專利名稱：直流偏量消除系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種直流偏量消除系統(tǒng)及方法，尤其涉及一種無線通訊系統(tǒng)中的直流偏量消除系統(tǒng)及方法。
背景技術：
在無線通訊系統(tǒng)中，基帶信號會經過調變器轉換為射頻信號，并耦合至天線發(fā)射出去。然，在調變器將基帶信號轉換為射頻信號的過程中會產生直流偏量(DCOffset)。由于直流偏量的存在，調變器輸出的射頻信號經由天線發(fā)射出去時，一部分能量被消耗。即直流偏量占用一部分電源能量，這樣，造成電源能量的嚴重損耗。例如在移動電話中，直流偏量所引起的電源損耗使得移動電話所使用的電池壽命減小，導致待機時間縮短。

發(fā)明內容有鑒于此，需提供一種直流偏量消除系統(tǒng)及方法，用于消除通訊系統(tǒng)中所產生的直流偏量，以節(jié)約電源能量。
一種直流偏量消除系統(tǒng)，包括數字/模擬轉換模塊、加法電路、同相向量(I)/正交向量(Q)調變器、頻譜分析模塊及直流偏量消除模塊。數字/模擬轉換模塊用于將數字直流偏量調整參數轉換為模擬直流偏量調整參數。加法電路用于將所述模擬直流偏量消除參數分別與基帶信號對應的分量相加。同相向量/正交向量調變器接收相加后的基帶信號，并將其轉換為射頻信號。頻譜分析模塊用于根據射頻信號所存在的直流偏量輸出能量變化值。直流偏量消除模塊用于調整數字/模擬轉換模塊輸出的直流偏量調整參數，并使能量變化值最小。
一種直流偏量消除方法，包括以下步驟初始化直流偏量調整參數；讀取初始化能量變化值；固定第一組直流偏量調整參數，調整第二組直流偏量調整參數，使得能量變化值最??；以及固定第二組直流偏量調整參數，調整第一組直流偏量調整參數，使得能量變化值最小。
本發(fā)明利用直流偏量消除模塊將系統(tǒng)中直流偏量調整到最小，使得在后續(xù)通訊過程中，可以有效節(jié)約電源能量損耗。


圖1為本發(fā)明直流偏量消除系統(tǒng)的模塊圖。
圖2為本發(fā)明直流偏量消除模塊的內部模塊圖。
圖3為本發(fā)明一實施方式直流偏量消除方法的流程圖。
圖4為本發(fā)明另一實施方式直流偏量消除方法的流程圖。
具體實施方式圖1所示為本發(fā)明直流偏量消除系統(tǒng)，該直流偏量消除系統(tǒng)包括差動放大模塊10、多路轉換器20、數字/模擬轉換模塊30、加法電路40、同相向量/正交向量(inphase/quadrature，I/Q)調變器50、頻譜分析模塊60、直流偏量消除模塊70以及轉換控制電路80。
差動放大模塊10用于將接收的基帶信號轉換為差動基帶信號，其可包括差動放大器D1與D2。通常，基帶信號包括向量I與向量Q。在本實施方式中，差動放大器D1與D2分別接收向量I與向量Q，并將向量I與向量Q轉換為差動向量I+、I-與Q+、Q-。
數字/模擬轉換模塊30包括數字/模擬轉換器21、22、23與24，其分別用于將接收到的數字直流偏量調整參數轉換成為模擬直流偏量調整參數IA、IB、QA與QB。本實施方式中，直流偏量調整參數IA與IB定義為第一組直流偏量調整參數，直流偏量調整參數QA與QB定義為第二組直流偏量調整參數。
加法電路40包括加法器S1、S2、S3與S4，所述加法器S1、S2、S3與S4分別對應將直流偏量調整參數IA、IB、QA、QB與差動基帶信號I+、I-、Q+、Q-相加后，輸出至I/Q調變器50的對應接腳I+、I-、Q+、Q-。詳言之，第一加法器S1將差動向量I+與直流偏量調整參數IA相加，并輸出至I/Q調變器50的接腳I+。第二加法器S2將差動向量I-與直流偏量調整參數IB相加，并輸出至I/Q調變器50的接腳I-。第三加法器S3將差動向量Q+與直流偏量調整參數QA相加，并輸出至I/Q調變器50的接腳Q+。第四加法器S4將差動向量Q-與直流偏量調整參數QB相加，并輸出至I/Q調變器50的接腳Q-。
