专利名称：直流偏移校准方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，并且特别地，涉及一种直流偏移一交准方 法和装置。
背景技术：
零中频一支术是相对于传统的两次变频」技术而言的，它只采用了
一次变频。在发射部分，映射后的数字同相正交(IQ)信号经过DAC (Digital — to - Analog Conventer,凄丈才莫專争^:器)，变成正交才莫拟IQ 信号，然后直接调制到射频，不通过中频滤波部分；在接收部分， 使用一个混频器，直接将带内的射频信号变到模拟IQ信号，然后经 过ADC ( Analog - to - Digital Conventer，才莫凄史转换器)变成凄t字IQ 信号，之后再进行解调解码等数字基带处理。
零中频:技术相对于传统的两次变频一支术主要有以如下^尤点(1 ) 相对于传统的两次变频方案，省去中频滤波电^各、中频混频器、和 中频本振，简化了通道，降低通道的成本，缩小了面积；(2)相对 于目前流行的高中频方案，可以省去数字变频器和高速AD,降低 对数字部分电路的要求；(3)由于零中频方案不需要高速的数字采 样时钟，所以可以降^氐数字电^各对射频的影响，而对于射频电^各而 言，两者相差不大，都需要由本振和混频器(直接调制器)；(4)因 为零中频技术直接由射频变频到基带，所以也就不存在镜像信号的 问题。
不难看出，从成本和体积以及实现难度来说，零中频方案都更 有优势。
但是，零中频方案也有其自身的不可避免的问题。在发射端主
要是存在载波泄漏和边带抑制问题；在接收端主要是直流偏移问题。 其中，在零中频接收才几中，直流信号的产生主要有以下三个原因 (1 )调制信号所产生的固有直流分量(例如，曼彻斯特码)，该分 量是有用的直流信号，不属于直流偏移部分，因此需要保护；(2) 由于本振信号和接收端的载波信号的频率相同，会造成本振信号泄
漏到接收机的输入端，从而形成本振信号的自混，产生较大的直流 信号，该直流信号是零中频接收机直流偏移的主要原因；(3)电路 本身由于混频器输出端不对称导致的共模直流偏移，这也是零中频 4妾收才几直流偏移的一个原因。
零中频冲妻收才几的直流偏移会对整个4妻收才几产生比4交大的影响， 特别是在接收小信号的时候，所以 一 定要对这个直流偏移进行校准。
传统的方法是用一个大的电容来隔直(滤波)，但是这需要比较 大的电容，4艮难集成，而且这种方法会产生比豸交大的失真，建立时 间大约是100us级的，因此建立时间4艮长，而GSM基站一个常规 突发月永沖(Normal Burst)只有577us,所以这种方法更不适合用在 GSM基站上。
申请号为200510136595.4、标题为"一种解决零中频4妻收才几直 流偏移的方法及电路"的专利申请中提出了一种解决零中频接收机 直流偏移的方法及电路。其中，在接收机的混频器运用模拟反馈的 原理实现对直流偏移的抑制，利用一个差模反馈网络来消除差模直 流偏移，并且利用共模反馈网络来抑制混频器输出端不对称导致的 共才莫直流偏移，该方案的直流偏移才交准的过程是用冲莫拟电^各来实现 的。这种方法的优点是实时性能比较好，能够跟踪由于温度变化引
起的直流偏移分量的变化，其缺点是没有屏蔽掉调制信号所产生的 固有直流分量，不 一 定能跟踪由于电路参数变化而引起的直流偏移 (能否^艮踪上和直流偏移变化的频率有关系，也就是电^各参^:变化 的频率有关系)，而且额外增加的模拟电路会降低线性度，从而影响 接收才几的增益和噪声，并且这种方案的电^各比较复杂。
在专利99800691.2 (标题为"零中频解调器的直流偏移补偿") 中提供了一种直流偏移补偿电^各。该方案首先在本地振荡器中引入 一个频率偏移，以便屏蔽掉从调制信号中所差生的固有直流分量(例 如，曼彻斯特码)，仅仅提取由于本地振荡器的泄漏导致的差模直流 偏移和输出端器件不对称而导致的共冲莫直流偏移。通过对^是耳又到的 直流分量进4于一定的处理，得到一个直流偏移值并存4诸起来。 一,殳 时间以后，可以爿寻纟空制回3各冻结，而本i也4展荡器的频率偏移可以耳又 消掉。然后在正常接收的时候减掉存储起来的直流偏移值从而实现
直流偏移的补偿电^各。直流偏移4交准的过,呈是用^:字电路实现的D
这种方式的优点是可以保护调制信号所产生的固有直流分量，而且 没有增加额外的模拟电路，其缺点是实时性能差，不能跟踪由于温 度变化以及电路参数变化而引起的直流偏移分量的变化。
然而，至今尚未提出既简便易行又具有良好的实时性的零中频 直流偏移一交准方案。
发明内容
