Ofdm系統(tǒng)數(shù)字基帶接收機(jī)進(jìn)行直流消除的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及到OFDM系統(tǒng)數(shù)字基帶接收機(jī)進(jìn)行直流消除的方法，尤其適用于類似 802. Iln帖結(jié)構(gòu)的OFDM系統(tǒng)數(shù)字基帶接收端進(jìn)行直流消除的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 直流偏移通常來源于模擬前端中的自混頻和非線性特性，當(dāng)直流偏置較大時(shí)，直 流偏置會(huì)導(dǎo)致所有后級(jí)電路飽和。通常在模擬前端會(huì)對(duì)直流分量予W消除，但是殘余直流 分量經(jīng)過后續(xù)放大模塊后仍然對(duì)基帶信號(hào)有很大干擾，導(dǎo)致接收機(jī)性能下降。在802.1 In的 OFDM系統(tǒng)中，雖然零頻不是有效的信號(hào)頻點(diǎn)，直流分量對(duì)于信號(hào)解調(diào)沒有直接影響，但是直 流分量會(huì)影響到信號(hào)檢測(cè)、AGC調(diào)整、頻偏估計(jì)、符號(hào)同步W及信道估計(jì)等模塊的精度，間接 影響接收解調(diào)靈敏度。
[0003] 在數(shù)字信號(hào)處理中常用的一種消除直流的辦法就是通過高通濾波器直接濾除掉 直流分量，通常一階IIR高通濾波器就能夠滿足設(shè)計(jì)要求。IIR濾波器是基于反饋架構(gòu)的，濾 波器的過渡帶越窄，濾除直流分量對(duì)應(yīng)的時(shí)延時(shí)間越長，但過渡帶過寬會(huì)衰減有效的低序 號(hào)子載波信號(hào)能量，802. Iln的OFDM系統(tǒng)數(shù)字基帶接收端消除直流處理時(shí)需要綜合考慮高 通濾波器的過渡帶寬和時(shí)延時(shí)間對(duì)信號(hào)接收的影響，具體為:802. Iln的OFDM信號(hào)帖包括短 訓(xùn)練序列、長訓(xùn)練序列、SIG字段和數(shù)據(jù)字段，短訓(xùn)練序列用于帖檢測(cè)、AGC調(diào)整、符號(hào)同步和 粗頻偏估計(jì)，長訓(xùn)練序列用于精確頻偏估計(jì)和信道估計(jì)。短訓(xùn)練序列信號(hào)處理時(shí)需要在盡 可能小的時(shí)延時(shí)間內(nèi)消除直流分量，否則殘余的直流分量會(huì)影響帖檢測(cè)、AGC調(diào)整和符號(hào)同 步等模塊的結(jié)果，而長訓(xùn)練序列、SIG字段W及數(shù)據(jù)字段信號(hào)處理時(shí)需要濾波器的過渡帶寬 不超過一個(gè)子載波的間隔。因此，802. Iln接收端需要一種既能滿足濾波器的過渡帶要求， 又能滿足時(shí)延要求的直流分量衰減方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種OFDM系統(tǒng)數(shù)字基帶接收機(jī)進(jìn)行直流消除的方法，W保證 接收端帖檢測(cè)、AGC調(diào)整、符號(hào)同步、頻偏估計(jì)和信道估計(jì)等模塊的精度，進(jìn)而提高接收機(jī)的 整體解碼性能。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0006] 一種0抑M系統(tǒng)數(shù)字基帶接收機(jī)進(jìn)行直流消除的方法，為:將(FDM系統(tǒng)數(shù)字基帶接 收機(jī)所接收的信號(hào)分為并行兩路而分別經(jīng)過不同過渡帶寬的兩個(gè)高通濾波器進(jìn)行濾波，一 路所述信號(hào)針對(duì)其短信連續(xù)列進(jìn)行濾波，另一路所述信號(hào)針對(duì)其長訓(xùn)練序列、SIG字段和數(shù) 據(jù)字段進(jìn)行濾波，從而分別得到消除直流分量后的用于不同接收處理的信號(hào)字段。