I/Q調變器50將接收到的相加后的差動基帶信號轉換為射頻(RF)信號。本實施方式中，I/Q調變器50為差動調變器，則其輸入信號需為差動信號。故，輸入的基帶信號需通過差動放大模塊10轉換為差動信號，再輸出至I/Q調變器50。
在本發(fā)明其它實施方式中，若I/Q調變器50為非差動調變器，則輸入的基帶信號無需轉換為差動信號，即可直接輸入至調變器。因此，在該種情況下，上述差動放大模塊10可以被省略。
頻譜分析模塊60根據接收到的射頻信號中所含有的直流偏量得到能量值。影響頻譜分析模塊60輸出能量值變化的因素諸多，例如直流偏量、熱噪聲等。然，在本實施方式中，消除直流偏量在較佳環(huán)境中進行，即直流偏量以外的因素所引起的能量變化的均值為接近零的高斯曲線分布。因此，頻譜分析模塊60所分析得到的能量變化值僅與直流偏量有關，且隨著直流偏量的增大而增大。
直流偏量消除模塊70讀取直流偏量值所引起的能量值，并通過轉換控制電路80與多路轉換器20調整數字/模擬轉換模塊30輸出的直流偏量調整參數IA、IB、QA與QB的大小，從而改變直流偏量的大小，使得系統(tǒng)中直流偏量值達到最小，進而使得頻譜分析模塊60分析的能量值最小。
由于直流偏量消除模塊70輸出的信號為數字射頻信號，而數字/模擬轉換模塊30所接收的信號為基帶信號。故，轉換控制電路80將直流偏量消除模塊70輸出的射頻信號轉換為基帶信號，且通過多路轉換器20輸出至數字/模擬轉換模塊30中相應數字/模擬轉換器。本實施方式中，轉換控制電路80可以是I/Q解調器。
在本發(fā)明其它實施方式中，轉換控制電路80可以為其它類型的轉換電路。
為了使得電源能量不在通訊過程中被損耗，本實施方式中，直流偏量消除系統(tǒng)需在通訊前消除I/Q調變器50所產生的直流偏量。因此，在調整直流偏量值時，先關斷基帶信號輸入，即在系統(tǒng)無任何信號輸入的條件下調整直流偏量值。
同時參閱圖2，所示為本發(fā)明直流偏量消除模塊70的內部模塊圖，直流偏量消除模塊70包括初始化模塊701、讀取模塊702、調整模塊703以及判斷模塊704。
在調整直流偏量時，首先，初始化模塊701用以初始化直流偏量調整參數IA、IB、QA、QB，并使直流偏量調整參數數值相等。I/Q調變器50根據直流偏量調整參數IA、IB、QA、QB的初始化值輸出初始射頻信號，若此時頻譜分析模塊60在已固定的能量基礎上無任何變化，則表明系統(tǒng)中無直流偏量存在；若此時頻譜分析模塊60分析的能量在已固定的能量基礎上有變化，則表明系統(tǒng)中存在直流偏量。
當頻譜分析模塊60有能量變化時，讀取模塊702讀取頻譜分析模塊60所分析的初始能量變化值，其與初始射頻信號中存在的直流偏量相對應。
調整模塊703通過轉換控制電路80與多路轉換器20將第一組直流偏量調整參數IA與IB固定為初始化值，同時調整第二組直流偏量調整參數QA與QB，即在第二組直流偏量調整參數QA與QB同時加或減變量x。因此，直流偏量調整參數變換為IA、IB、[QA+x1]、[QB+x1]，本實施方式中，變量x1可以為正值，亦可以為負值。此時，I/Q調變器50輸出第一射頻信號，則頻譜分析模塊60便分析得到第一能量變化值，其與第一射頻信號中存在的直流偏量相對應。
判斷模塊704判斷第一能量變化值是否為最小值，即第一能量變化值是否在直流偏量調整參數為IA、IB、[QA+x1]、[QB+x1]時最小。若第一能量變化值并非為最小值時，則繼續(xù)調整第二組直流偏量調整參數[QA+x1]、[QB+x1]，即調整變量x1的大小，使得第一能量變化值為最小。本實施方式中，最小值定義為根據某一特定的直流偏量調整參數所得到的變化能量值相較于其它直流偏量調整參數所得的變化能量值為最小。
