本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种用于直流失配消除(dcoc，dcoffsetcancellation)的校准方法和装置。
背景技术：
在射频接收机中，由于接收机需要对接受到的微弱信号进行放大，因此接收机需要具有较高的增益，通常可以达到60db至80db，但由于本振泄漏以及器件失配的问题存在，如此高的增益需求会造成较大的直流失配(dcoffset)，从而影响接收机电路的性能，甚至是功能，比如接收机的evm、增益等。
为了消除直流失配现象，通常采用输入失配存储、输出失配存储、预放大、负反馈环路等方案。以上提到的每一种消除方案尽管都能够实现直流失配的消除，但是都属于基于动态校准的实现方案，存在校准收敛速度慢的问题，无法适合接收机的实时应用场景。
除以上提高的动态消除的方法以外，目前常见的解决方案还会通过设置单独的直流偏移检测电路或比较复杂的反馈环路，并且对接收机通路中多处地方进行直流补偿。这些解决方案对各种增益组合都进行了校准，并存储校准数据从而使在各个增益组合下，接收机的直流偏移都满足要求，但是由于这些解决方案仍然存在硬件成本高，校准过程复杂，校准用时较长等缺点。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明实施例期望提供一种用于dcoc的校准方法和装置；在保证校准高精度的同时，降低硬件成本，减少校准次数及用时。
本发明的技术方案是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供了一种用于直流失配消除dcoc的校准方法，所述方法应用于射频接收机，所述校准方法包括：
相应于所述射频接收机处于校准状态，在所述射频接收机的数字输出端检测所述射频接收机在各增益级别下的直流偏移量；
根据所述射频接收机在各增益级别下的直流偏移量确定所述射频接收机在各增益级别下的校准数据；
相应于所述射频接收机处于工作状态，确定当前增益值所处的目标增益级别；
在所述射频接收机在各增益级别下的校准数据中确定所述目标增益值对应的校准数据；
将所述目标增益值对应的校准数据生成对应的直流补偿值，并根据所述直流补偿值通过所述射频接收机的adc输入端进行补偿。
第二方面，本发明实施例提供了一种用于直流失配消除dcoc的校准装置，所述装置应用于射频接收机，所述装置包括：状态控制部分、检测部分、确定部分和补偿部分，其中，
所述状态控制部分，配置为控制所述射频接收机的状态；
所述检测部分，配置为相应于所述射频接收机处于校准状态，在所述射频接收机的数字输出端检测所述射频接收机在各增益级别下的直流偏移量；
所述确定部分，配置为根据所述射频接收机在各增益级别下的直流偏移量确定所述射频接收机在各增益级别下的校准数据；
以及，相应于所述射频接收机处于工作状态，确定当前增益值所处的目标增益级别；
以及，在所述射频接收机在各增益级别下的校准数据中确定所述目标增益值对应的校准数据；
所述补偿部分，配置为将所述目标增益值对应的校准数据生成对应的直流补偿值，并根据所述直流补偿值通过所述射频接收机的adc输入端进行补偿。
本发明实施例提供了一种用于dcoc的校准方法和装置；仅在数字输出端对直流偏移量进行检测，并且在射频接收机的adc输入端针对累积的直流失配进行一次性的直流补偿，从而无需在射频接收机的各器件处均配置直流补偿电路进行用于消除dcoc的校准和补偿，在保证校准高精度的同时，降低硬件成本，减少校准次数及用时。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种射频接收机的通用架构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种用于dcoc的校准方法流程示意图；
图3为本发明实施例提供的一种确定校准数据的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的一种用于dcoc的校准装置的组成示意图；