考虑到上述问题而做出本发明，为此，本发明的主要目的在于 才是供一种直流偏移4交准方案，以解决相关4支术中直流偏移4交准当中 存在的电^各复杂、实时性差的问题。
才艮据本发明的实施例，4是供了一种直流偏移才交准方法。
该方法包括根据数字信号接收的时间点位置选择进行偏移量 获取处理或校准处理；偏移量获得处理，通过使射频输入信号为零 来获得直流偏移量；校准处理，根据获得的直流偏移量来对接收的 数字信号进行校准。
其中，在数字信号的接收时间点的位置位于不接收有效数据的 时间段的起始时刻的情况下，开始进行偏移值获耳又处理；在数字信 号的接收时间点的位置位于接收有效数据时间段的情况下，进行校 准处理。在接收的数字信号为全球移动通信系统的基站突发脉沖信 号的情况下，在接收时间点的位置位于突发脉沖信号的保护比特位 的起始处时开始进^"偏移量获得处理；在4^收时间点的位置位于突 发脉冲信号的非保护比特位的情况下，则进行4交准处理。
此外，偏移量获得处理包括使射频输入信号为零，对FIR滤 波器的输出进行采样、累加、和平均，并将平均后获得的值作为直 流偏移量。
另外，在校准处理中，通过用接收的数字信号减去直流偏移量 来进行校准。
该方法还可以进一步包纟舌更新处理，在4^f于完偏移量获4寻处 理后，用本次获4寻的直流偏移量更新之前获得的直流偏移量，/人而 实现实时一交准。
另外，在接收到数字信号时，首先对数字信号进行滤除量化误 差和信道噪声的预处理，之后确定数字信号接收的时间点位置。
才艮据本发明的另 一实施例，4是供了 一种直流偏移4交准装置。
该装置包括选择模块，用于根据数字信号接收的时间点位置 选4奪进行偏移量获耳又处理或一交准处理；偏移量获得模块，用于冲丸行
偏移量获得处理，其中，偏移量获得模块通过使射频输入信号为零
来获得直流偏移量；以及校准才莫块，用于冲丸行冲t准处理，其中，校
准模块根据获得的直流偏移量来对接收的数字信号进行校准。
其中，在数字信号的接收时间点的位置位于不接收有效数据的 时间段的起始时刻的情况下，选4奪模块选i奪开始才丸行偏移值获耳又处
理；在数字信号的接收时间点的位置位于接收有效数据的时间段的
情况下，选#^莫块选纟奪进行一交准处理。
此外，该装置可进一步包括更新才莫块，用于在冲丸行完偏移量 获得处理后，用本次获得的直流偏移量更新之前获得的直流偏移量，
/人而实JE见实时4交准。
通过本发明的上述技术方案，能够在不增加额外的复杂的模拟 电3各且不影响基站的正常业务情况下，实时跟踪并4交准由于温度变 化以及电路参数等变化而引起的直流偏移分量的变化，并且还具有 实现简单的优点。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申
请的一部分，本发明的示意性实施例及其"i兑明用于解释本发明，并 不构成对本发明的不当限定。在附图中
图1是根据本发明方法实施例的直流偏移校准方法的流程图2是实现根据本发明方法实施例的直流偏移^^准方法的零中 频4妄收才几的结构实例的才匡图3是根据本发明方法实施例的直流偏移校准方法可校准的普 通突发脉沖的结构示意图4是零中频接收机实现根据本发明实施例的直流偏移校准方
法的示意图；以及
图5是根据本发明装置实施例的直流偏移校准装置的框图。
具体实施例方式
方法实施例
在本实施例中，4是供了一种直流偏移4交准方法。
如图1所示，根据本实施例的直流偏移校准方法包括步骤 S102，根据数字信号(例如，IQ数字信号)接收的时间点位置选择 进4亍偏移量获耳又处理或一交准处理；步艰《S104，偏移量获得处理，通 过使射频输入信号为零来获得直流偏移量；步骤S106，校准处理， 根据获得的直流偏移量来对接收的数字信号进行校准。
其中，在数字信号的接收时间点的位置位于不接收有效数据的 时间段的起始时刻的情况下，开始进行偏移值获耳又处理；在数字信 号的接收时间点的位置位于接收有效数据的时间段的情况下，进行 校准处理。在接收的数字信号为全球移动通信系统基站的突发脉沖 信号的情况下，如图3所示，在接收时间点的位置位于突发脉沖信 号的保护比特位(8.25位)的起始处时开始4于偏移量获得处理；在 接收时间点的位置位于突发脉沖信号的非保护比特位的情况下，则 进4亍4交准处理。
此外，偏移量获得处理包括使射频输入信号为零，对FIR滤 波器的输出进行采样、累加、和平均，并将平均后获得的值作为直 流偏移量。
另外，在校准处理中，通过用接收的数字信号减去直流偏移量 来进行校准。
该方法还可以进一步包纟舌更新处理，在^^于完偏移量获纟寻处 理后，用本次获得的直流偏移量更新之前获得的直流偏移量，/人而 实现实时一交准。
