中存在一個很大的近直流分量。
2) 為了驗證本發(fā)明能夠有效地降低量化誤差，測試集成本發(fā)明方 法的定點仿真器性能。同樣的在F1信道，SNR為9.1dB， 1/2碼率，16QAM 調(diào)制的條件下，測試BER性能。
本發(fā)明有效地去除靜態(tài)和動態(tài)的直流偏置。經(jīng)過本發(fā)明方法去除直 流偏置后，得到如圖5 (b)的結(jié)果。從圖中可以看到，靜態(tài)和動態(tài)直流 分量被有效的去除了。
本發(fā)明有效地降低了濾波器的量化誤差。在F1信道，SNU為9.1dB， 1/2碼率，16QAM調(diào)制的條件下，集成本發(fā)明方法的定點仿真器BER為 2e-5，相對浮點仿真結(jié)果5e-6，略有降低，但遠遠好于采用簡單的高通濾 波方法的定點仿真結(jié)果，2e-3。
權(quán)利要求
1. 一種通過高通濾波器去除直流偏置的裝置，包括去復用模塊，將輸入的數(shù)據(jù)1路變成N路；IIR濾波器組模塊，將去復用模塊輸出的多條支路，通過多個IIR高通濾波器；復用模塊，將輸入的數(shù)據(jù)N路合并成1路。
2. 按權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于所述多個IIR高通濾波器是 相同的IIR高通濾波器。
3. 按權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于每個IIR高通濾波器的截止 頻率為460Hz。
4. 按權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于每個IIR高通濾波器的采樣 頻率為5MHz。
5. 按權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于所述的N路為4路。
全文摘要
一種通過高通濾波器去除直流偏置的裝置，包括去復用模塊，將輸入的數(shù)據(jù)1路變成N路；IIR濾波器組模塊，將去復用模塊輸出的多條支路，通過多個IIR高通濾波器；復用模塊，將輸入的數(shù)據(jù)N路合并成1路。通過多個IIR高通濾波器實現(xiàn)一個高通濾波器功能，可以去除靜態(tài)和動態(tài)的直流偏置，同時有效的降低了每個IIR高通濾波器采樣速率，在定點實現(xiàn)時有效的降低了高通濾波器系數(shù)的量化誤差。
文檔編號H03M1/06GK101378264SQ20071014802
公開日2009年3月4日 申請日期2007年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月29日
發(fā)明者樸范鎮(zhèn), 杰 焦, 魏立軍 申請人:北京三星通信技術(shù)研究有限公司;三星電子株式會社