CN104380609B - 一种直流消除方法、装置和接收机 - Google Patents

Abstract

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。

Description

一种直流消除方法、装置和接收机

技术领域

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、装置和接收机，降低DC对接收机性能的影响。

背景技术

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。

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。

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0mv时，JD之后的信号在星座图中的分布如图1a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1b所示。结合图1a和图1b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。

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。

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。

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。

然而上述的方案至少存在如下的缺点：

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。

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0.3mv)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。

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。

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

本发明实施例公开了一种DC消除方法、装置和接收机，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。

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。

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。

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。

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。

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。

附图说明

图1a和图1b分别为DC的幅值为0mv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；

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；

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；

图4为本发明实施例的DC消除方法的流程示意图；

图5为本发明实施例的一种菱形星座图的示意图；

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；

图7为本发明实施例的DC消除装置的结构示意图；

图8为本发明实施例的接收机的结构示意图；以及

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

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。

如图4所示，本发明实施例的DC消除方法包括：

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；

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，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

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。

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。

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0的码片的数量的差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。

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。

具有DC的无线通信系统的模型如方程(1)所示：

$Y=S\⊗H+n+I_{DC}---\left(1\right)$

其中：

Y为接收机接收到的数据矢量，表示为{y₁,y₂,...,y_N1+N2-1}；

S为发送端发送的数据矢量，表示为{s₁,s₂,...,s_N1}；

H为信道冲击响应，表示为{h₁,h₂,...,h_N2}；

n为加性白高斯噪声，表示为{n₁,n₂,...,n_N1+N2-1}；并且

I_DC为DC矢量，表示为{i_DC,i_DC,...,i_DC}；

则方程1可以重新描述为方程(2)：

$y_i=\underset{k=-\mathrm{\∞}}{\overset{+\mathrm{\∞}}{\Σ}}{s}_k{h}_{k-i}+n_i+i_{DC},i=1,2,\mathrm{...},N1+N2-1---\left(2\right)$

对方程(2)两边取期望值，可以得到方程(3)如下：

$E\left(y_i\right)E(\underset{k=-\mathrm{\∞}}{\overset{+\mathrm{\∞}}{\Σ}}{s}_k{h}_{k-i}+n_i+i_{DC})E\left(s_i\right)\underset{k=-\mathrm{\∞}}{\overset{+\mathrm{\∞}}{\Σ}}{h}_{k-i}+E\left(n_i\right)+i_{DC}=E\left(s_i\right)\underset{k=-\mathrm{\∞}}{\overset{+\mathrm{\∞}}{\Σ}}{h}_{k-i}+i_{DC}---\left(3\right)$

即：

$i_{DC}=E\left(y_i\right)-E\left(s_i\right)\underset{k=-\mathrm{\∞}}{\overset{+\mathrm{\∞}}{\Σ}}{h}_{k-i}---\left(4\right)$

在现有技术的DC消除方案中，认为发送端发送的数据矢量的期望值为0，因此，方程(4)可以重新描述为如下的方程(5)：

i_DC＝E(y_i)(5)

然而，由于发送端发送的数据并不是均匀分布(在此，所谓的均匀分布为分布于星座图的第一象限和第二象限的码片的数量之和等于分布于星座图的第三象限和第四象限的码片的数量之和，且分布于星座图的第一象限和第四象限的码片的数量之和等于分布于星座图的第二象限和第三象限的码片的数量之和)，因此E(s_i)并不等于0，所以现有技术的DC消除方案并不准确，利用现有技术的DC消除方案进行DC消除后的码片中残留的DC相对较大，无法满足高速率数据业务的需求。

与此相比较，在本发明具体实施例的技术方案中，在利用现有技术进行DC消除之后，进一步从中选择在星座图中分布均匀性满足要求的码片来计算第二个DC估计结果，并利用该DC估计结果对第一次DC消除后的码片进行第二次DC消除。由于用于计算第二个DC估计结果的码片在星座图中分布均匀性较现有技术为佳，因此相对于现有技术而言，E(s_i)更加接近0。因此，利用本发明实施例的方法得到的第二个DC估计结果更加准确，也就使得码片中残留的DC相对较小，能够满足高速率数据业务的需求。相关的结果请参考后续的仿真结果。