图5为本发明实施例提供的一种用于dcoc的校准装置的硬件架构示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种用于dcoc的校准装置的硬件架构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参见图1，其示出了本发明实施例提供的一种射频接收机的通用架构，该架构能够普适地应用于射频接收器设备，该架构可以包括设置在射频输入rf_in和基带输出之间的多个部件、这些部件依次包括低噪声放大器(lna，lownoiseamplifier)、混频器、模拟滤波器、可编程的可变增益放大器(vga，variablegainamplifiers)、模数转换器(adc，analog-to-digitalconverter)以及数字滤波器。在这些部件中，混频器可以将经过低噪声放大器放大后的射频信号按照本振信号(lo，localoscillator)的频率进行搬移。通常来说，混频器输出信号的频率高于射频信号的频率，则该混频器称之为上变频混频器；而混频器输出信号的频率低于射频信号的频率，则该混频器称之为下变频混频器。在常见的射频接收机架构中，混频器通常是下变频混频器。
模拟滤波器可以在adc转换之前消除信号路径中的高频噪声和干扰，避免混叠噪声污染信号；此外，还能够消除滤波器带宽之外的过驱信号对信号路径的影响，避免在成adc出现调制器饱和现象；并且在发生输入过压时，模拟滤波器还能限制输入电流，衰减输入电压。
数字滤波器设置在adc之后，可以移除模数转换过程中注入的数字噪声，通常数字滤波器可以选取由低通数字滤波器(lpf，lowpassfilter)和高通数字滤波器(hpf，highpassfilter)串接所形成的带通滤波器。
而对于vga和adc来说，目前在相关领域中，出现有内含vga的adc，因此，在一些射频接收机的结构中，adc具体可以是具有可编程增益的模数转换器，本发明实施例对此不作具体限定。
针对图1所示的射频接收机架构，通常在混频器、模拟滤波器以及vga处出现直流失配现象。基于此，目前通常会在以上各处分别配置对应的直流补偿电路进行直流补偿，以消除直流偏移，从而不仅增加了补偿过程的复杂性以及补偿用时；还提高了硬件成本高。
针对上述问题，参见图2，其示出了本发明实施例提出一种用于dcoc的校准方法，该校准方法应用于射频接收机，该校准方法包括：
s201：相应于所述射频接收机处于校准状态，在所述射频接收机的数字输出端检测所述射频接收机在各增益级别下的直流偏移量；
s202：根据所述射频接收机在各增益级别下的直流偏移量确定所述射频接收机在各增益级别下的校准数据；
s203：相应于所述射频接收机处于工作状态，确定当前增益值所处的目标增益级别；
s204：在所述射频接收机在各增益级别下的校准数据中确定所述目标增益值对应的校准数据；
s205：将所述目标增益值对应的校准数据生成对应的直流补偿值，并根据所述直流补偿值通过所述射频接收机的adc输入端进行补偿。
通过图2所示的技术方案，可以看出，基于各器件所出现的直流失配现象会在输出端进行累积，本发明实施例仅在数字输出端对直流偏移量进行检测，并且在射频接收机的adc输入端针对累积的直流失配进行一次性的直流补偿，从而无需在射频接收机的各器件处均配置直流补偿电路进行用于消除dcoc的校准和补偿，在保证校准高精度的同时，降低硬件成本，减少校准次数及用时。
针对图2所示的技术方案，在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
当所述射频接收机的射频输入端接地时，所述射频接收机处于校准状态；
当所述射频接收机的射频输入端不接地时，所述射频接收机处于工作状态。
对于该实现方式，优选地，本发明实施例可以在所述射频接收机的射频输入端与地之间耦接一开关。当该开关闭合时，所述射频接收机的射频输入端接地，所述射频接收机的输入功率为0，所述射频接收机处于校准状态；当该开关开启时，所述射频接收机的射频输入端不接地，所述射频接收机的输入功率不为0，所述射频接收机处于工作状态。
对于图2所示的技术方案，优选地可以复用数字高通滤波器来确定直流偏移量，基于此，在所述射频接收机的数字输出端检测所述射频接收机在各增益级别下的直流偏移量，包括：
将所述射频接收机的高通滤波器的输入端与输出端之间的差值确定为所述直流偏移量。
