CN102111351A - 一种高阶调制直流分量的处理方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开提供了一种高阶调制直流分量的处理方法，包括：对接收数据Data中的训练序列midamble码进行信道估计，并得到信道脉冲响应CIR；使用本地midamble码与所述CIR对所述Data中的midamble码进行复原；依据接收到的所述midamble码与复原后的所述midamble码进行直流分量的计算，得到直流分量值；根据所述直流分量值对整个时隙的所述Data进行直流分量消除。利用本发明公开的方法，对接收数据中直流分量的消除更精确，而使用消除直流分量后的数据进行数据解调，能够进一步提高联合检测系统的性能。本发明还公开了一种用于高阶调制直流分量处理方法的系统。

Description

一种高阶调制直流分量的处理方法和系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体的说是涉及一种用于时分同步码分多址(TD-SCDMA、Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access)系统的高阶调制直流分量的处理方法和系统。

背景技术

随着通信系统对高速率的要求，目前在时分(TD、Time Division)系统中引入了一些更高阶的调制方式，比如16进制正交振幅调制(16QAM、Quadrature Amplitude Modulation)和64QAM。并且在TD-SCDMA联合检测接收机中，由于射频器件的影响，在接收信号中会带来一定的直流偏量，尤其是在和64QAM等高阶调制方式的引入下，接收数据与原有的二进制相移键控(BPSK，Binary Phase Shift Keying)和四项相移键控(QPSK，Quadrature PhaseShift Keying)的调制方式下相比，数据计算直流分量时会带来一定的偏差，利用目前已有的直流分量计算和消除方法在高阶调制中不理想，从而影响到高阶调制中数据解调的性能。

目前在现有技术中，主要利用直接计算法和最小二乘法等方法对直流分量进行计算，对于直接计算法，可以考虑是对一个时隙的数据或训练序列(Miamble)码进行直流分量计算，然后根据计算得到的直流分量值对整个时隙进行直流电平(DC，Direct Current)的消除。现有技术中直接计算法的主要过程为：

假定一个时隙数据长度为864，使用Data表示。

当使用整个时隙进行直流分量计算时，直流分量计算的方法如下：

DC＝{Data(1)+Data(2)+...+Data(864)}/864；

当使用miamble码进行直流分量计算时，直流分量计算的方法如下：

DC＝{Data(369)+Data(370)+...+Data(496)}/128；

然后利用整个时隙或miamble码进行直流分量计算所得到的直流分量值，对整个时隙数据进行直流分量消除，Data(i)＝Data(i)-DC，其中i＝1、2、...、864。

但是，由于在高阶调制的方式下，由时隙或是接收到的miamble码计算得到的DC值会与实际的直流分量值存在一定的偏差，这时再使用消除直流分量后的数据进行联合检测或其它方法进行数据解调，由于直流分量计算值的不准确，导致在直流分量消除后的时隙数据中仍存在直流分量，从而影响了到高阶调制中数据解调的性能，导致联合检测系统的性能下降。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高阶调制直流分量的处理方法和系统，利用信道估计进行直流分量的消除，解决了现有技术中对直流分量消除不精确的问题，进而影响到高阶调制中数据解调性能的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高阶调制直流分量的处理方法，包括：