當第一能量變化值被調整為最小值時，調整模塊703不僅固定第一組直流偏量調整參數IA與IB為初始化值，且固定獲得最小的第一能量變化值的第二組直流偏量調整參數中任一個參數，例如[QA+x1]，同時調整第二能量調整參數中另一參數，例如[QB+x1]，并將[QB+x1]調整為[QB+x1+y1]。其中，y1亦為變量，且其可以為正值或負值。此時，I/Q調變器50輸出第二射頻信號，則頻譜分析模塊60分析第二能量變化值，第二能量變化值與第二射頻信號中存在的直流偏量相對應。
判斷模塊704再次判斷第二能量變化值是否為最小值，即判斷該第二能量變化值是否在直流偏量調整參數為IA、IB、[QA+x1]、[QB+x1+y1]時最小。若第二能量變化值并非為最小值時，繼續(xù)調整第二組直流偏量調整參數中的[QB+x1+y1]，即調整變量y1的大小，使得第二能量變化值為最小。本實施方式中，第二能量變化值小于第一能量變化值。
當第二能量變化值為最小時，調整模塊703固定調整后的第二組直流偏量參數[QA+x1]為[QB+x1+y1]不變，所述參數對應最小第二能量變化值，調整第一組直流偏量調整參數IA與IB為[IA+x2]為[IB+x2]。其中，x2為變量，且其可以是正值，也可以為負值。此時，I/Q調變器50輸出第三射頻信號，則頻譜分析模塊60分析出第三能量變化值，第三能量變化值與第三射頻信號中存在的直流偏量相對應。同樣，調整模塊703調整變量x2的大小，使得第三能量變化值為最小，即第三能量變化值是否在直流偏量調整參數為[IA+x2]、[IB+x2]、[QA+x1]、[QB+x1+y1]時最小。本實施方式中，第三能量變化值小于第二能量變化值。
當第三能量變化值被調整為最小值時，調整模塊703不僅固定第二組直流偏量調整參數為[QA+x1]為[QB+x1+y1]，還固定第一組直流偏量調整參數中任一參數，例如[IA+x2]，同時調整第一組直流偏量調整參數中另一參數，例如[IB+x2]，并將其轉換為[IB+x2+y2]。其中，y2為變量，且其可以是正值也可以是負值。此時，I/Q調變模塊50輸出第四射頻信號，則頻譜分析模塊60分析出第四能量變化值，第四能量變化值與第四射頻信號中存在的直流偏量相對應。同樣，調變模塊704調整變量y2的大小，使得第四能量變化值為最小，即第四能量變化值是否在直流偏量調整參數為[IA+x2]、[IB+x2+y2]、[QA+x1]、[QB+x1+y1]時最小。本實施方式中，第四能量變化值小于第三能量變化值。
綜上可知，整個直流偏量調節(jié)過程中，第四能量變化值對應系統(tǒng)最小直流偏量值，且獲得系統(tǒng)最小直流偏量值的直流偏量調整參數[IA+x2]、[IB+x2+y2]、[QA+x1]、[QB+x1+y1]為最佳直流偏量調整參數。本實施方式中，直流偏量消除系統(tǒng)將第四能量變化值調節(jié)至最小。
當系統(tǒng)直流偏量調整為最小值時，直流偏量調整參數IA、IB、QA、QB被固定為最佳直流偏量調整參數，從而基帶信號疊加在所述最佳直流偏量調整參數上進行信號轉換，從而使得基帶信號在轉換過程中直流偏量值最小，節(jié)約電源能量。
本發(fā)明其它實施方式中，調整模塊703亦可先固定第二組直流偏量調整參數，調整第一組直流偏量調整參數，使得系統(tǒng)直流偏量值達到最小。且，在本發(fā)明中，讀取并調節(jié)能量變化值不局限于本實施方式中所述的次數，其可依據實際情況而變化。
圖3為本發(fā)明直流偏量消除方法的流程圖。在步驟S210，初始化模塊701初始化直流偏量調整參數IA、IB、QA、QB，并將所述參數設定為相同數值。在步驟S220，讀取模塊702從頻譜分析模塊60中讀取初始能量變化值，其與初始射頻信號中存在的直流偏量值相對應。在步驟S230，調整模塊703固定第一組直流偏量調整參數為初始化值，調整第二組直流偏量調整參數，使得頻譜模塊60所得的能量變化值在第一組直流偏量調整參數為初始化值時最小。在步驟S240，調整模塊704固定調整后的第二組直流偏量調整參數，調整第一組直流偏量調整參數，使得在第二組直流偏量調整參數為調整后的值時，頻譜分析模塊60得到的能量變化值最小。
