CN107276954A - 一种基带信号处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基带信号处理方法及装置，其中方法包括：获取到基带原始信息，对所述基带原始信息进行初始处理得到初始处理后的基带原始信息；对所述初始处理后的基带原始信息进行多址编码处理得到至少一个符号；将多址编码得到的所述符号映射到至少一个传输层，对映射到所述至少一个传输层的所述符号进行预编码，以完成对所述基带原始信号的频域处理。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域中的多址编码技术，尤其涉及一种基带信号处理方法及装置。
背景技术
目前，现有技术在LTE/LTE-A系统中对原始信息的处理过程可以包括：对初始信息中的比特进行信道编码、速率匹配等处理得到传输块中的至少一个码字；然后对至少一个码字进行加扰以及调制得到复值调制符号；将所述调制符号映射成至少一个传输层，对所述至少一个传输层的复制调制符号进行空间预编码处理；将预编码处理后得到的复制调制符号映射到资源单元上；并为每个天线端口产生时域多载波调制(OFDM)符号。上述方案提供的LTE/LTE-A系统中的多址技术属于正交的多址技术，但是，在未来的通信系统的应用场景中可能会更加的多样化，比如，支持物联网的场景等等，因此，如何提升系统的总的吞吐量与谱效率是未来通信系统所要关注的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基带信号处理方法及装置，能至少解决现有技术中存在的上述问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供了一种基带信号处理方法，所述方法包括：
获取到基带原始信息，对所述基带原始信息进行初始处理得到初始处理后的基带原始信息；
对所述初始处理后的基带原始信息进行多址编码处理得到至少一个符号；
将多址编码得到的所述符号映射到至少一个传输层，对映射到所述至少一个传输层的所述符号进行预编码，以完成对所述基带原始信号的频域处理。
本发明实施例提供了一种基带信号处理装置，包括：
初始处理单元，用于获取到基带原始信息，对所述基带原始信息进行初始处理得到初始处理后的基带原始信息；
多址接入编码单元，用于对所述初始处理后的基带原始信息进行多址编码处理得到至少一个符号；
层映射及预编码单元，用于将多址编码得到的所述符号映射到至少一个传输层，对映射到所述至少一个传输层的所述符号进行预编码，以完成对所述基带原始信号的频域处理。
本发明实施例提供了基带信号处理方法及装置，就能够在现有技术中提供给的基带信号的频域处理进行层映射处理之前，增加多址编码处理得到处理后的频域信号。如此，使得本方案在能够满足未来通信系统，比如5G通信系统设计需求的基础上，方便于未来5G发射机架构的统一设计与灵活使用。
附图说明
图1为本发明实施例基带信号处理方法流程示意图；
图2a为本发明实施例多址接入方式及其选取处理方式示意图；
图2b为本发明实施例适用的多址接入场景列表示例图；
图3为现有技术中基带信号处理方式示意图；
图4为本发明实施例基带信号处理装置组成结构示意图；
图5为本发明实施例基带信号处理逻辑示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
实施例一、
本实施例提供了一种基带信号处理方法，如图1所示，包括：
步骤101：获取到基带原始信息，对所述基带原始信息进行初始处理得到初始处理后的原始信息；
步骤102：对所述初始处理后的基带原始信息进行多址编码处理得到至少一个符号；
步骤103：将多址编码得到的所述符号映射到至少一个传输层，对映射到所述至少一个传输层的所述符号进行预编码，以完成对所述基带原始信号的频域处理。
本实施例提供的场景可以应用于基站，所述基带原始信息可以为源信息，也就是说在通信场景中源端需要发送给对端的信源信息。
上述处理流程中，所述初始处理可以至少包括有以下流程：对所述基带原始信息进行信道编码、速率匹配以及加扰处理。
其中，所述信道编码可以包括有纠错编码等；所述加扰处理可以为利用伪随机码进行加扰，具体方式本实施例中不做限制。
上述步骤102中，所述对所述初始处理后的基带原始信息进行多址编码处理以得到至少一个符号，可以包括以下两种域的处理：
对所述初始处理后的基带原始信息进行比特域的多址接入编码处理；