对接收数据Data中的训练序列midamble码进行信道估计，并得到信道脉冲响应CIR；

使用本地midamble码与所述CIR对所述Data中的midamble码进行复原；

根据接收到的所述midamble码与复原后的所述midamble码进行直流分量的计算，得到直流分量值；

利用所述直流分量值对整个时隙的所述Data进行直流分量消除。

优选的，对所述Data中的midamble码进行复原中，包括：

对所述CIR中的抽样响应h进行降噪处理，得到降噪结果h_pp；

利用所述h_pp与本地midamble码，对所述接收数据Data中的原midamble码进行复原；

优选的，进行所述直流分量的计算中，包括：

依据接收到的所述原midamble码与复原后的所述midamble码计算错误向量；

使用所述错误向量进行直流分量的计算，得到直流分量值。

优选的，在所述进行直流分量消除之后，还包括：

对直流分量消除后的所述数据Data进行联合检测算法，对其进行数据解调。

一种用于高阶调制直流分量处理方法的系统，包括：

信道估计模块，用于对接收到的数据Data中的训练序列midamble码进行信道估计，并得到信道脉冲响应CIR；

复原处理模块，利用本地midamble码与所述CIR对所述Data中的midamble码进行复原；

直流分量计算模块，依据接收到的所述midamble码与复原后的所述midamble码进行直流分量的计算；

直流分量消除模块，用于利用所述直流分量的计算值对整个时隙的所述Data进行直流分量消除。

优选的，所述复原处理模块中，包括：

降噪模块，用于对所述CIR中的抽样响应h进行降噪处理，得到降噪结果h_pp；

复原模块，利用所述h_pp与本地midamble码，对所述接收数据Data中的原midamble码进行复原。

优选的，所述直流分量计算模块中，包括：

错误向量计算模块，用于依据接收到的所述原midamble码与复原后的所述midamble码计算错误向量；

计算模块，进行使用所述错误向量进行直流分量的计算，得到直流分量值。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种高阶调制直流分量的处理方法和系统。首先，对接收到的数据进行信道估计；然后，再根据信道估计的结果对接收到的数据中的midamble码进行复原；接着，再利用接收到的数据中的原midamble码和复原后的midamble码，进行直流分量值的计算；最后，再利用得到的直流分量计算值，对接收到的整个时隙数据进行直流分量的消除。通过利用信道估计复原midamble码处理时隙中直流分量的方法，对直流分量的消除更精确，而使用消除直流分量后的数据进行数据解调，能够进一步提高联合检测系统的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种高阶调制直流分量的处理方法的流程示意图a；

图2为本发明的流程示意图b；

图3为本发明的流程示意图c；

图4为本发明的流程示意图d；

图5为本发明一种用于高阶调制直流分量处理方法的系统框图；

图6为在SNR＝11dB时本发明与现有技术的仿真对比示意图；；

图7为在SNR＝14dB时本发明与现有技术的仿真对比示意图；

图8为在SNR＝17dB时本发明与现有技术的仿真对比示意图；

图9为在SNR＝20dB时本发明与现有技术的仿真对比示意图；

图10为本发明与现有技术在RawBER方面上的仿真对比示意图；

图11为本发明与现有技术在BLER方面上的仿真对比示意图。

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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种高阶调制直流分量的处理方法，对接收到的数据中的midamble码进行信道估计，然后利用信道估计后的CIR结果对midamble码复原的方法计算直流分量值，最后再利用计算所得的直流分量值进行直流分量消除的方法。

请参阅附图1，为一种高阶调制直流分量的处理方法的流程示意图。

在这里假设接收数据为Data，接收到的midamble码为rec_mid，与接收数据Data的关系为：

rec_mid＝{Data(369)Data(369)...Data(369)}；

对于本地使用的已知的midamble码则用MidambleCode表示。

对直流分量的处理的具体步骤如下：

步骤S1、接收数据Data。

步骤S2、对接收数据Data中的midamble码进行信道估计，并得到信道脉冲响应CIR。

需要注意的是，在步骤S2中，进行信道估计得到的CIR的结果为抽样响应(h)，得到h的计算公式为：

h＝ifft{fft(rec_mid)/fft(MidambleCode)}

其中，ifft为快速傅立叶反变换(inverse fast Fourier transform)，fft为快速傅立叶变换(fast Fourier transform)。

步骤S3、利用本地midamble码和CIR对接收数据Data中的midamble码进行复原。

实际上，在步骤S3中利用本地已知的midamble码，是通过已知的正确的本地midamble码对接收到的midamble码进行一个参照，为下一步进行数据直流分量的计算提供必要的条件。