本發(fā)明其它實施方式中，調整模塊703亦可先固定第二組直流偏量調整參數為初始化值，調整第一組直流偏量調整參數，使得頻譜分析模塊60輸出的能量變化值最小。然后，固定調整好的第一組直流偏量調整參數，調整第二組直流偏量調整參數，使得頻譜分析模塊60輸出之能量變化值最小。
圖4為本發(fā)明圖3中步驟S230與S240的具有流程圖。步驟S231，調整模塊703固定第一組直流偏量調整參數IA與IB為初始化值，調整第二組直流偏量調整參數QA與QB為[QA+x1]與[QB+x1]，其中，x1為變量，其可以是正值也可以負值。步驟S232，讀取模塊702讀取第一能量變化值。步驟S233，判斷模塊703判斷第一能量變化值是否為最小。若第一能量變化值不為最小時，重新執(zhí)行步驟S231。
若第一能量變化值為最小時，執(zhí)行步驟S234，調整模塊703固定第一組直流偏量調整參數為初始化值，且固定調整后的第二能量調整參數中任一參數，例如[QA+x1]，同時調整第二能量調整參數中另一參數，例如[QB+x1]，將其調整為[QB+x1+y1]。其中，y1為變量，且其可以為正值也可以為負值。步驟S235，讀取模塊702讀取第二能量變化值。步驟S236，判斷模塊703判斷第二能量變化值是否為最小。若第二能量變化值不為最小，重新執(zhí)行步驟S234。
若第二能量變化值為最小時，執(zhí)行步驟S241，調整模塊703固定第二組直流偏量調整參數為[QA+x1]與[QB+x1+y1]，調整第一能量調整參數IA與IB為[IA+x2]與[IB+x2]。其中，x2為變量，且其可以是正值也可以是負值。步驟S242，讀取模塊702讀取第三能量變化值。步驟S243，判斷模塊703判斷第三能量變化值是否為最小。若第三能量變化值不為最小時，重新執(zhí)行步驟S241。
若第三能量變化值為最小時，執(zhí)行步驟S244，調整模塊703固定第二組直流偏量調整參數為[QA+x1]與[QB+x1+y1]，且固定調整后的第一組直流偏量調整參數中任一參數，例如[IA+x2]，同時調整第一能量調整參數中另一參數，例如[IB+x2]，將其調整為[IB+x2+y2]。其中，y2為變量，且其可以為正值也可以為負值。步驟S245，讀取模塊702讀取第四能量變化值。步驟S246，判斷模塊703判斷第四能量變化值是否為最小。若第四能量變化值不為最小，重新執(zhí)行步驟S244。若第四能量變化值為最小時，整個系統(tǒng)流程結束。
本發(fā)明利用直流偏量消除模塊70將系統(tǒng)中直流偏量調整到最小，使得在后續(xù)通訊過程中，可以有效節(jié)約電源能量損耗。
權利要求
1.一種直流偏量消除系統(tǒng)，用于消除無線通訊系統(tǒng)中的直流偏量，其特征在于所述直流偏量消除系統(tǒng)包括數字/模擬轉換模塊，用于將數字直流偏量調整參數轉換為模擬直流偏量調整參數；加法電路，用于將所述模擬直流偏量消除參數分別與基帶信號對應的分量相加；同相向量/正交向量調變器，用于接收相加后的基帶信號，并將所述相加后的基帶信號轉換為射頻信號；頻譜分析模塊，用于根據射頻信號所存在的直流偏量大小輸出能量變化值；以及直流偏量消除模塊，用于調整數字/模擬轉換模塊輸出的直流偏量調整參數的大小，并使頻譜分析模塊輸出的能量變化值最小。
2.如權利要求1所述的直流偏量消除系統(tǒng)，其特征在于所述直流偏量消除模塊包括初始化模塊，用于初始化所述直流偏量調整參數；讀取模塊，用于讀取頻譜分析模塊輸出的能量變化值；調整模塊，當所述能量變化值并非最小值時，調整直流偏量調整參數；以及判斷模塊，用于判斷所述能量變化值是否為最小值。
3.如權利要求1所述的直流偏量消除系統(tǒng)，其特征在于還包括轉換控制電路，用于將直流偏量調整模塊輸出的射頻信號轉換為基帶信號。
