一种直流消除方法、装置、接收机、计算机程序及存储介质的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种直流(DC)消除方法、装置、接收机、计算机程序及存储介质。该DC消除方法包括：从接收机接收到的时隙所包括的第一码片序列中选择部分码片或全部码片，计算被选择的码片组成的第二码片序列中的码片的第一平均值，并利用所述第一平均值对所述第一码片序列中的码片进行DC消除操作，以便得到第三码片序列；从所述第三码片序列中选择部分码片或全部码片，计算被选择的码片组成的第四码片序列中的码片的平均值，以便得到第二平均值；其中，在所述第四码片序列中的码片中，实部大于0的码片的数量与实部小于0的码片的数量的差值的绝对值低于第一预设门限，并且虚部大于0的码片的数量与虚部小于0的码片的数量的差值的绝对值低于第二预设门限；以及利用所述第二平均值对所述第三码片序列中的码片进行DC消除操作，以便得到第五码片序列。
【专利说明】一种直流消除方法、装置、接收机、计算机程序及存储介质
【技术领域】
[0001] 本发明涉及移动通信【技术领域】，特别是一种直流（DC)消除方法、装置、接收机、计 算机程序及存储介质，降低DC对接收机性能的影响。
【背景技术】
[0002] 作为一种高速下行数据包接入技术，HSDPA在2002年3月被引入3GPPR5版本， 而HSPA+(HSPA演进（HSPAEvolution))在 2010 年 9 月被引入 3GPPR8 版本。HSPA+ 基于 下行共享信道理论上能够提供最高达4. 2Mbps的数据服务，这能够很好的解决TD-SCDMA的 下行容量限制问题。
[0003] 然而，在无线通信系统中，由于RF原因或者其他原因，信号到达接收机之前会产 生直流（DC)，而DC会给接收机性能带来非常不利的影响。以TD-SCDMA系统为例，在联合检 测（JD)之前，由于DC的存在，相当于接收机所有接收到的码片上都被附加了一个常复数； 而在联合检测之后，DC意味着信噪比（SNR)的降低。
[0004] 以3. 9MHSPA+业务为例，假定无线信道中没有噪音和衰落的影响，当DC的幅值为 〇mv时，JD之后的信号在星座图中的分布如图la所示；而当DC的幅值为0. 4mv时，JD之后 的信号在星座图中的分布如图lb所示。结合图la和图lb可以发现，DC的引入降低了接 收机的SNR，也就降低了接收机性能。众所周知，相对于低速率数据业务而言，高速率数据业 务对SNR的要求更高，而DC的存在会降低接收机的SNR，因此高速率数据业务对DC的要求 更高。
[0005] 图2所示为3. 9MHSPA+业务的吞吐量与DC之间关系的仿真示意图，从图2可以 发现，当信号中残留DC的幅值超过0. 3mv时，HSPA+业务的吞吐量急剧下降，并且当信号中 残留DC的幅值达到0. 4mv时，接收机已经无法正确解码接收到的信号。
[0006] 基于以上描述可以发现，在高速率数据业务中，为保证服务质量，必须对接收机接 收到的码片进行DC消除。
[0007] 现有的DC消除方案直接将时隙中的码片的全部码片或部分码片的均值作为DC估 计结果，然后利用上述DC估计结果对接收到的码片进行DC消除。
[0008] 然而上述的方案至少存在如下的缺点：
[0009] 由于一个时隙中的码片在星座象限中的分布并不是均匀的，因此在绝大部分的情 况下，接收机接收到的码片中的全部码片或部分码片的均值并不等于0。因此，现有的直接 将时隙中的码片的全部码片或部分码片的均值作为DC估计结果的DC消除方案必然会包括 由于码片在星座象限中的分布不均所引入的额外DC。
[0010] 也就是说，当传输过程实际引入的DC小于门限（例如0.3mv)的情况下，上述方案 反而会使得执行DC消除后码片中的残留DC会大于原始DC;而当传输过程实际引入的DC大 于门限（例如〇.3mv)的情况下，上述的方案也无法完全消除传输过程实际引入的DC。
