本公开涉及通信技术领域，尤其涉及一种直流分量获取装置及方法。
背景技术：
随着通信技术，无线传感网技术、微电子技术和半导体技术的飞快发展和日趋成熟，无线通信网络技术已经成为热门研究点。
在无线通信网络技术中，常常因为技术水平、体积及成本的限制，或者发射机和接收机之间的移动，使得接收机和发射机间存在载波频率偏移的现象，而引起接收机在数据判决时出现错误，导致接收端无法准确获得发射机发射的信息。
技术实现要素：
有鉴于此，本公开提出了一种直流分量获取装置及方法。
根据本公开的一方面，提供了一种直流分量获取装置，所述装置包括：
鉴相模块，用于对基带信号进行鉴相处理，以获取所述基带信号的相位信号；
峰值检测模块，连接于所述鉴相模块，用于对所述相位信号进行峰值检测，以获取所述相位信号的第一波峰值和第一波谷值，并根据所述第一波峰值和所述第一波谷值获取直流分量信息；及
滤波模块，连接于所述峰值检测模块，当所述峰值检测模块检测到所述第一波峰值和所述第一波谷值时，用于对所述相位信号进行滤波处理，并通过所述直流分量信息获取稳定直流分量。
在一种可能的实现方式中，所述峰值检测模块包括：
第一门限确定子模块，用于确定所述相位信号在当前时段的第二波峰值是否小于第一门限；
第一更新子模块，用于在所述第二波峰值小于所述第一门限，且所述第二波峰值大于所述第一波峰值时，用所述第二波峰值替换所述第一波峰值，其中，所述第一波峰值为所述相位信号在当前时段之前的波峰值。
在一种可能的实现方式中，所述峰值检测模块包括：
第二门限确定子模块，用于确定所述相位信号在当前时段的第二波谷值是否大于第二门限；
第二更新子模块，用于在所述第二波谷值大于所述第二门限，且所述第二波谷值小于所述第一波谷值时，用所述第二波谷值替换所述第一波谷值，其中，所述第一波谷值为所述相位信号在当前时段之前的波谷值。
在一种可能的实现方式中，所述滤波模块包括滤波器，其中，获取所述稳定直流分量的公式为：
dc(n)＝dc(n-1)*(1-alpha)+u*alpha；其中，u为所述直流分量信息；alpha为小于1的小数，用于控制所述滤波器的带宽；dc(n)为n时刻的稳定直流分量，dc(n-1)为n-1时刻的稳定直流分量。
在一种可能的实现方式中，所述峰值检测模块包括：
直流分量信息获取子模块，用于获取所述第一波峰值和所述第一波谷值的平均值，并将所述平均值作为所述直流分量信息。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
直流分量去除模块，连接于所述滤波模块，用于去除所述相位信号中的所述稳定直流分量。
本公开通过对基带信号进行鉴相处理，以获取所述基带信号的相位信号，对所述相位信号进行峰值检测，以获取所述相位信号的第一波峰值和第一波谷值，并根据所述第一波峰值和所述第一波谷值获取直流分量信息，当所述峰值检测模块检测到所述第一波峰值和所述第一波谷值时，用于对所述相位信号进行滤波处理，并通过所述直流分量信息获取稳定直流分量，本公开可以获取基带信号中的稳定直流分量。
根据本公开的另一方面，提供了一种直流分量获取方法，所述方法包括：
对基带信号进行鉴相处理，以获取所述基带信号的相位信号；
对所述相位信号进行峰值检测，以获取所述相位信号的第一波峰值和第一波谷值，并根据所述第一波峰值和所述第一波谷值获取直流分量信息；及
当所述峰值检测模块检测到所述第一波峰值和所述第一波谷值时，用于对所述相位信号进行滤波处理，并通过所述直流分量信息获取稳定直流分量。
在一种可能的实现方式中，对所述相位信号进行峰值检测，以获取所述相位信号的第一波峰值和第一波谷值包括：
确定所述相位信号在当前时段的第二波峰值是否小于第一门限；