另外，在接收到数字信号时，首先对数字信号进行滤除量化误 差和信道噪声的预处理，之后确定^:字信号^t妄收的时间点位置。
本发明具体既可以在现场可编程门阵列(FPGA)上实现，也 可以在l《字信号处理器(DSP)上实现。下面就以FPGA为例进行 具体的i兌明。
图2是零中频接收^L的基本框图，其中，图2中只示出了I通 道，Q通道和I通道完全一样。天线4妻收到的信号首先经过一个射 频滤波器，滤除带外的噪声；然后经过一个低噪;改，进行射频放大； 再经过混频器，得到模拟IQ信号；然后再差分为I+、 I-和Q+、 Q-输入到低通滤波器，滤除基带外的噪声；再经过一个基带放大器进 4亍差分》丈大；然后通过一个抗混叠滤波器差分l命入到ADC,变成凄丈 字IQ信号，最后输入到FPGA进行相应的处理，FPGA进行的处理 可以包括图1中所示的直流偏移的校准和其他一些基带信号处理， 例如，解调解码等。这里用差分的形式也是为了减小共模直流偏移 (零点漂移)。
图3是全球移动通信系统(GSM)中的普通突发脉冲(NB) 的数据格式。对于NB来说，其信息分成两组各58个符号，其中 57位为数据，另一位为^f俞帧标志，在CS业务中表示此数据是用户 数据还是信令。在这两段数据之间插入了 26位的训练序列，用来估 计信道参数和时间提前量。3位"0"的尾比特加于信息段的两侧。
NB数据的最后有8.25位的时间，不发任何信息，作为相邻时隙的 保护革殳，本发明的直流偏移量的计算就是在这个时间段进行，所以 不会影响正常业务，而且能够实现一个频率比4交高的实时校准，即， 每个NB时间长度(577us )都可以做一次校准，从而能够有效跟踪 直流偏移量随温度和电3各参数的变化。
图4示出了本发明实王见GSM基站的零中频4妾收才几的直流偏移 的实时才交准的示意图。
如图4所示，来自ADC的IQ数据首先经过一个FIR滤波器， 滤除ADC的量化噪声以及信道噪声；然后判断当前时间是否为8.25 个保护比特的开始，如果是，则进行直流偏移的计算流程，否则进 行正常4妄收流程；当进4亍直流偏移的计算流程的时候，首先使射频 输入信号为"零"，从而保护调制信号所固有的直流分量；然后对FIR 滤波器的输出进行采样、累加，然后进行平均，平均值就可以认为 是当前电路参数下的直流偏移值，因为其他非直流信号可以认为都 是白噪声，均值为零；最后对巴直流偏移值存储下来并更新上一次计 算出来的直流偏移1直，以备正常4妄收流^i时用；当^f呆护比特结束的 时候，则进入正常接收流程，将采样到的从FIR滤波器输出的数字 IQ信号减去相应的直流偏移值，就完成了直流偏移的校准。4交准后 的信号继续进4于解调解码等其他基带处理。
应当注意，在整个才交准过程中需要保证计算直流偏移的流程在 保护比特的时间内进行，这样才不会影响基站正常的业务。
装置实施例
在本实施例中，提供了一种直流偏移校准装置。
如图5所示，根据本实施例的直流偏移校准装置包括选择模 块502,用于根据凄t字信号接收的时间点位置选4奪进行偏移量获取^
处理或校准处理；偏移量获得纟莫块504,用于^Vf于偏移量获得处理， 其中，偏移量获得模块504通过使射频输入信号为零来获得直流偏 移量；以及校准模块506,用于执行校准处理，其中，校准模块506 根据获得的直流偏移量来对接收的数字信号进行校准。
其中，在数字信号的接收时间点的位置位于不接收有效数据的 时间段的起始时刻的情况下，选择模块502选择开始执行偏移值获 取处理；在数字信号的接收时间点的位置位于接收有效数据的时间 段的情况下，选择模块502选择进行校准处理。
此外，该装置可进一步包括更新模块(未示出)，用于在执行 完偏移量获得处理后，用本次获得的直流偏移量更新之前获得的直 流偏移量，乂人而实3见实时才交准。
可以看出，本发明的优点如下
(1) 实时校准由于接收机的直流偏置值不仅和温度有关系， 还和电路的参数有关系，所以每一次电路参数发生改变，就必须做 一次校准操作，对于GSM基站中变化很频繁的电路参数(例如每个 时隙都需要改变的电路参数)就必须实现冲吏准频率比4交高的实时才吏 准，而本发明对每一个NB都可以进行一次校准，因此具有很好的 实时性；
(2) 数字校准不增加复杂的模拟电路，不会降低接收机线性 度，不会带来额外的噪声，实现起来比较简单；
(3) 在保护比特时间内来做校准，不会影响GSM基站业务；