[0011] 假定仿真条件如下：没有衰落，SNR为30dB，信号发射功率为-70dBm，物理信道数 量为80,接入技术为3. 9Mbps的HSPA+，利用时隙中前512个码片进行DC估计以及DC消除。 上述仿真条件下，不采用DC消除的技术方案和将时隙的码片的全部码片或部分码片的均 值作为DC估计结果进行DC消除的技术方案各自的吞吐量-DC的仿真曲线如图3所示。可 以发现，采用上述的DC消除方案时，系统的吞吐量维持在一个相对稳定的区间，也就是说， 残留的DC维持在一个相对变化不大的区间。从上述的吞吐量-DC的仿真曲线可以发现，将 时隙的码片的全部码片或部分码片的均值作为DC估计结果进行DC消除的技术方案中，系 统中的残留DC的幅值大致为0? 3mv。
[0012] 虽然对于其他仿真条件下，该残留DC可能有所变化，但由于码片在星座象限中的 分布不均所引入的额外DC总是存在，因此现有技术的方案无法将残留DC降低到一个较小 的数值。
【发明内容】
[0013] 本发明实施例公开了一种DC消除方法、装置、接收机、计算机程序及存储介质，用 于减少DC消除之后的码片中的残留DC，从而提高系统吞吐量。
[0014] 在本发明实施例中，通过选择在星座图中分布均匀的码片来计算DC估计结果，并 利用该DC估计结果对码片进行第二次DC消除操作，从而消除了现有技术中由于采用所有 码片的平均进行DC估计和消除所额外引入的DC，降低了码片中的残留DC，提高了系统吞吐 量。
[0015] 在本发明的具体实施例中，从第一次DC消除之后的码片序列当中，删除那些与坐 标轴距离较近的码片，从而提高了后续用于计算第二个DC估计结果的第四码片序列中的 码片所在象限的准确性，也就能够提高DC估计结果的准确性，进而提高系统吞吐量。
[0016] 在本发明的具体实施例中，对第一次DC消除之后的码片序列，进行相位偏移纠 正，从而提高了后续用于计算第二个DC估计结果的第四码片序列中的码片所在象限的准 确性，也就能够提高DC估计结果的准确性，进而提高系统吞吐量。
[0017] 在本发明的具体实施例中，对于菱形星座图的情况，在对坐标轴距离较近的码片 进行删除之前，先对码片进行相位旋转，从而使得尽可能多的码片不再位于坐标轴附近，保 证后续计算第二平均值时可用的码片较多，提高DC估计结果的准确性，进而提高系统吞吐 量。
[0018] 当然，本发明并不局限于以上的特征和优点，实际上，本领域普通技术人员通过阅 读以下的实施方式以及附图，将领会其他的特征和优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图la和图lb分别为DC的幅值为Omv和DC的幅值为0. 4mv时JD之后的信号在 星座图中的分布示意图；
[0020] 图2为所示为HSPA+业务的吞吐量与DC之间关系的仿真示意图；
[0021] 图3为不采用DC消除的技术方案和将时隙的码片的全部码片或部分码片的均值 作为DC估计结果进行DC消除的技术方案各自的吞吐量-DC的仿真结果对比示意图；
[0022] 图4为本发明实施例的DC消除方法的流程示意图；
[0023] 图5为本发明实施例的一种菱形星座图的示意图；
[0024] 图6为本发明实施例的DC消除方法应用于菱形星座图时的详细流程示意图；
[0025] 图7为本发明实施例的DC消除装置的结构示意图；
[0026] 图8为本发明实施例的接收机的结构示意图；以及
[0027] 图9-图11为本发明实施例的方法的仿真结果示意图。
【具体实施方式】
[0028] 在本发明实施例的DC消除方法、装置、接收机、计算机程序及存储介质中，对直接 将所有接收到的码片的全部码片或部分码片的均值作为DC估计结果，然后利用上述DC估 计结果对接收到的码片进行DC消除后，从首次DC消除后的码片中选择部分码片对首次DC 消除后的码片进行第二次DC消除，进一步降低码片中的DC因素，从而提高系统吞吐量。
[0029] 如图4所示，本发明实施例的DC消除方法包括：
[0030] 步骤401，从接收机接收到的时隙所包括的第一码片序列中选择部分码片或全部 码片，计算被选择的码片组成的第二码片序列中的码片的平均值，并利用所述第一平均值 对所述第一码片序列中的码片进行DC消除操作以得到第三码片序列；