在本发明的具体实施例中，从第三码片序列中选择的码片组成的第四码片序列中，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低于第二预设门限，是为了保证用于计算第二个DC估计结果的码片尽可能在星座图中分布均匀，以便于得到更加准确的DC估计结果。但实际情况下，考虑到传输过程中的相位旋转和DC因素，则发送端发送的码片原来位于A象限，而接收端接收到的码片可能位于B象限，如原始处于第一象限的码片在接收端可能位于第二象限或第四象限。

考虑到上述的因素，为了使得选择的码片能够更加准确的体现其原始所在的象限，在本发明的具体实施例中，上述的“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”的步骤具体包括：

步骤4021，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；

步骤4022，从删除与星座图坐标轴的距离小于预设门限的码片后剩余的码片组成的码片序列中选择部分码片或全部码片，并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所述第二平均值。

通过上述的处理步骤，删除了那些有可能在传输过程中所处象限发生改变的码片，使得最终选择的码片能够更加准确的体现其所在象限，因此最终选择的码片组成的第四码片序列中码片的象限分布更加符合发送端的真实情况。因此保证计算出的DC估计结果更加准确。

在本发明的具体实施例中，该预设门限可以根据需要选定；如当可用码片较多时，可以将该预设门限设置稍大，而当可用码片较少时，预设门限设置小一些。如信道条件较差时，发生码片所在的象限发生变化的可能性越大，则可以将该预设门限设置稍大；否则可以将预设门限设置小一些。

当然，以上仅仅是可能确定预设门限的两个因素，本发明具体实施例并不限定该预设门限的设置。

在进行第一次DC估计及DC消除之后，已经可以利用第一次DC消除之后的码片中的训练序列(Midamble码)进行信道估计，随后确定相位偏移；此时可以对第一次DC消除之后的码片序列进行相位偏移纠正，使得用于第二次DC消除的码片尽可能处于原始所在的象限，使得选择的码片能够更加准确的体现其原始所在的象限。

基于以上的考虑，在本发明实施例的DC消除方法中，上述的“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”的步骤具体包括：

步骤4023，从所述第三码片序列中选择出Midamble码所在的码片；

步骤4024，基于Midamble码所在的码片进行信道估计，确定相位偏移；

步骤4025，利用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

步骤4026，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，并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，得到所述第二平均值。

当然，上述的相位纠正和码片删除可以独立应用，也可以同时应用。在二者同时应用时，上述的“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”的步骤具体包括：

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，确定相位偏移；

利用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；

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

从删除与星座图坐标轴的距离小于预设门限的码片后剩余的码片组成的码片序列中选择部分码片或全部码片，并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，得到所述第二平均值。

通过上述的各种方案，都能够使接收端接收到的码片尽可能位于准确的位置，也就降低了由于传输过程中由于各种因素带来的码片所处象限发生变化对最终的第四码片序列中的码片的均匀性的影响，提高了第二次DC估计结果的准确性。

现有可供利用的星座图包括菱形星座点分布和方形星座点分布，其中菱形星座点分布如图5所示。

如图5所示的菱形星座图中，在星座图的两个坐标轴上分布了大量的星座点。因此接收端接收到码片中也存在大量的码片位于星座图的坐标轴附近；在这种情况下，如果删除与星座图坐标轴的距离小于预设门限的码片，则会导致大量的码片会被删除，因此就会导致后续用于计算DC估计结果的可用码片减少，减低DC估计结果的精度。

为了保证尽可能的有用码片不被删除，在采用菱形星座图时，在本发明具体实施例的方法中，先对所有码片进行一定角度的旋转，然后再进行上述的相位纠正、码片删除等操作。

在这种方式下，在本发明实施例的DC消除方法中，当星座图为菱形星座图时，上述的“从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”的步骤具体包括：

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，确定相位偏移；

利用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θ；

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

从删除与星座图坐标轴的距离小于预设门限的码片后剩余的码片组成的码片序列中选择部分码片或全部码片，并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，得到所述第二平均值。