在所述第二波峰值小于所述第一门限，且所述第二波峰值大于所述第一波峰值时，用所述第二波峰值替换所述第一波峰值，其中，所述第一波峰值为所述相位信号在当前时段之前的波峰值。
在一种可能的实现方式中，对所述相位信号进行峰值检测，以获取所述相位信号的第一波峰值和第一波谷值包括：
确定所述相位信号在当前时段的第二波谷值是否大于第二门限；
在所述第二波谷值大于所述第二门限，且所述第二波谷值小于所述第一波谷值时，用所述第二波谷值替换所述第一波谷值，其中，所述第一波谷值为所述相位信号在当前时段之前的波谷值。
在一种可能的实现方式中，通过滤波器对所述相位信号进行滤波处理，其中，获取所述稳定直流分量的公式包括：
dc(n)＝dc(n-1)*(1-alpha)+u*alpha；其中，u为所述直流分量信息；alpha为小于1的小数，用于控制所述滤波器的带宽；dc(n)为n时刻的稳定直流分量，dc(n-1)为n-1时刻的稳定直流分量。
在一种可能的实现方式中，根据所述第一波峰值和所述第一波谷值获取直流分量信息包括：
获取所述第一波峰值和所述第一波谷值的平均值，并将所述平均值作为所述直流分量信息。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
去除所述相位信号中的所述稳定直流分量。
本公开通过对基带信号进行鉴相处理，以获取所述基带信号的相位信号，对所述相位信号进行峰值检测，以获取所述相位信号的第一波峰值和第一波谷值，并根据所述第一波峰值和所述第一波谷值获取直流分量信息，当所述峰值检测模块检测到所述第一波峰值和所述第一波谷值时，用于对所述相位信号进行滤波处理，并通过所述直流分量信息获取稳定直流分量，本公开可以获取基带信号中的稳定直流分量。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。
图1示出了根据本公开一实施例的直流分量获取装置的框图。
图2示出了根据本公开一实施例的滤波模块30输出波形示意图。
图3示出了根据本公开一实施例的直流分量获取装置的框图。
图4示出了根据本公开一实施例的直流分量获取装置的框图。
图5示出了根据本公开一实施例的直流分量获取方法。
图6示出了根据本公开一实施例的直流分量获取方法。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
在无线通信网络技术中，特别是在短距离无线通信网络技术中(例如蓝牙技术)，FSK/GFSK收发机包括发射机和接收机，发射机用于发射数据，接收机用于接收数据。
在短距离无线通信网络技术中，发射机发射的信号可为低中频(例如可为2MHz的低中频)的无线电信号，接收机的天线接收到无线电信号后送给接收机中的射频电路，所述无线电信号经过射频电路处理之后通过ADC(模数转换器)将模拟信号转换为数字信号供接收机的后续电路处理。
通常接收机和发射机间存在载波频偏时，需要锁相环等同步电路来载波同步，因为GFSK信号的解调通常使用非相干解调，所以当接收机使用差分解调架构时，收发两端的载波频偏将导致在数字信号上叠加了一个直流分量，这个直流分量的存在会引起数据判决的错误。
针对以上问题，本公开提出一种直流分量获取装置，以获取数字信号中的直流分量。
请参阅图1，图1示出了根据本公开一实施例的直流分量获取装置的框图。
如图1所示，直流分量获取装置可以包括鉴相模块10，峰值检测模块20及滤波模块30。
鉴相模块10，用于对基带信号进行鉴相处理，以获取所述基带信号的相位信号。
发射机发送的无线电信号包括两路载波调制后的信号，ADC将射频部分转换的信号转换为I，Q两路信号(I，Q两路信号为同相正交的两路信号)。数字电路部分可以包括下变频电路，所述下变频电路将I，Q两路信号转换为零中频的C，D两路信号(基带信号)，也即，正弦信号C(sinQ)和余弦信号D(cosI)。