[0031] 步骤402,从所述第三码片序列中选择部分码片或全部码片，计算被选择的码片组 成的第四码片序列中的码片的平均值以得到第二平均值；其中，第四码片序列中的码片中， 实部大于〇的码片的数量与实部小于〇的码片的数量的差值的绝对值低于第一预设门限， 虚部大于0的码片的数量与虚部小于0的码片的数量的差值的绝对值低于第二预设门限； 以及
[0032] 步骤403,利用所述第二平均值对所述第三码片序列中的码片进行DC消除操作以 得到第五码片序列。
[0033] 在本发明实施例的DC消除方法中，利用现有技术的DC消除方法对接收机接收到 的时隙所包括的第一码片序列进行DC消除得到第三码片序列，使得第三码片序列中的残 留DC维持在一个较低的水平，然后进行精细DC消除。
[0034] 由于在第二次DC消除操作时，选择的码片序列在实部大于0的码片的数量与实部 小于〇的码片的数量的差值低于第一预设门限，虚部大于〇的码片的数量与虚部小于〇的 码片的数量的差值低于第二预设门限，因此大大降低了由于码片在星座中的分布极不均匀 所引入的额外DC，使得DC消除后的码片中的残留DC相对较小，并且能够满足高速率数据业 务的需求。
[0035] 对本发明实施例的DC消除方法能够使得DC消除后的码片中的残留DC相对较小 详细解释如下。
[0036] 具有DC的无线通信系统的模型如方程（1)所示：
【权利要求】
1. 一种直流0)C)消除方法，用于时分双工（TDD)通信系统，所述DC消除方法包括： 从接收机接收到的时隙所包括的第一码片序列中选择部分码片或全部码片，计算被选 择的码片组成的第二码片序列中的码片的第一平均值，并利用所述第一平均值对所述第一 码片序列中的码片进行DC消除操作，以便得到第三码片序列； 从所述第三码片序列中选择部分码片或全部码片，计算被选择的码片组成的第四码片 序列中的码片的平均值，以便得到第二平均值；其中，在所述第四码片序列中的码片中，实 部大于0的码片的数量与实部小于0的码片的数量的差值的绝对值低于第一预设门限，并 且虚部大于0的码片的数量与虚部小于0的码片的数量的差值的绝对值低于第二预设门 限；以及 利用所述第二平均值对所述第三码片序列中的码片进行DC消除操作，以便得到第五 码片序列。
2. 根据权利要求1所述的DC消除方法，其中，在所述第四码片序列中的码片中，实部大 于〇的码片的数量等于实部小于〇的码片的数量，并且虚部大于〇的码片的数量等于虚部 小于〇的码片的数量。
3. 根据权利要求1或2所述的DC消除方法，其中，从所述第三码片序列中选择部分码 片或全部码片的步骤包括： 从所述第三码片序列中删除与星座图坐标轴的距离小于预设门限的码片；以及 从执行码片删除操作后剩余的码片中选择部分码片或全部码片，以便得到所述第四码 片序列。
4. 根据权利要求1或2所述的DC消除方法，其中，从所述第三码片序列中选择部分码 片或全部码片的步骤包括： 从所述第三码片序列中选择出Midamble码所在的码片； 基于Midamble码所在的码片进行信道估计来确定相位偏移，再利用所述相位偏移对 所述第三码片序列中的码片进行相位偏移纠正；以及 从相位偏移纠正后的码片序列中选择部分码片或全部码片，以便得到所述第四码片序 列。
5. 根据权利要求1或2所述的DC消除方法，其中，当星座图为菱形星座图时，从所述第 三码片序列中选择部分码片或全部码片的步骤包括： 从所述第三码片序列中选择出Midamble码所在的码片； 基于Midamble码所在的码片进行信道估计来确定相位偏移，再利用所述相位偏移对 所述第三码片序列中的码片进行相位偏移纠正； 对相位偏移纠正后的码片序列旋转一个角度9 ; 从相位旋转后的码片序列中删除与星座图坐标轴的距离小于预设门限的码片；以及 从执行码片删除操作后剩余的码片中选择部分码片或全部码片，以便得到所述第四码 片序列。
6. 根据权利要求3-5中任意一项所述的DC消除方法，其中，在选择部分码片得到所述 第四码片序列的步骤中，优先删除功率较大的码片。