[0007] 針對(duì)所述短訓(xùn)練序列進(jìn)行濾波的所述高通濾波器為過渡帶寬大于所述信號(hào)的一 個(gè)子載波間隔但小于或等于所述信號(hào)的四個(gè)子載波間隔的寬過渡帶高通濾波器；
[000引針對(duì)所述長訓(xùn)練序列、SIG序列和數(shù)據(jù)序列進(jìn)行濾波的所述高通濾波器為過渡帶 寬小于或等于所述信號(hào)中的一個(gè)子載波間隔的窄過渡帶高通濾波器。
[0009] -路所述信號(hào)經(jīng)過所述寬過渡帶高通濾波器消除直流分量后，依次進(jìn)行帖檢測(cè)、 AGC調(diào)整和符號(hào)同步處理，獲得同步點(diǎn)位置信息后關(guān)斷該路信號(hào)；
[0010] 另一路所述信號(hào)經(jīng)過所述窄過渡帶高通濾波器消除直流分量后，根據(jù)所述同步點(diǎn) 位置信息提取長訓(xùn)練序列進(jìn)行頻偏估計(jì)補(bǔ)償和信道估計(jì)，提取SIG字段和數(shù)據(jù)字段進(jìn)行信 道均衡W及解碼接收處理。
[0011] 所述兩路高通濾波器均為IIR濾波器。
[0012] 由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明的OFDM系 統(tǒng)數(shù)字基帶接收機(jī)進(jìn)行直流消除的方法，基于零頻附近空頻點(diǎn)數(shù)不同的OFDM字段而采用不 同過渡帶寬的高通濾波器的思路，設(shè)計(jì)了并行的兩路高通濾波器架構(gòu)，分別對(duì)接收信號(hào)進(jìn) 行直流消除，從而既能滿足濾波器的過渡帶要求，又能滿足時(shí)延要求，其不僅可W應(yīng)用于 8.2. Iln系統(tǒng)數(shù)字基帶設(shè)計(jì)中，對(duì)于其他類似具有不同訓(xùn)練序列的OFDM系統(tǒng)均可使用，具有 很寬的應(yīng)用范圍。
【附圖說明】
[0013] 附圖1為本發(fā)明的直流消除方法在接收端的架構(gòu)圖。
[0014] 附圖2為本發(fā)明的兩路高通濾波器的數(shù)字流圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖所示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0016] 實(shí)施例一:如附圖1所示，一種OFDM系統(tǒng)數(shù)字基帶接收機(jī)進(jìn)行直流消除的方法為： 將OFDM系統(tǒng)數(shù)字基帶接收機(jī)所接收的AD采樣信號(hào)分為并行兩路，運(yùn)兩路信號(hào)分別經(jīng)過不同 過渡帶寬的兩個(gè)高通濾波器進(jìn)行濾波，一路信號(hào)針對(duì)其短信連續(xù)列進(jìn)行濾波，另一路信號(hào) 針對(duì)其長訓(xùn)練序列、SIG字段和數(shù)據(jù)字段進(jìn)行濾波，從而分別得到消除直流分量后的用于不 同接收處理的信號(hào)字段，即得到消除直流分量的信號(hào)。
[0017] 具體的，針對(duì)短訓(xùn)練序列進(jìn)行濾波的高通濾波器采用過渡帶寬大于信號(hào)的一個(gè)子 載波間隔但小于或等于信號(hào)的四個(gè)子載波間隔的寬過渡帶高通濾波器，運(yùn)一路信號(hào)經(jīng)過寬 過渡帶高通濾波器后，再依次進(jìn)行帖檢測(cè)、AGC調(diào)整和符號(hào)同步處理，獲得同步點(diǎn)位置信息 后關(guān)斷該路信號(hào)。而針對(duì)長訓(xùn)練序列、SIG字段和數(shù)據(jù)字段進(jìn)行濾波的高通濾波器采用過渡 帶寬小于或等于信號(hào)中的一個(gè)子載波間隔的窄過渡帶高通濾波器，運(yùn)一路信號(hào)經(jīng)過窄過渡 帶高通濾波器消除直流分量后，根據(jù)同步點(diǎn)位置信息提取長訓(xùn)練序列進(jìn)行頻偏估計(jì)補(bǔ)償和 信道估計(jì)，提取SIG字段和數(shù)據(jù)字段進(jìn)行信道均衡W及解碼等接收處理。