需要说明的是，所述射频接收机的增益仅出现在低噪声放大器lna以及可编程增益模数转换器adc。基于此，在本发明实施例中，设定从射频输入端到模拟滤波器输出端的总增益为第一增益gain1，并且可以理解地，仅通过低噪声放大器改变gain1；而可编程增益模数转化器的增益为第二增益gain2。并且设定由载波泄漏引起的直流偏差为dc1；由模拟滤波器filter和adc中器件失配引起的直流偏差为dc2，那么，对于整个射频接收机来说，在没有进行直流偏移校准或补偿的情况下，射频接收机的直流偏移值dc_offset′＝gain1×gain2×dc1+gain2×dc2。进一步地，设定直流补偿值为dc3，那么在通过图2所示的技术方案进行直流补偿之后，由于直流补偿值dc3会通过可编程增益模数转换器adc按照第二增益gain2进行放大，由此可知，在按照dc3在所述射频接收机的adc输入端进行补偿后，射频接收机的直流偏移值如下式所示：
针对上式进行分析，可以得知：在gain1确定的情况下，只需要在gain2最大值gain2max状态下校准直流偏移，gain2的其余各值可以按照其余各值与gain2max的比例使用同样的校准数据，校准后的dc_offset值只会变得更小；因此，只需要在gain2最大值状态下，对gain1所可能存在的各级别做逐一校准，并保存gain1各级别的校准结果，从而在射频接收机工作时，根据gain1值的不同，调用对应所处级别的校准数据即可。
并且根据上述分析，由于dc_offset′中包括载波泄漏以及器件失配所引起的直流偏差，那么在针对dc_offset′进行直流补偿后，就能够同时消除载波泄漏以及器件失配所引起的直流偏差。
基于上述说明，在本发明实施例的一种可能的实现方式中，在所述射频接收机的数字输出端检测所述射频接收机在各增益级别下的直流偏移量，包括：
在所述射频接收机的第二增益处于最大值的状态下，检测各级别的第一增益所对应的直流偏移量；
相应地，所述根据所述射频接收机在各增益级别下的直流偏移量确定所述射频接收机在各增益级别下的校准数据，包括：
在所述第二增益处于最大值的状态下，针对各级别的第一增益对应的直流偏移量按照第二增益进行放大，确定各级别的第一增益对应的直流补偿值；
将所述各级别的第一增益对应的直流补偿值通过所述射频接收机的adc输入端进行补偿，确定所述各级别的第一增益对应的补偿后的直流偏移量；
当所述各级别的第一增益对应的补偿后的直流偏移量小于设定的期望值时，确定各级别的第一增益对应的校准数据。
对于上述实现方式，针对各级别的第一增益对应的直流偏移量按照第二增益进行放大，确定各级别的第一增益对应的直流补偿值，具体可以包括：
针对各级别的第一增益对应的直流偏移量再乘以第二增益后，将乘积通过直流补偿数模转换生成各级别的第一增益对应的直流补偿值；
或者，针对各级别的第一增益对应的直流偏移量，在通过直流补偿数模转换后，将转换后的信号按照第二增益进行放大，得到各级别的第一增益对应的直流补偿值。
对于上述实现方式，具体来说，可以根据第一增益gain1的可能取值为所述第一增益gain1按照数值大小关系划分为多个级别，在图2所示的技术方案中，设定划分的级别数目为n，并且第一级的gain1为gain1的最大值，第n级的gain1为gain1的最小值，本发明实施例对n的具体取值和每个级别之间的极差不做具体限定。在将gain1划分完级别后，参见图3，可以按照以下方案进行实施：
s1：将gain1设置为最大值，即第一级别；
s2：检测adc输出的直流偏移量；
s3：将检测到的直流偏移量通过adc的增益gain2放大后，通过所述射频接收机的adc输入端补偿射频接收机的直流偏移；
s4：重复s2和s3直到adc输出的直流偏移值小于设定的期望值，则确定一次校准结束，第一级别gain1对应的校准数据为data1；
s5：依旧保持gain2为最大值，分别针对gain1的其它级别，重复s2、s3以及s4，从而分别得到其他级别gain1所对应的校准数据，比如data2，data3，data4等。
通过以上方案，可以将各级别gain1对应的校准数据进行保存，不需要将gain1和gain2的所有增益组合都做校准，只需要很少的存储单元，有效缩短校准时间和硬件成本，并且仅需要在开机时对gain1的各级别增益做校准，并存储校准结果，就可以完成校准目标，校准过程简单，校准时间短。
当射频接收机处于工作状态时，根据工作状态下的gain1值确定对应的校准数据，并基于校准数据对工作状态的射频接收机进行补偿。