7. -种直流〇)〇消除装置，包括： 第一DC消除模块，用于从接收机接收到的时隙所包括的第一码片序列中选择部分码 片或全部码片，计算被选择的码片组成的第二码片序列中的码片的第一平均值，并利用所 述第一平均值对所述第一码片序列中的码片进行DC消除操作，以便得到第三码片序列； 第二DC消除模块，从所述第三码片序列中选择部分码片或全部码片，计算被选择的码 片组成的第四码片序列中的码片的平均值，以便得到第二平均值，并利用所述第二平均值 对所述第三码片序列中的码片进行DC消除操作，以便得到第五码片序列；其中，在所述第 四码片序列中的码片中，实部大于〇的码片的数量与实部小于〇的码片的数量的差值的绝 对值低于第一预设门限，并且虚部大于〇的码片的数量与虚部小于〇的码片的数量的差值 的绝对值低于第二预设门限。
8. 根据权利要求7所述的DC消除装置，其中，实部大于0的码片的数量等于实部小于 〇的码片的数量，并且虚部大于〇的码片的数量等于虚部小于〇的码片的数量。
9. 根据权利要求7或8所述的DC消除装置，其中，所述第二DC消除模块包括： 第一删除单元，用于从所述第三码片序列中删除与星座图坐标轴的距离小于预设门限 的码片；以及 第一选择单元，用于从执行码片删除操作后剩余的码片中选择部分码片或全部码片， 以便得到所述第四码片序列。
10. 根据权利要求7或8所述的DC消除装置，其中，所述第二DC消除模块包括： 纠正单元，用于从所述第三码片序列中选择出Midamble码所在的码片，并基于 Midamble码所在的码片进行信道估计来确定相位偏移，再利用所述相位偏移对所述第三码 片序列中的码片进行相位偏移纠正；以及 第二选择单元，用于从相位偏移纠正后的码片序列中选择部分码片或全部码片，以便 得到所述第四码片序列。
11. 根据权利要求7或8所述的DC消除装置，其中，所述第二DC消除模块包括： 纠正单元，用于从所述第三码片序列中选择出Midamble码所在的码片，并基于 Midamble码所在的码片进行信道估计来确定相位偏移，再利用所述相位偏移对所述第三码 片序列中的码片进行相位偏移纠正； 相位旋转单元，用于对相位偏移纠正后的码片序列旋转一个角度； 第二删除单元，用于从相位旋转后的码片序列中删除与星座图坐标轴的距离小于预设 门限的码片；以及 第三选择单元，用于从执行码片删除操作后剩余的码片中选择部分码片或全部码片， 以便得到所述第四码片序列。
12. 根据权利要求9-11中任意一项所述的DC消除装置，其中，在选择部分码片得到所 述第四码片序列时，优先删除功率较大的码片。
13.-种接收机，包括： 第一DC消除模块，用于从所述接收机接收到的时隙所包括的第一码片序列中选择部 分码片或全部码片，计算被选择的码片组成的第二码片序列中的码片的第一平均值，并利 用所述第一平均值对所述第一码片序列中的码片进行DC消除操作，以便得到第三码片序 列； 第二DC消除模块，从所述第三码片序列中选择部分码片或全部码片，计算被选择的码 片组成的第四码片序列中的码片的平均值，以便得到第二平均值，并利用所述第二平均值 对所述第三码片序列中的码片进行DC消除操作，以便得到第五码片序列；其中，在所述第 四码片序列中的码片中，实部大于〇的码片的数量与实部小于〇的码片的数量的差值的绝 对值低于第一预设门限，并且虚部大于〇的码片的数量与虚部小于〇的码片的数量的差值 的绝对值低于第二预设门限。 提取模块，用于从所述第三码片序列中选择出Midamble码所在的码片； 信道估计模块，用于根据Midamble码所在的码片进行信道估计； 系统矩阵生成模块，用于根据信道估计结果生成系统矩阵；以及 均衡模块，用于根据系统矩阵和所述第五码片序列进行均衡处理。
14. 一种计算机程序，所述计算机程序包括指令，其中，当所述指令被处理器执行时，所 述指令被设置为使得所述处理器执行根据权利要求1至6所述的方法。
15. -种存储介质，在所述存储介质中存储有根据权利要求14所述的计算机程序。
【文档编号】H04B1/12GK104380609SQ201280074008
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2012年6月28日 优先权日:2012年6月28日
【发明者】庄亮, 李超, 黄珍 申请人:意法-爱立信有限公司