(4) 通过在校准流程的时候使输入信号为"零"，能够有效保 护调制信号所产生的固有直流分量。综上所述，本发明针对应用于GSM基站的零中频4妄收才几的直 流偏移问题，才是出了一种实时的、数字的才交准方法，即，在GSM 基站的每个NB的保护比特期间计算直流偏移值并存储起来，在下 个NB的正常接收时间减去这个直流偏移值从而实现实时校准。借 助于本发明的技术方案，能够在不增加额外的复杂的模拟电路且不 影响基站的正常业务情况下，实时跟踪并校准由于温度变化以及电 ^各参tt等变化而引起的直流偏移分量的变化，并且还具有实现简单 的优点。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，
对于本领i或的:l支术人员来i兑，本发明可以有各种更改和变化。凡在 本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种直流偏移校准方法，其特征在于，包括根据数字信号接收的时间点位置选择进行偏移量获取处理或校准处理；所述偏移量获得处理，通过使射频输入信号为零来获得直流偏移量；所述校准处理，根据获得的直流偏移量来对接收的数字信号进行校准。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在数字信号的接收 时间点的位置位于不接收有效数据的时间段的起始时刻的情 况下，开始进行所述偏移值获取处理；在所述ft字信号的接收 时间点的位置位于接收有效数据的时间段的情况下，进行所述 校准处理。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在接收的数字信号 为全球移动通信系统基站的突发脉沖信号的情况下，在接收时 间点的位置位于所述突发脉沖信号的保护比特位的起始处时， 开始进^亍所述偏移量获^寻处理；在4妾收时间点的^(立置^立于所述 突发脉冲信号的非保护比特位的情况下，则进行所述校准处 理。
4. 才艮据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述偏移量获得处 理包括^f吏射频输入信号为零，对FIR滤波器的输出进行采样、 累加、和平均，并将平均后获得的值作为所述直流偏移量。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述校准处理中， 通过用^妻收的数字信号减去直流偏移量来进行一交准。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括更新处理，在执行完偏移量获得处理后，用本次获得的直 流偏移量更新之前获得的直流偏移量，乂人而实现实时4交准。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在接 收到所述数字信号时，首先对所述数字信号进行滤除量化误差 和信道噪声的预处理，之后确定所述数字信号接收的时间点位置。
8. —种直流偏移一交准装置，其特征在于，包括选择模块，用于根据数字信号接收的时间点位置选择进行 偏移量获耳又处理或4交准处理；偏移量获得模块，用于执行所述偏移量获得处理，其中， 所述偏移量获得模块通过使射频输入信号为零来获得直流偏移量；校准模块，用于执行所述校准处理，其中，所述校准模块 根据获得的直流偏移量来对接收的数字信号进行校准。
9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，在数字信号的接收 时间点的位置位于不接收有效数据的时间段的起始时刻的情 况下，所述选4奪—莫块选4奪开始执行所述偏移值获取处理；在所 述数字信号的接收时间点的位置位于接收有效数据的时间段 的情况下，所述选择模块选择进行所述校准处理。
10. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，进一步包括更新模块，用于在执行完偏移量获得处理后，用本次获得 的直流偏移量更秀斤之前获纟寻的直;充偏移量，乂人而实5见实时才交准。
全文摘要
本发明公开了一种直流偏移校准方法，该方法包括根据数字信号接收的时间点位置选择进行偏移量获取处理或校准处理；偏移量获得处理，通过使射频输入信号为零来获得直流偏移量；校准处理，根据获得的直流偏移量来对接收的数字信号进行校准。此外，本发明还公开了一种直流偏移校准装置。通过使用本发明，能够在不增加额外的复杂的模拟电路且不影响基站的正常业务情况下，实时跟踪并校准由于温度变化以及电路参数等变化而引起的直流偏移分量的变化，并且还具有实现简单的优点。
文档编号H04B1/10GK101183877SQ200710195380
公开日2008年5月21日 申请日期2007年12月17日 优先权日2007年12月17日
发明者崔亦军, 杭靠文, 淦星星 申请人:中兴通讯股份有限公司