对进行比特域的多址接入编码处理后的信息进行符号域的多址编码处理得到至少一个符号。
下面分别针对上述比特域以及符号域两种多址接入编码处理进行说明：
所述对所述初始处理后的基带原始信息进行比特域的多址接入编码处理，包括：
根据不同的多址接入方式确定不同的预设矩阵，并基于不同的预设矩阵对所述初始处理后的基带原始信息进行比特交织处理。
需要说明的是，本实施例中所述进行比特交织处理的信息与现有技术进行信息的交织处理是不同的，现有技术中进行交织为针对某一个用户的信源信息执行的交织处理，换句话说，本实施例中提供的方式可以为针对多个用户共同信息组成的基带初始信息中的比特进行交织处理。
其中，所述基于预设矩阵对所述初始处理后的基带原始信息进行比特交织中的所述预设矩阵，可以为根据实际情况设置，比如，可以包括以下至少之一：单位矩阵(Identity matrix)、受限的交换矩阵(Constraint permutationmatrix)、交换矩阵(Permutation matrix)。
其中，所述单位矩阵或交换矩阵分别指的是非独立/独立的映射方式，比如：目前3GPP MUST研究中提出的类型1交织器，其每个用户的编码比特被映射到调制符号，而不用考虑与其配对用户的比特/符号信息，这种映射方式成为独立映射，否则为非独立映射(对应交织器为某种交换矩阵)。
其中，所述受限的交换矩阵指的是一种非完全独立的映射方式。被映射的比特或者符号需要满足一定的条件，比如：来自相同用户的比特需要相邻。
其中，所述初始处理后的基带原始信息可以为完成加扰之后的基站原始信息。
比如，参见图2a，当多址接入方式为正交多址(OMA)时，确定采用单位矩阵进行交织处理；当多址接入方式为非正交多址(NOMA)时，并且为NOMA中的多用户复用传输模式(MUST cat)1、稀疏码多址接入(SCMA，Sparse Code Multiple Access)、图分多址(PDMA，Pattern Division MultipleAccess)方式，采用单位矩阵进行交织处理；当多址接入方式为NOMA中的MUST cat2时，采用受限的交换矩阵(Constraint permutation matrix)进行交织处理；当多址接入方式为NOMA中的MUST Cat 3时，采用交换矩阵进行交织处理。
进一步地，上述对进行比特域的多址接入编码处理后的信息进行符号域的多址编码处理得到至少一个符号，具体可以包括：
对比特域的多址接入编码处理后的信息进行以下至少一种符号域处理以完成多址编码，得到多址编码后的至少一个符号：
星座优化映射处理；
因子图设计处理；
多址复用域资源映射处理。
所述星座优化映射处理包括：根据不同的多址接入方式选取不同的星座映射方式并对信息进行映射处理；
所述因子图设计处理包括：基于不同的多址接入方式选取不同的因子图，并基于选取的因子图对完成映射处理的信息进行处理，其中，所述因子图可以包括以下几种之一：单位矩阵、稀疏矩阵；
所述多址复用域资源映射包括：基于不同的多址接入方式确定选取至少一个目标域，并基于选取的目标域对完成因子图处理的信息执行映射处理得到至少一个符号。
其中，所述星座优化映射处理可以包括以下几种之一：基于格雷映射的原有星座映射(Gray-mapped legacy constellation)、基于非格雷映射的叠加星座映射(non-Gray-mapped superposed constellation)、基于格雷映射的叠加星座映射(Gray-mapped superposed constellation)、联合优化(多维星座映射)(joint optimization)、原有星座映射(legacy modulation)。具体可以参见图2a可以根据不同的多址接入方式选取不同的星座映射方式。
同样参见图2a，基于不同的多址接入方式可以选取不同的因子图，其中，所述因子图可以包括以下几种之一：单位矩阵、稀疏矩阵。
其中，所述单元矩阵参见本实施例中前述说明，这里不再进行赘述。
所述稀疏矩阵，在不同多址方案中的元素可能不同，比如：在SCMA和PDMA方案中，稀疏矩阵的元素为“0”或者“1”，而在MUSA方案中稀疏矩阵的元素还可以为“-1”。
参见图2a，多址复用域资源映射处理可以针对多个域进行映射处理，比如，所述多个域可以包括以下至少之一：时域、频域、码域、功率、比特等。具体的，可以基于不同的多址接入方式确定选取目标域进行映射处理。