步骤S4、使用接收到的midamble码与复原后的midamble码进行直流分量的计算，得到直流分量值。

步骤S5、利用直流分量值对整个时隙中的接收数据Data进行直流分量的消除。

请参阅附图2，在步骤S3中对接收数据Data中的midamble码进行复原时，包括以下步骤：

步骤S31、对CIR中的h进行降噪处理，得到降噪结果h_pp。

对h进行降噪处理，使噪声不会对接收数据Data中的midamble码进行复原时产生影响。

步骤S32、利用h_pp与本地midamble码，对接收数据Data中的midamble码进行复原。

在步骤S32中，对接收数据Data中的midamble码进行复原的计算公式为：

recover_mid＝ifft{fft(Midamblecode)*fft(h_pp)}

其中，ifft为快速傅立叶反变换(inverse fast Fourier transform)，fft为快速傅立叶变换(fast Fourier transform)，recaver_mid为复原后的midamble码的表达式。

请参阅附图3，在步骤S4中在进行直流分量计算时，包括以下步骤：

步骤S41、利用接收数据Data中的midamble码与复原后的midamble码计算错误向量。

在计算错误向量的时候，所采用的计算公式为：

errorvec＝rec_mid-recover_mid

其中，rec_mid为接收数据Data中原来的midamble码的表达式，recover_mid为复原后的midamble码的表达式，errorvec为错误向量的表达式。

步骤S42、利用步骤S41中得到的错误向量进行直流分量的计算，得到直流分量值。

在步骤S42中进行直流分量的计算公式为：

DC＝{errorvec(1)+errorvec(2)+...+errorvec(128)}/128

从上式可以得出，由于考虑到了接收数据中midamble码的偏差，所以通过信道估计复原midamble码的方法计算直流分量，得到的直流分量值更加精确。

此外，请参阅附图4，在进行完上述直流分量的处理之后，对于TD-SCDMA系统中的联合检测还包括：

步骤S6、利用直流分量消除后的所述数据Data进行联合检测算法，对其进行数据解调。

由于利用信道估计复原midamble码处理时隙中直流分量的方法，对直流分量的消除更精确，所以使用消除直流分量后的数据进行数据解调，能够进一步提高联合检测系统的性能。

上面详细说明了本发明的方法，对于本发明的方法可采用多种形式的装置实现，本发明还公开了一种用于高阶调制直流分量处理方法的系统，下面给出优选的实施例详细说明，请参阅附图5，为基于本发明的处理方法的系统框图，包括：数据接收模块51、信道估计模块52、复原处理模块53、直流分量计算模块54和直流分量消除模块55。

接收数据模块51，接收数据Data，并将接收到的数据Data送入到信道估计模块52中。

信道估计模块52，对接收到的数据Data中的训练序列midamble码进行信道估计，并得到信道脉冲响应CIR。

复原处理模块53，利用模块52中获得的CIR与本地midamble码对Data中的midamble码进行复原。

直流分量计算模块54，依据接收到的midamble码与复原后的midamble码进行直流分量的计算。

直流分量消除模块55，用于利用直流分量的计算值对整个时隙的Data进行直流分量消除。

另外，在上述的复原处理模块53中，主要包括：降噪模块531和复原模块532。

降噪模块531，用于对CIR中的抽样响应h进行降噪处理，得到降噪结果h_pp。

复原模块532，利用h pp与本地midamble码，对接收数据Data中的原midamble码进行复原。

此外，在上述的直流分量计算模块54中，主要包括：错误向量计算模块541和计算模块542。

错误向量计算模块541，用于依据接收到的原midamble码与复原后的midamble码计算错误向量；

计算模块542，进行使用错误向量进行直流分量的计算，得到直流分量值。

由于上述系统利用了信道估计复原midamble码处理时隙中直流分量的方法，对直流分量的消除更精确，所以在进入下一步联合检测程序时，使用消除直流分量后的数据进行数据解调，能够进一步提高联合检测系统的性能。