[001引短訓(xùn)練序列經(jīng)過寬過渡帶的IIR高通濾波器，濾除直流分量的時(shí)延時(shí)間短，滿足帖 檢測(cè)和同步模塊的設(shè)計(jì)需求。長訓(xùn)練序列、SIG字段和數(shù)據(jù)字段經(jīng)過窄過渡帶的IIR高通濾 波器，窄過渡帶寬不會(huì)衰減有效頻點(diǎn)信號(hào)能量，滿足信道估計(jì)和OFDM解調(diào)等模塊的設(shè)計(jì)需 求。
[0019]上述方案中，各高通濾波器均采用一階IIR濾波器。高通濾波器如附圖2所示，第一 條支路，即針對(duì)短訓(xùn)練序列進(jìn)行濾波的支路，其寬過渡帶IIR高通濾波器的頻率響應(yīng)函數(shù)如 下：
[0021]而第二條支路，即針對(duì)長訓(xùn)練序列進(jìn)行濾波的支路，其窄過渡帶IIR高通濾波器的 頻率響應(yīng)函數(shù)如下：
[0023] 802. Iln信號(hào)帖中，短訓(xùn)練序列第一個(gè)有效子載波序號(hào)為4,距離零頻的帶寬間隔 為4個(gè)子載波間隔即1250kHz，而長訓(xùn)練序列、SIG字段和數(shù)據(jù)字段的第一個(gè)有效子載波序號(hào) 為1，距離零頻的帶寬間隔為1個(gè)子載波間隔即312.化化，針對(duì)兩種序列不同有效子載波的 情況，在采樣率為40M的情況下，2路IIR高通濾波器的一種具體設(shè)計(jì)方案如下：
[0024] 支路1的寬過渡帶IIR濾波器系數(shù)al = 0.922，bl =0.961，對(duì)應(yīng)-3dB截止頻率為 520KHZ;
[0025] 支路2的窄過渡帶IIR濾波器系數(shù)曰2二0.984，b2 = 0.992，對(duì)應(yīng)-3dB截止頻率為 IOOKHz;
[0026] 仿真條件設(shè)置為:數(shù)字基帶接收機(jī)接收的采樣信號(hào)能量均值為144，IQ兩路各加40 的直流分量，合成仿真信號(hào)分別經(jīng)過2路高通濾波器，不同時(shí)延時(shí)間之后信號(hào)殘余直流分量 占原始直流分量的百分比結(jié)果如下表:（單位：％ )
[0028]本發(fā)明專利提供了一種OFDM系統(tǒng)數(shù)字基帶接收機(jī)進(jìn)行直流分量消除的方法，采用 并行的兩路高通濾波器架構(gòu)，對(duì)接收信號(hào)中零頻附近有效子載波序號(hào)不同的OFDM字段分別 進(jìn)行直流消除，滿足不同字段數(shù)據(jù)對(duì)于高通IIR濾波器的設(shè)計(jì)需要，W提升整體系統(tǒng)的接收 性能。根據(jù)所述公開的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或者使用本發(fā)明。W上所述實(shí)施例 僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用W限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作 的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種OFDM系統(tǒng)數(shù)字基帶接收機(jī)進(jìn)行直流消除的方法，其特征在于:該方法為:將OFDM 系統(tǒng)數(shù)字基帶接收機(jī)所接收的信號(hào)分為并行兩路而分別經(jīng)過不同過渡帶寬的兩個(gè)高通濾 波器進(jìn)行濾波，一路所述信號(hào)針對(duì)其短信連續(xù)列進(jìn)行濾波，另一路所述信號(hào)針對(duì)其長訓(xùn)練 序列、SIG字段和數(shù)據(jù)字段進(jìn)行濾波，從而分別得到消除直流分量后的用于不同接收處理的 信號(hào)字段。