通过上述的相位旋转可以使得尽可能多的码片得到保留，由此提高了第二次DC估计结果的准确度。

当然，在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，得到第五码片序列时，由于在之前码片序列旋转一个角度θ，因此计算得到的DC估计结果也就旋转了角度θ，在最终进行DC消除时，需要从接收矢量中减去该第二平均值方向旋转-θ后得到的矢量，由此得到最终的结果。

在本发明的具体实施例中，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低于第二预设门限。

上述的第一预设门限和第二预设门限可以根据需要选择，只要第一预设门限小于第三码片序列中实部大于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，且第二预设门限小于第三码片序列中虚部大于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，即可改善DC消除的效果。

当然，在本发明的具体实施例中，如果第四码片序列中的码片中，实部大于0的码片的数量等于实部小于0的码片的数量，虚部大于0的码片的数量等于虚部小于0的码片的数量，即可达到最好的效果。

一种比较简单的码片数量确定方案如下：

首先确定码片序列中的码片在哪一个象限的数量最少，假定该数量为M；

然后每个象限选择的码片数量都设置为M即可。

之前提到，由于码片有限，而用于计算第二平均值的码片数量越少，则结果反映真实DC的准确度越低。因此有必要提高用于计算第二平均值的码片数量。

以下对本发明具体实施例中提供的一种能够选择最多码片，且保证实部大于0的码片的数量等于实部小于0的码片的数量，虚部大于0的码片的数量等于虚部小于0的码片的数量的方法具体说明如下。

首先，获取码片序列X(该码片序列可以是第三码片序列，也可以是对第三码片序列执行相位偏移纠正后得到的码片序列，还可以是对第三码片序列执行码片删除后得到的码片序列，……)中在四个象限中分布的码片数量，其中，分布于第一象限、第二象限、第三象限和第四象限的码片数量分别为area_num[0]、area_num[1]、area_num[2]和area_num[3]；