为了更好的体现本发明在直流分量处理方面的优越性，本发明的设计人员对现有技术和本发明在不同方面作了仿真的对比，仿真主要从信噪比(SNR，Signal to Noise Ratio)、误比特率(RawBER，Raw Bit Error Ratio)和误块率(BLER，Block Error Ratio)三个方面进行了对比。

A、SNR方面：

在加性高斯白噪声下设置一定的SNR，使用完全相同的联合检测(JD，Joint Detection)算法，从SNR估计值的分布方面上，对现有技术中的均值求法，即直接计算midamble码的均值计算DC值，与本发明所提供的方法进行了比较。在调制方式为16QAM下，分别进行了SNR＝11dB、14dB、17dB和20dB时的仿真。请参阅附图6为SNR＝11dB时、附图7为SNR＝14dB时、附图8为SNR＝17dB时和附图9为SNR＝20dB时的仿真图。

其中，附图中实线表示现有技术，虚线表示本发明。从仿真图中可以得到两点：

1、本发明的方法在概率分布方面要比现有技术中均值法的分布更为集中。

2、在SNR越高的情况下，本发明与现有技术的差距也越来越明显，从而体现出，在低SNR下，噪声是干扰系统性能的主要来源，而在高SNR下，直流分量的影响则是干扰系统性能的主要来源。所以，对直流分量的处理则显得尤为重要。

B、RawBER和BLER方面：

在调制方式为16QAM等条件下进行仿真，得到的仿真结果请参阅附图10和附图11。其中附图10为RawBER仿真图，附图11为BLER仿真图，图中实线表示现有技术的方法，虚线表示本发明。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，本领域专业技术人员能够得到利用本发明实施例公开的方法相对应的装置，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种高阶调制直流分量的处理方法，其特征在于，包括：

对接收数据Data中的训练序列midamble码进行信道估计，并得到信道脉冲响应CIR；

使用本地midamble码与所述CIR对所述Data中的midamble码进行复原；

根据接收到的所述midamble码与复原后的所述midamble码进行直流分量的计算，得到直流分量值；

利用所述直流分量值对整个时隙的所述Data进行直流分量消除。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述Data中的midamble码进行复原中，包括：

对所述CIR中的抽样响应h进行降噪处理，得到降噪结果h_pp；

利用所述h_pp与本地midamble码，对所述接收数据Data中的原midamble码进行复原。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行所述直流分量的计算中，包括：

依据接收到的所述原midamble码与复原后的所述midamble码计算错误向量；

使用所述错误向量进行直流分量的计算，得到直流分量值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述进行直流分量消除之后，还包括：

对直流分量消除后的所述数据Data进行联合检测算法，对其进行数据解调。

5.一种用于高阶调制直流分量处理方法的系统，其特征在于，包括：

信道估计模块，用于对接收到的数据Data中的训练序列midamble码进行信道估计，并得到信道脉冲响应CIR；

复原处理模块，利用本地midamble码与所述CIR对所述Data中的midamble码进行复原；

直流分量计算模块，依据接收到的所述midamble码与复原后的所述midamble码进行直流分量的计算；

直流分量消除模块，用于利用所述直流分量的计算值对整个时隙的所述Data进行直流分量消除。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述复原处理模块中，包括：

降噪模块，用于对所述CIR中的抽样响应h进行降噪处理，得到降噪结果h_pp；

复原模块，利用所述h_pp与本地midamble码，对所述接收数据Data中的原midamble码进行复原。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述直流分量计算模块中，包括：

错误向量计算模块，用于依据接收到的所述原midamble码与复原后的所述midamble码计算错误向量；

计算模块，进行使用所述错误向量进行直流分量的计算，得到直流分量值。

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