需要说明的是，本实施例中所述对映射到所述至少一个传输层的所述符号进行预编码之后，所述方法还包括时域中的处理方式，具体包括：
将所述符号映射到资源单元，并为每个天线端口产生时域多载波调制符号。
其中，所述符号可以为完成预编码处理之前得到的复值调制的符号，其中，所述复值调制可以为QPSK、PSK等调制方式，这里不一一列举。
具体的可以为：把每个天线端口的复值调制符号映射到资源单元上；为每个天线端口产生时域多载波调制(OFDM)或者基于滤波器组的多载波调制符号。
其中，所述资源单元可以为包括有时域以及频域两种维度的资源单元。进一步地，具体的将所述符号映射至哪一个资源单元可以基于资源单元的图样进行处理。
另外，可以理解的是，本实施例提供的技术能够适用于图2b中所示的多种非正交多址技术场景，比如，可以有BDM、MUSA、SPC-NOMA、PDMA、RSMA等。
可见，对比图3中提供的现有技术的处理框图，其中，包括有针对调制符号的层映射、空域编码以及资源单元映射正交频分复用(OFDM)调制等处理过程，相应的，在接收到信息并解调时，具备有OFDM解调、RE解析、信道估计、空域解析以及层映射解析最终执行解调符号的处理，与该处理流程相比，可以看出本实施例能够在进行层映射处理之前，增加交织以及多址编码处理，得到处理后的频域信号。如此，既可以融合现有3GPP已经讨论的非正交多址技术、也可以包括未来基于稀疏码的非正交多址技术方案，使得本方案能够满足未来通信系统，比如5G通信系统设计需求的基础上，方便于未来5G发射机架构的统一设计与灵活使用。
实施例二、
本实施例提供了一种基带信号处理装置，如图4所示，包括：
初始处理单元41，用于获取到基带原始信息，对所述基带原始信息进行初始处理得到初始处理后的基带原始信息；
多址接入编码单元42，用于对所述初始处理后的基带原始信息进行多址编码处理得到至少一个符号；
层映射及预编码单元43，用于将多址编码得到的所述符号映射到至少一个传输层，对映射到所述至少一个传输层的所述符号进行预编码，以完成对所述基带原始信号的频域处理。
本实施例提供的装置可以设置在基站中，所述基带原始信息可以为源信息，也就是说在通信场景中源端需要发送给对端的具体信息。
上述处理流程中，所述初始处理单元41，具体用于对所述基带原始信息进行信道编码、速率匹配以及加扰处理。
其中，所述信道编码可以包括有纠错编码等；所述加扰处理可以为利用伪随机码进行加扰，具体方式本实施例中不做限制。
所述多址接入编码单元42，包括：
比特域的多址编码子单元421，用于对所述初始处理后的基带原始信息进行比特域的多址接入编码处理；
符号域的多址编码子单元422，用于对进行比特域的多址接入编码处理后的信息进行符号域的多址编码处理得到至少一个符号。
比特域的多址编码子单元421，用于根据不同的多址接入方式确定不同的预设矩阵，并基于不同的预设矩阵对所述初始处理后的基带原始信息进行比特交织处理。
所述基于预设矩阵对所述初始处理后的基带原始信息进行比特交织中的所述预设矩阵，可以为根据实际情况设置，比如，可以包括以下至少之一：单位矩阵(Identity matrix)、受限的交换矩阵(Constraint permutation matrix)、交换矩阵(Permutation matrix)。
其中，所述单位矩阵或交换矩阵分别指的是非独立/独立的映射方式，比如：目前3GPP MUST研究中提出的类型1交织器，其每个用户的编码比特被映射到调制符号，而不用考虑与其配对用户的比特/符号信息，这种映射方式成为独立映射，否则为非独立映射(对应交织器为某种交换矩阵)。
其中，所述受限的交换矩阵指的是一种非完全独立的映射方式。被映射的比特或者符号需要满足一定的条件，比如：来自相同用户的比特需要相邻。
比如，参见图2a，当多址接入方式为正交多址(OMA)时，确定采用单位矩阵进行交织处理；当多址接入方式为非正交多址(NOMA)时，并且为NOMA中的多用户复用传输模式(MUST cat)1、稀疏码多址接入(SCMA，Sparse Code Multiple Access)、图分多址(PDMA，Pattern Division MultipleAccess)方式，采用单位矩阵进行交织处理；当多址接入方式为NOMA中的MUST cat2时，采用受限的交换矩阵(Constraint permutation matrix)进行交织处理；当多址接入方式为NOMA中的MUST Cat 3时，采用交换矩阵进行交织处理。