鉴相模块10可以包括鉴相电路，鉴相电路可以对包括正弦信号和余弦信号的基带信号进行反正切计算，从而获取基带信号的相位信号。
在一种可能的实施方式中，实现反正切的方法可以包括查表法、多项式逼近法等。其中，查表法是将正弦和余弦的值以表格的形式存储于ROM中，根据正弦和余弦的绝对值组成6位二进制数作为相位地址查找ROM中的相位值，根据正弦和余弦的符号位确定相位角所在象限，求出相位角。
峰值检测模块20，连接于所述鉴相模块10，用于对所述相位信号进行峰值检测，以获取所述相位信号的第一波峰值和第一波谷值，并根据所述第一波峰值和所述第一波谷值获取直流分量信息。
所述第一波峰值为所述相位信号在当前时段之前的波峰值，所述第一波谷值为所述相位信号在当前时段之前的波谷值。
在一种可能的实施方式中，峰值检测模块20可以包括峰值检测电路，峰值检测模块20可以在任意设定的时间段内进行峰值检测。峰值检测模块20可以将任意时间段内的第一波峰值和第一波谷值的平均值作为所述直流分量信息。
应该说明的是，ADC可以采用N倍过采样(例如可以为8倍过采样)的方式对射频电路输出的信号进行采样并转换为N路1倍符号率的数字信号，峰值检测模块20可对N路1倍符号率的数字信号进行峰值检测。
滤波模块30，连接于所述峰值检测模块20，当所述峰值检测模块检测到所述第一波峰值和所述第一波谷值时，用于对所述相位信号进行滤波处理，并通过所述直流分量信息获取稳定直流分量。
在一种可能的实施方式中，滤波模块30可以包括滤波器，例如一阶IIR滤波器。在一定时间段内，当滤波模块30稳定后，滤波模块30的直流分量会收敛在一个稳定值，该稳定值即为稳定直流分量。
请一并参阅图2，图2示出了根据本公开一实施例的滤波模块30输出波形示意图。
如图2所示，滤波模块30在1000ms后，直流分量会逐渐稳定在一个稳定直流分量附近(例如0.1V)。
在一种可能的实施方式中，获取所述稳定直流分量的公式为：
dc(n)＝dc(n-1)*(1-alpha)+u*alpha；其中，u为所述直流分量信息；alpha为小于1的小数，用于控制所述滤波器的带宽；dc(n)为n时刻(例如当前采样时刻)的稳定直流分量，dc(n-1)为n-1时刻(例如前一个采样时刻)的稳定直流分量。
本公开通过对基带信号进行鉴相处理，以获取所述基带信号的相位信号，对所述相位信号进行峰值检测，以获取所述相位信号的第一波峰值和第一波谷值，并根据所述第一波峰值和所述第一波谷值获取直流分量信息，当所述峰值检测模块检测到所述第一波峰值和所述第一波谷值时，用于对所述相位信号进行滤波处理，并通过所述直流分量信息获取稳定直流分量，本公开可以获取基带信号中的稳定直流分量。
请参阅图3，图3示出了根据本公开一实施例的直流分量获取装置的框图。
如图3所示，直流分量获取装置包括：
鉴相模块10，用于对基带信号进行鉴相处理，以获取所述基带信号的相位信号。
峰值检测模块20，连接于所述鉴相模块10，用于对所述相位信号进行峰值检测，以获取所述相位信号的第一波峰值和第一波谷值，并根据所述第一波峰值和所述第一波谷值获取直流分量信息。
在一种可能的实施方式中，峰值检测模块20可以包括第一门限确定子模块201、第一更新子模块202、第二门限确定子模块203、第二更新子模块204及直流分量信息获取子模块205。
第一门限确定子模块201，可以用于确定所述相位信号在当前时段的第二波峰值是否小于第一门限。
在一种可能的实施方式中，第一门限确定子模块201在接收到输入的相位信号后，对所述相位信号在当前时段内进行峰值检测，当检测到当前时段的第二波峰值到来时，将所述第二波峰值与所述第一门限进行比较，并输出比较结果。