对于图2所示的技术方案，在一种可能的实现方式中，所述将所述目标增益值对应的校准数据生成对应的直流补偿值，包括：
通过乘法器将所述目标增益值对应的校准数据和实际第二增益值与第二增益最大值的比值进行相乘后，将相乘得到的数据通过直流补偿数模转换生成所述目标增益值对应的直流补偿值；
或者，将所述目标增益值对应的校准数据通过直流补偿数模转换生成补偿信号，并通过乘法器将所述补偿信号和实际第二增益值与第二增益最大值的比值进行相乘后，生成所述目标增益值对应的直流补偿值。
需要说明的是，由于校准数据均基于第二增益gain2处于最大值gain2max时校准得到，因此，在利用校准数据进行补偿过程中，需要考虑到工作状态下的实际第二增益值gain2通常是小于gain2max，因此，在通过校准数据进行直流补偿过程中，需要按照实际第二增益值gain2与gain2max之间的比值进行相应地缩小。
基于前述技术方案相同的技术构思，参见图4，其示出了本发明实施例提供的一种用于dcoc的校准装置40，其特征在于，所述装置应用于射频接收机，所述装置包括：状态控制部分401、检测部分402、确定部分403和补偿部分404，其中，
所述状态控制部分401，配置为控制所述射频接收机的状态；
所述检测部分402，配置为相应于所述射频接收机处于校准状态，在所述射频接收机的数字输出端检测所述射频接收机在各增益级别下的直流偏移量；
所述确定部分403，配置为根据所述射频接收机在各增益级别下的直流偏移量确定所述射频接收机在各增益级别下的校准数据；
以及，相应于所述射频接收机处于工作状态，确定当前增益值所处的目标增益级别；
以及，在所述射频接收机在各增益级别下的校准数据中确定所述目标增益值对应的校准数据；
所述补偿部分404，配置为将所述目标增益值对应的校准数据生成对应的直流补偿值，并根据所述直流补偿值通过所述射频接收机的adc输入端进行补偿。
通过图4所示的用于dcoc的校准装置40，仅在数字输出端对直流偏移量进行检测，并且在射频接收机的adc输入端针对累积的直流失配进行一次性的直流补偿，从而无需在射频接收机的各器件处均配置直流补偿电路进行用于消除dcoc的校准和补偿，在保证校准高精度的同时，降低硬件成本，减少校准次数及用时。
结合图1所示的射频接收机架构，对图4所示的用于dcoc的校准装置40的组成进行详细阐述，在以下阐述中，射频接收机的adc具体可以是具有可编程增益的模数转换器。
针对上述方案，在一种可能的实现方式中，参见图5，所述状态控制部分401，包括耦接于所述射频接收机的射频输入端与地之间的开关sw1；
当所述开关401a闭合时，所述射频接收机的射频输入端接地，所述射频接收机处于校准状态；
当所述开关401a开启时，所述射频接收机的射频输入端不接地，所述射频接收机处于工作状态。
针对上述方案，在一种可能的实现方式中，参见图5，所述检测部分402，包括第一输入端、第二输入端、加法器和第一输出端；其中，所述第一输入端与所述射频接收机的高通滤波器的输入端相连；所述第二输入端与所述射频接收机的高通滤波器的输出端相连，并对所述高通滤波器的输出端的输出信号取负值；所述第一输出端，配置为将所述射频接收机的高通滤波器的输入端与输出端之间的差值确定为所述直流偏移量。
针对上述方案，在一种可能的实现方式中，所述检测部分402，配置为在所述射频接收机的第二增益处于最大值的状态下，检测各级别的第一增益所对应的直流偏移量；
相应地，所述确定部分403，配置为在所述第二增益处于最大值的状态下，针对各级别的第一增益对应的直流偏移量按照第二增益进行放大，确定各级别的第一增益对应的直流补偿值；
将所述各级别的第一增益对应的直流补偿值通过所述射频接收机的模数转换器adc输入端进行补偿，确定所述各级别的第一增益对应的补偿后的直流偏移量；
当所述各级别的第一增益对应的补偿后的直流偏移量小于设定的期望值时，确定各级别的第一增益对应的校准数据。
对于上述实现方式，优选地，所述确定部分403，配置为：
针对各级别的第一增益对应的直流偏移量按照所述第二增益放大后，将放大后的直流偏移量通过直流补偿数模转换生成各级别的第一增益对应的直流补偿值；
或者，针对各级别的第一增益对应的直流偏移量，在通过直流补偿数模转换后，将转换后的信号按照第二增益进行放大，得到各级别的第一增益对应的直流补偿值。