4.如權利要求3所述的直流偏量消除系統(tǒng)，其特征在于包括多路轉換器，連接于轉換控制電路與數字/模擬轉換模塊之間。
5.如權利要求1所述之直流偏量消除系統(tǒng)，其特征在于包括差動放大模塊，連接于加法電路，用于將基帶信號中的向量轉換為差動向量，并傳至加法電路。
6.一種直流偏量消除方法，用于消除通訊系統(tǒng)中的直流偏量，其特征在于所述直流偏量消除方法包括初始化直流偏量調整參數；讀取初始化能量變化值；固定第一組直流偏量調整參數，調整第二組直流偏量調整參數，使得能量變化值最??；以及固定第二組直流偏量調整參數，調整第一組直流偏量調整參數，使得能量變化值最小。
7.如權利要求6所述的直流偏量消除方法，其特征在于所述第一組直流偏量調整參數第二組直流偏量調整參數分別包括至少兩個直流偏量調整參數。
8.如權利要求7所述的直流偏量消除方法，其特征在于所述固定第一組直流偏量調整參數，調整第二組直流偏量調整參數，并使得能量變化值最小的步驟包括以下步驟固定第一組直流偏量調整參數，調整第二組直流偏量調整參數；讀取第一能量變化值；判斷第一能量變化值是否為最小值；當第一能量變化值為最小值時，固定第一組直流偏量調整參數為初始化值，且固定調整后的第二組直流偏量調整參數中的一個參數，調整調整后的第二組直流偏量調整參數中的另一個參數；讀取第二能量變化值；判斷第二能量變化值是否為最小值；以及當第二能量變化值為最小值時，固定第二組直流偏量調整參數，調整第一組直流偏量調整參數，使得能量值最小。
9.如權利要求8所述的直流偏量消除方法，其特征在于包括當第一能量變化值并非為最小值時，固定第一組直流偏量調整參數，調整第二組直流偏量調整參數的步驟。
10.如權利要求8所述的直流偏量消除方法，其特征在于包括當第二能量變化值并非為最小值時，固定第一組直流偏量調整參數與調整后的第二組直流偏量調整參數中的一個參數，調整調整后的第二組直流偏量調整參數中的另一個參數的步驟。
11.如權利要求7所述的直流偏量消除方法，其特征在于所述固定第二組直流偏量調整參數，調整第一組直流偏量調整參數，并使得能量變化值最小的步驟包括以下步驟固定第二組直流偏量調整參數，調整第一組直流偏量調整參數；讀取第三能量變化值；判斷第三能量變化值是否為最小值；當第三能量變化值為最小值時，固定第二組直流偏量調整參數與調整后的第一組直流偏量調整參數中的一個參數，調整調整后的第一組直流偏量調整參數中的另一個參數；讀取第四能量變化值；判斷第四能量變化值是否為最小值；以及當第四能量變化值并非為最小值時，固定第二組直流偏量調整參數與調整后的第一組直流偏量調整參數中的一個參數，調整調整后的第一組直流偏量調整參數中的另一個參數。
12.如權利要求11所述的直流偏量消除方法，其特征在于包括當第三能量變化值并非為最小值時，固定第二組直流偏量調整參數，調整第一組直流偏量調整參數的步驟。
全文摘要
一種直流偏量消除系統(tǒng)包括數字/模擬轉換模塊、加法電路、同相向量(I)/正交向量(Q)調變器、頻譜分析模塊及直流偏量消除模塊。數字/模擬轉換模塊用于將數字直流偏量調整參數轉換為模擬直流偏量調整參數。加法電路用于將所述模擬直流偏量調整參數分別與基帶信號對應的分量相加。同相向量/正交向量調變器接收相加后的基帶信號，并將其轉換為射頻信號。頻譜分析模塊用于根據射頻信號所存在的直流偏量輸出能量變化值。直流偏量消除模塊用于調整數字/模擬轉換模塊輸出的直流偏量調整參數，并使能量變化值最小。本發(fā)明利用直流偏量消除模塊將系統(tǒng)中直流偏量調整到最小，使得在后續(xù)通訊過程中，可以有效節(jié)約電源能量損耗。
文檔編號H04L25/06GK101052026SQ20061006018
公開日2007年10月10日 申請日期2006年4月5日 優(yōu)先權日2006年4月5日
發(fā)明者翁國執(zhí), 別正宜 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司