可以理解的是，当前时段的时长可以根据实际情况进行选择，第一门限确定子模块201可以在当前时段内对所述相位信号的幅值进行暂存、比较，以确定当前时段内所述相位信号的正向最大幅值为所述第二波峰值。
第一更新子模块202，连接于所述第一门限确定子模块201，可以用于在所述第二波峰值小于所述第一门限，且所述第二波峰值大于所述第一波峰值时，用所述第二波峰值替换所述第一波峰值。
在一种可能的实施方式中，第一更新子模块202接收到第一门限确定子模块201输出的比较结果后，若得到所述第二波峰值小于所述第一门限，则将所述第二波峰值与所述第一波峰值进行比较，若第二波峰值大于所述第一波峰值，则第一更新子模块202可以用所述第二波峰值替换所述第一波峰值。
可以理解的是，对所述第二波峰值和所述第一波峰值的比较也可以在第一门限确定子模块201中进行，此时，第一门限确定子模块201输出第二波峰值与第一门限的比较值，以及第二波峰值和第一波峰值的比较值。
第二门限确定子模块203，用于确定所述相位信号在当前时段的第二波谷值是否大于第二门限。
在一种可能的实施方式中，第二门限确定子模块203在接收到输入的相位信号后，对所述相位信号在当前时段内进行峰值检测，当检测到当前时段的第二波谷值到来时，将所述第二波谷值与所述第二门限进行比较，并输出比较结果。
可以理解的是，当前时段的时长可以根据实际情况进行选择，第二门限确定子模块203可以在当前时段内对所述相位信号的幅值进行暂存、比较，以确定当前时段内所述相位信号负向的最小幅值为所述第二波谷值。
第二更新子模块204，连接于第二门限确定子模块203，用于在所述第二波谷值大于所述第二门限，且所述第二波谷值小于所述第一波谷值时，用所述第二波谷值替换所述第一波谷值。
在一种可能的实施方式中，第二更新子模块204接收到第二门限确定子模块203输出的比较结果后，若得到所述第二波波谷值小于所述第二门限，则将所述第二波谷值与所述第一波谷值进行比较，若第二波谷值小于所述第一波谷值，则第二更新子模块204可以用所述第二波谷值替换所述第一波谷值。
可以理解的是，对所述第二波谷值和所述第一波峰值的比较也可以在第二门限确定子模块203中进行，此时，第二门限确定子模块203输出第二波谷值与第二门限的比较值，以及第二波谷值和第一波谷值的比较值。
应该说明的是，上述的第一波峰值、第一波谷值、第二波峰值、第二波谷值等数值都可以是带方向的，举例而言，第一波峰值可为正向电压值，第一波谷值可为负向电压值，第二波峰值可为正向电压值，第二波谷值可为负向电压值。
上述的第一门限和第二门限设置的目的是为了去除毛刺的影响，毛刺的存在会使得获取的稳定直流分量不准确。上述的第一门限和第二门限的值本公开不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行设定。
通过峰值检测模块20各个模块的配合，本公开可以消除电路中毛刺的影响。
直流分量信息获取子模块205，用于获取所述第一波峰值和所述第一波谷值的平均值，并将所述平均值作为所述直流分量信息。
在一种可能的实施方式中，在直流分量信息获取子模块205获取所述第一波峰值和第一波谷值后，可以对所述第一波谷值和第一波峰值求算术平均值，该平均值即可作为所述直流分量信息。
上述的第一门限确定子模块201、第一更新子模块202、第二门限确定子模块203、第二更新子模块204及直流分量信息获取子模块205都可以通过数字电路的方式实现。
滤波模块30，连接于所述峰值检测模块20，当所述峰值检测模块检测到所述第一波峰值和所述第一波谷值时，用于对所述相位信号进行滤波处理，并通过所述直流分量信息获取稳定直流分量。
请参阅图4，图4示出了根据本公开一实施例的直流分量获取装置的框图。
如图4所示，直流分量获取装置可以包括鉴相模块10、峰值检测模块20、滤波模块30及直流分量去除模块40。