其次，定义两个参数delta_x和delta_y，其中：

delta_x＝area_num[0]+area_num[1]-area_num[2]-area_num[3]；

delta_y＝area_num[0]+area_num[2]-area_num[1]-area_num[3]；

再次，计算第i象限需要删除的码片数量delete_num[i-1]，下面针对delta_x和delta_y的不同情况分别说明如下。

1.delta_x>delta_y>0

delete_num[0]＝(delta_x+delta_y)/2，delete_num[1]＝(delta_x-delta_y)/2

2.delta_y>delta_x>0

delete_num[0]＝(delta_x+delta_y)/2，delete_num[2]＝(delta_{_}y-delta_x)/2

3.delta_x>-delta_y>0

delete_num[1]＝(delta_x-delta_y)/2，delete_num[0]＝(delta_x+delta_y)/2

4.-delta_y>delta_x>0

delete_num[1]＝(delta_x-delta_y)/2，delete_num[3]＝(-delta_x-delta_y)/2

5.delta_y>-delta_x>0

delete_num[2]＝(-delta_x+delta_y)/2，delete_num[0]＝(delta_y+delta_x)/2

6.-delta_x>delta_y>0

delete_num[2]＝(-delta_x+delta_y)/2，delete_num[3]＝(-delta_x-delta_y)/2

7.delta_x<delta_y<0

delete_num[3]＝(-delta_x-delta_y)/2,delete_num[2]＝(-delta_x+delta_y)/2；

8.delta_y<delta_x<0

delete_num[3]＝(-delta_x-delta_y)/2,delete_num[1]＝(-delta_y+delta_x)/2；

9.delta_x＝0，delta_y>0

delete_num[0]＝delta_y/2；delete_num[2]＝delta_y/2；

10.delta_x＝0，delta_y<0

delete_num[1]＝-delta_y/2；delete_num[3]＝-delta_y/2；

11.delta_x>0，delta_y＝0

delete_num[0]＝delta_x/2；delete_num[1]＝delta_x/2；

12.delta_x<0，delta_y＝0

delete_num[2]＝-delta_x/2；delete_num[3]＝-delta_x/2。

在本发明的具体实施例中，优先删除功率最大的码片删除。

下面以菱形星座图为例对本发明实施例的方法的一种具体实现过程说明如下。

如图6所示，本发明实施例的方法包括：

步骤601，获取时隙中的码片组成的码片序列S1＝{s₁,s₂,...,s₈₆₄}；

步骤602，从码片序列S1中选择部分码片或全部码片计算一平均值s_{ave_coarse}；

步骤603，利用s_{ave_coarse}进行第一次DC消除，得到S2如下；

$S2=\{{\tilde{s}}_1,{\tilde{s}}_2,\mathrm{...},{\tilde{s}}_{864}\}=\{s_1-S_{ave\_coarse},S_2-S_{ave\_coarse},\mathrm{...},S_{864}-S_{ave\_coarse}\}$

至此，第一次DC消除后的码片序列S2中的残留DC已经降低到一个相对较小的数值，但其还无法满足高速率数据业务的需求，因此接下来进行第二次DC消除；

步骤604，从S2中选择Midamble码，基于Midamble码所在的码片进行信道估计，确定相位偏移如下：

$\mathrm{\&theta;}=\arctan \left(\frac{imag\left({\stackrel{\&OverBar;}{h}}_{\max }\right)}{real\left({\stackrel{\&OverBar;}{h}}_{\max }\right)}\right)$

其中，为信道估计结果的所有信道估计窗中的最大径的平均值。

步骤605，从码片序列S2选择部分码片或全部码片，对选择的码片旋转-θ+45°(当然也可以是-θ-45°或者其他角度)，得到码片序列S3；

步骤606，从相位旋转后的码片序列S3中删除那些与星座图的坐标轴之间的距离小于预设门限ε的码片，得到码片序列S4；

在本步骤中会删除实部或者虚部的绝对值小于ε的码片。

步骤607，根据码片序列S4中的码片的象限分布情况，确定每个象限需要删除的码片数量；

如何确定每个象限需要删除的码片数量已经在前面进行了详细描述，在此不作进一步详细描述。

步骤608，依据步骤607的计算结果从码片序列S4中分别删除对应的码片，得到码片序列S5；

步骤609，计算码片序列S5中的码片的平均值

步骤610，从S2中减去上述的最终得到DC消除后的码片序列S6如下：

$S6=\{{\tilde{s}}_1-{\tilde{s}}_{ave\_fine}{e}^{\mathrm{\&pi;}j/4},{\tilde{s}}_2-{\tilde{s}}_{ave\_fine}{e}^{\mathrm{\&pi;}j/4},\mathrm{...},{\tilde{s}}_{864}-{\tilde{s}}_{ave\_fine}{e}^{\mathrm{\&pi;}j/4}\}$

本发明实施例还提供了一种DC消除装置，如图7所示包括：

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；以及

第二DC消除模块，从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，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消除操作以得到第五码片序列；其中，在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，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。

在本发明的具体实施例中，当在所述第四码片序列中的码片中，实部大于0的码片的数量等于实部小于0的码片的数量，虚部大于0的码片的数量等于虚部小于0的码片的数量时，能够得到最好的效果。

为了进一步提高DC估计的精度，在本发明的具体实施例中，可以采用多种方式来提高第四码片序列中的码片所在象限的准确性，说明如下。

在方式一中，该第二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得到所述第四码片序列。

在方式二中，该第二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，在确定相位偏移之后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得到所述第四码片序列。

当然，上述的相位偏移纠正和码片删除可以同时用于提高第四码片序列中的码片所在象限的准确性。

当星座图为菱形星座图时，如果进行上述的删除，将会删除大量的有用数据；因此，在这种情况下，该第二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θ；

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得到所述第四码片序列。

在本发明的具体实施例中，选择部分码片得到所述第四码片序列的时候，优先删除功率较大的码片。

本发明实施例同时还提供了一种利用上述的DC消除装置的接收机，如图8所示包括：

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；

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得到第二平均值，并利用所述第二平均值对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；其中，在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，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。

提取模块，用于从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第五码片序列进行均衡处理。

为了进一步提高DC估计的精度，在本发明的具体实施例中，可以采用多种方式来提高第四码片序列中的码片所在象限的准确性，说明如下。

在方式一中，该第二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得到所述第四码片序列。

在方式二中，该第二DC消除模块包括：

纠正单元，用于根据信道估计模块得到的相位偏移结果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得到所述第四码片序列。