所述符号域的多址编码子单元422，用于对比特域的多址接入编码处理后的信息进行以下至少一种符号域处理以完成多址编码，得到多址编码后的至少一个符号：
星座优化映射处理；
因子图设计处理；
多址复用域资源映射。
进一步地，所述符号域的多址编码子单元422，具体包括：
星座映射子单元4221，用于根据不同的多址接入方式选取不同的星座映射方式并对信息进行映射处理；
因子图处理子单元4222，用于基于不同的多址接入方式选取不同的因子图，并基于选取的因子图对完成映射处理的信息进行处理，其中，所述因子图可以包括以下几种之一：单位矩阵、稀疏矩阵；
映射子单元4223，用于基于不同的多址接入方式确定选取至少一个目标域，并基于选取的目标域对完成因子图处理的信息执行映射处理得到至少一个符号。
其中，所述星座优化映射处理可以包括以下几种之一：基于格雷映射的原有星座映射(Gray-mapped legacy constellation)、基于非格雷映射的叠加星座映射(non-Gray-mapped superposed constellation)、基于格雷映射的叠加星座映射(Gray-mapped superposed constellation)、联合优化(多维星座映射)(joint optimization)、原有星座映射(legacy modulation)。具体可以参见图2a可以根据不同的多址接入方式选取不同的星座映射方式。
同样参见图2a，基于不同的多址接入方式可以选取不同的因子图，其中，所述因子图可以包括以下几种之一：单位矩阵、稀疏矩阵。
参见图2a，多址复用域资源映射处理可以针对多个域进行映射处理，比如，所述多个域可以包括以下至少之一：时域、频域、码域、功率、比特等。具体的，可以基于不同的多址接入方式确定选取目标域进行映射处理。
所述装置还包括：资源映射单元44，用于将所述符号映射到资源单元；
多载波调制单元45，用于为每个天线端口产生时域多载波调制符号。
进一步地，上述对进行比特交织后得到的信息进行多址编码处理得到多址编码后的至少一个符号，具体可以包括：
其中，所述符号可以为完成预编码处理之前复值调制的符号，其中，所述复值调制可以为QPSK、PSK等调制方式，这里不一一列举。
具体的可以为：把每个天线端口的复值调制符号映射到资源单元上；为每个天线端口产生时域多载波调制(OFDM或者基于滤波器组的多载波调制)符号。
其中，所述资源单元可以为包括有时域以及频域两种维度的资源单元。进一步地，具体的将所述符号映射至哪一个资源单元可以基于资源单元的图样进行处理。
结合图5给出的处理逻辑示意进行进一步说明，可以包括：首先对源数据进行信道编码、速率匹配以及扰码等处理，将处理得到的信号进行交织，然后执行多址接入单元中的三种处理，具体包括星座映射子单元的映射处理、因子图处理子单元的处理以及映射子单元的处理，最终将信号映射至至少一个目标域，比如可以包括时域/频域/码域/空域等等；
然后了多址接入单元的处理之后，对得到的符号进行层映射，并且对符号进行复值调制，比如QPSK的调制，并对调制后的符号进行预编码；
完成预编码之后进行时域处理，具体可以为将预编码之后得到的符号映射到资源单元中并且为每个天线端口产生时域多载波调制符号，最终发送符号至接收端；具体的，接收端通过接收器接收所述符号。
可见，对比图3中提供的现有技术的处理框图，其中，包括有针对调制符号的层映射、空域编码以及资源单元映射正交频分复用(OFDM)调制等处理过程，相应的，在接收到信息并解调时，具备有OFDM解调、RE解析、信道估计、空域解析以及层映射解析最终执行解调符号的处理，与该处理流程相比，可以看出本实施例能够在进行层映射处理之前，增加交织以及多址编码处理，得到处理后的频域信号。如此，既可以融合现有3GPP已经讨论的非正交多址技术、也可以包括未来基于稀疏码的非正交多址技术方案，使得本方案能够满足未来通信系统，比如5G通信系统设计需求的基础上，方便于未来5G发射机架构的统一设计与灵活使用。
本发明实施例所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、网络设备、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种基带信号处理方法，其特征在于，所述方法包括：
获取到基带原始信息，对所述基带原始信息进行初始处理得到初始处理后的基带原始信息；