鉴相模块10，用于对基带信号进行鉴相处理，以获取所述基带信号的相位信号。
峰值检测模块20，连接于所述鉴相模块10，用于对所述相位信号进行峰值检测，以获取所述相位信号的第一波峰值和第一波谷值，并根据所述第一波峰值和所述第一波谷值获取直流分量信息。
滤波模块30，连接于所述峰值检测模块20，当所述峰值检测模块检测到所述第一波峰值和所述第一波谷值时，用于对所述相位信号进行滤波处理，并通过所述直流分量信息获取稳定直流分量。
直流分量去除模块40，连接于所述滤波模块30，用于去除所述相位信号中的所述稳定直流分量。
在数字传输系统中，由于收发两端的本振时钟不精确相等或者信道特性的快速变化使得信号偏离中心频谱，都会导致下变频后的基带信号中心频率偏离零点，从而产生一个变化的载波频偏。收发两端的载波频偏将导致在相位信号上叠加了一个直流分量，这个直流分量的存在会引起数据判决的错误。
针对以上问题，直流分量去除模块40可以去除该直流分量，以消除载波频偏的影响。
直流分量去除模块40可以通过数字电路来实现，当滤波模块30的直流分量收敛在一个稳定值时，滤波模块30输出稳定直流分量，该稳定直流分量对应于收发两端的载波频偏，此时，直流分量去除模块40去除所述稳定直流分量以消除载波频偏的影响，避免因为载波频偏的存在导致后续数据判决时出现错误。
在一种可能的实施方式中，在对基带信号进行鉴相处理，并去除相位信号中的稳定直流分量后，还可以对相位信号进行差分运算，以获取差分后的基带信号。
本公开通过直流分量获取装置中各个模块的配合，可以获取相位信号中的稳定直流分量，并去除该稳定直流分量，以消除载波频偏的影响。
请参阅图5，图5示出了根据本公开一实施例的直流分量获取方法。
如图5所示，所述方法包括：
步骤S100，对基带信号进行鉴相处理，以获取所述基带信号的相位信号。
步骤S110，对所述相位信号进行峰值检测，以获取所述相位信号的第一波峰值和第一波谷值，并根据所述第一波峰值和所述第一波谷值获取直流分量信息。
步骤S120，当所述峰值检测模块检测到所述第一波峰值和所述第一波谷值时，用于对所述相位信号进行滤波处理，并通过所述直流分量信息获取稳定直流分量。
应该说明的是，直流分量获取方法为直流分量获取装置对应的方法项，步骤S100-步骤S120的具体介绍请参阅之前对直流分量获取装置的描述，此处不再赘述。
本公开通过对基带信号进行鉴相处理，以获取所述基带信号的相位信号，对所述相位信号进行峰值检测，以获取所述相位信号的第一波峰值和第一波谷值，并根据所述第一波峰值和所述第一波谷值获取直流分量信息，当所述峰值检测模块检测到所述第一波峰值和所述第一波谷值时，用于对所述相位信号进行滤波处理，并通过所述直流分量信息获取稳定直流分量，本公开可以获取基带信号中的稳定直流分量。
请参阅图6，图6示出了根据本公开一实施例的直流分量获取方法。
如图6所示，所述方法包括：
步骤S100，对基带信号进行鉴相处理，以获取所述基带信号的相位信号。
步骤S110，对所述相位信号进行峰值检测，以获取所述相位信号的第一波峰值和第一波谷值，并根据所述第一波峰值和所述第一波谷值获取直流分量信息。
步骤S120，当所述峰值检测模块检测到所述第一波峰值和所述第一波谷值时，用于对所述相位信号进行滤波处理，并通过所述直流分量信息获取稳定直流分量。
步骤S130，去除所述相位信号中的所述稳定直流分量。
应该说明的是，直流分量获取方法为直流分量获取装置对应的方法项，步骤S100-步骤S130的具体介绍请参阅之前对直流分量获取装置的描述，此处不再赘述。
通过以上方法，本公开可以获取基带信号中的稳定直流分量，并去除所述稳定直流分量，以消除收发两端载波频偏的影响。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。