当然，上述的相位偏移纠正和码片删除可以同时用于提高第四码片序列中的码片所在象限的准确性。

当星座图为菱形星座图时，如果进行上述的删除，将会删除大量的有用数据；因此，在这种情况下，该第二DC消除模块包括：

纠正单元，用于根据信道估计模块得到的相位偏移结果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θ；

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得到所述第四码片序列。

在本发明的具体实施例中，选择部分码片得到所述第四码片序列的时候，优先删除功率较大的码片。

与已有的DC消除方法相比，本发明实施例的方法能够降低码片中的残留DC，提高系统吞吐量。下面对图6所示的方法为基础进行仿真的结果进行描述，以便于更好的理解本发明实施例的有益效果。

仿真1

对3.6MHSPA+业务进行仿真，其中仿真条件如下表所示：

在上述仿真条件下，设置步骤606中的并利用接收到的码片中的前512个码片进行DC估计，其中power(S3)代表码片序列S3的功率。取S3＝{a₁+b₁j,a₂+b₂j,……,a_n+b_nj}为例，则 $power\left(S3\right)=$ $\left({\mathrm{\&Sigma;}}_{i=1}^n\right(a_i^2+b_i^2\left)\right)/n.$

上述仿真条件下的仿真结果如图9所示。从图9可以发现，参考没有DC消除措施时的系统吞吐量与DC之间的关系曲线可以发现，本发明实施例的方法能够降低残留DC的幅值到小于0.2mv的水平(现有技术的DC消除方案中残留DC的幅值大于0.35mv左右)，相对于现有技术的DC消除方法，本发明实施例的方法可以提升至少1.6Mbps的吞吐量。

仿真2

对2.8MHSPA+业务进行仿真，其中仿真条件如下表所示：

在上述仿真条件下，设置步骤606中的并利用接收到的码片中的前512个码片进行DC估计。

上述仿真条件下的仿真结果如图10所示。从图10可以发现，参考没有DC消除措施时的系统吞吐量与DC之间的关系曲线可以发现，本发明实施例的方法能够降低残留DC的幅值到小于0.2mv的水平(现有技术的DC消除方案中残留DC的幅值大于0.3mv左右)，相对于现有技术的DC消除方法，本发明实施例的方法可以提升至少600Kbps的吞吐量。

仿真3

对2.2MHSPA+业务进行仿真，其中仿真条件如下表所示：

在上述仿真条件下，设置步骤606中的并利用接收到的码片中的前512个码片进行DC估计。

上述仿真条件下的仿真结果如图11所示。从图11可以发现，参考没有DC消除措施时的系统吞吐量与DC之间的关系曲线可以发现，本发明实施例的方法能够降低残留DC的幅值到小于0.25mv的水平(现有技术的DC消除方案中残留DC的幅值大于0.3mv左右)，相对于现有技术的DC消除方法，本发明实施例的方法可以提升至少500Kbps的吞吐量。

同时，本发明具体实施例的方法仅仅需要另外增加一个DC消除单元，因此实现简单。

根据本发明具体实施例的方法可以通过软件和/或硬件方式来实现。因此，根据本发明具体实施例的DC消除方法可以通过诸如通用处理器、信号处理器等处理设备来实现。计算机程序包括存储在可读介质中的程序代码。程序代码可以被加载到处理器中并被该处理器所执行以实施上述方法。

Claims (17)

1.一种直流(DC)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0的码片的数量等于实部小于0的码片的数量，并且虚部大于0的码片的数量等于虚部小于0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θ；

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.根据权利要求4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。

8.根据权利要求5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。

9.一种直流(DC)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。

10.根据权利要求9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0的码片的数量，并且虚部大于0的码片的数量等于虚部小于0的码片的数量。

11.根据权利要求9或10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。

12.根据权利要求9或10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。

13.根据权利要求9或10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。

14.根据权利要求11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。

15.根据权利要求12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。

16.根据权利要求13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。

17.一种接收机，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；

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。