需要说明的是，确定部分403中可以包括针对各级别的第一增益对应的校准数据进行保存的存储单元，该存储单元具体可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(read-onlymemory，rom)、可编程只读存储器(programmablerom，prom)、可擦除可编程只读存储器(erasableprom，eprom)、电可擦除可编程只读存储器(electricallyeprom，eeprom)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的ram可用，例如静态随机存取存储器(staticram，sram)、动态随机存取存储器(dynamicram，dram)、同步动态随机存取存储器(synchronousdram，sdram)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(doubledataratesdram，ddrsdram)、增强型同步动态随机存取存储器(enhancedsdram，esdram)、同步连接动态随机存取存储器(synchlinkdram，sldram)和直接内存总线随机存取存储器(directrambusram，drram)。本文存储单元旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
针对上述方案，在一种可能的实现方式中，所述补偿部分404，包括串接的乘法器和直流补偿数模转换器dac；其中，参见图5所示，所述乘法器的一个输入端接收所述目标增益值对应的校准数据data，所述乘法器的另一个输入端接收实际第二增益值与第二增益最大值之间的比值，所述乘法器的输出端与所述直流补偿数模转换器的输入端相连，从而将乘法器的输出数据data_dac输入至直流补偿dac，所述直流补偿dac的输出端与所述射频接收机的adc输入端相连，从而将直流补偿值通过射频接收机的adc输入端进行补偿；
或者，参见图6所示，所述直流补偿数模转换器的输入端接收所述目标增益值对应的校准数据data，所述直流补偿数模转换器的输出端与所述乘法器的一个输入端相连，所述乘法器的另一个输入端接收实际第二增益值与第二增益最大值之间的比值，从而将校准数据生成的补偿信号后，得到直流补偿值，所述乘法器的输出端与所述射频接收机的adc输入端相连，从而将直流补偿值通过射频接收机的adc输入端进行补偿。
可以理解地，在本实施例中，“部分”可以是部分电路、部分处理器、部分程序或软件等等，当然也可以是单元，还可以是模块也可以是非模块化的。
另外，在本实施例中的各组成部分可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并非作为独立的产品进行销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中，基于这样的理解，本实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或processor(处理器)执行本实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，readonlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
而具有信号处理计算功能的确定单元403，还可以包括能够进行数据计算及处理功能的处理器，可以实现在一个或多个专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuits，asic)、数字信号处理器(digitalsignalprocessing，dsp)、数字信号处理设备(dspdevice，dspd)、可编程逻辑设备(programmablelogicdevice，pld)、现场可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)、通用处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本申请所述功能的其它电子单元或其组合中。
需要说明的是：本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。