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的OFDM系統(tǒng)數(shù)字基帶接收機(jī)進(jìn)行直流消除的方法，其特征在于： 針對(duì)所述短訓(xùn)練序列進(jìn)行濾波的所述高通濾波器為過渡帶寬大于所述信號(hào)的一個(gè)子載波 間隔但小于或等于所述信號(hào)的四個(gè)子載波間隔的寬過渡帶高通濾波器； 針對(duì)所述長訓(xùn)練序列、SIG序列和數(shù)據(jù)序列進(jìn)行濾波的所述高通濾波器為過渡帶寬小 于或等于所述信號(hào)中的一個(gè)子載波間隔的窄過渡帶高通濾波器。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的OFDM系統(tǒng)數(shù)字基帶接收機(jī)進(jìn)行直流消除的方法，其特征在于： 一路所述信號(hào)經(jīng)過所述寬過渡帶高通濾波器消除直流分量后，依次進(jìn)行幀檢測(cè)、AGC調(diào)整和 符號(hào)同步處理，獲得同步點(diǎn)位置信息后關(guān)斷該路信號(hào)； 另一路所述信號(hào)經(jīng)過所述窄過渡帶高通濾波器消除直流分量后，根據(jù)所述同步點(diǎn)位置 信息提取長訓(xùn)練序列進(jìn)行頻偏估計(jì)補(bǔ)償和信道估計(jì)，提取SIG字段和數(shù)據(jù)字段進(jìn)行信道均 衡以及解碼接收處理。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的OFDM系統(tǒng)數(shù)字基帶接收機(jī)進(jìn)行直流消除的方法，其特 征在于:所述兩路高通濾波器均為IIR濾波器。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種OFDM系統(tǒng)數(shù)字基帶接收機(jī)進(jìn)行直流消除的方法，該方法為：將OFDM系統(tǒng)數(shù)字基帶接收機(jī)所接收的信號(hào)分為并行兩路而分別經(jīng)過不同過渡帶寬的兩個(gè)高通IIR濾波器進(jìn)行濾波，一路信號(hào)針對(duì)其短訓(xùn)練序列進(jìn)行濾波，另一路信號(hào)針對(duì)其長訓(xùn)練序列、SIG字段和數(shù)據(jù)字段進(jìn)行濾波，從而分別得到消除直流分量的信號(hào)字段，用于不同的接收處理。本發(fā)明的方法基于零頻附近有效頻點(diǎn)不同的OFDM字段而采用不同過渡帶寬的高通濾波器的思路，設(shè)計(jì)了并行的兩路高通濾波器架構(gòu)，分別對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行直流消除，從而既能滿足濾波器的過渡帶要求，又能滿足時(shí)延要求，其不僅可以應(yīng)用于802.11n系統(tǒng)數(shù)字基帶設(shè)計(jì)中，對(duì)于其他類似具有不同訓(xùn)練序列的OFDM系統(tǒng)均可使用，具有很寬的應(yīng)用范圍。
【IPC分類】H04L25/06, H04B1/30, H04L25/02, H04B1/10, H04L27/26
【公開號(hào)】CN105553489
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510900594
【發(fā)明人】崔秀伶, 彭錦, 周立國
【申請(qǐng)人】靈芯微電子科技（蘇州）有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月9日