对所述初始处理后的基带原始信息进行多址编码处理得到至少一个符号；
将多址编码得到的所述符号映射到至少一个传输层，对映射到所述至少一个传输层的所述符号进行预编码，以完成对所述基带原始信号的频域处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述初始处理后的基带原始信息进行多址编码处理得到至少一个符号，包括：
对所述初始处理后的基带原始信息进行比特域的多址接入编码处理；
对进行比特域的多址接入编码处理后的信息进行符号域的多址编码处理得到至少一个符号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述初始处理后的基带原始信息进行比特域的多址接入编码处理，包括：
根据不同的多址接入方式确定不同的预设矩阵，并基于不同的预设矩阵对所述初始处理后的基带原始信息进行比特交织处理。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述对进行比特域的多址接入编码处理后的信息进行符号域的多址编码处理得到至少一个符号，包括：
对比特域的多址接入编码处理后的信息进行以下至少一种符号域处理以完成多址编码，得到多址编码后的至少一个符号：
星座优化映射处理；
因子图设计处理；
多址复用域资源映射。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述星座优化映射处理包括：根据不同的多址接入方式选取不同的星座映射方式并对信息进行映射处理；
所述因子图设计处理包括：基于不同的多址接入方式选取不同的因子图，并基于选取的因子图对完成映射处理的信息进行处理，其中，所述因子图可以包括以下几种之一：单位矩阵、稀疏矩阵；
所述多址复用域资源映射包括：基于不同的多址接入方式确定选取至少一个目标域，并基于选取的目标域对完成因子图处理的信息执行映射处理得到至少一个符号。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对对映射到所述至少一个传输层的所述符号进行预编码之后，所述方法还包括：
将所述符号映射到资源单元，并为每个天线端口产生时域多载波调制符号。
7.一种基带信号处理装置，其特征在于，包括：
初始处理单元，用于获取到基带原始信息，对所述基带原始信息进行初始处理得到初始处理后的基带原始信息；
多址接入编码单元，用于对所述初始处理后的基带原始信息进行多址编码处理得到至少一个符号；
层映射及预编码单元，用于将多址编码得到的所述符号映射到至少一个传输层，对映射到所述至少一个传输层的所述符号进行预编码，以完成对所述基带原始信号的频域处理。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述多址接入编码单元，包括：
比特域的多址编码子单元，用于对所述初始处理后的基带原始信息进行比特域的多址接入编码处理；
符号域的多址编码子单元，用于对进行比特域的多址接入编码处理后的信息进行符号域的多址编码处理得到至少一个符号。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，
所述比特域的多址编码子单元，具体用于根据不同的多址接入方式确定不同的预设矩阵，并基于不同的预设矩阵对所述初始处理后的基带原始信息进行比特交织处理。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述符号域的多址编码子单元，用于对比特域的多址接入编码处理后的信息进行以下至少一种符号域处理以完成多址编码，得到多址编码后的至少一个符号：
星座优化映射处理；
因子图设计处理；
多址复用域资源映射。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述符号域的多址编码子单元，具体包括：
星座映射子单元，用于根据不同的多址接入方式选取不同的星座映射方式并对信息进行映射处理；
因子图处理子单元，用于基于不同的多址接入方式选取不同的因子图，并基于选取的因子图对完成映射处理的信息进行处理，其中，所述因子图可以包括以下几种之一：单位矩阵、稀疏矩阵；
映射子单元，用于基于不同的多址接入方式确定选取至少一个目标域，并基于选取的目标域对完成因子图处理的信息执行映射处理得到至少一个符号。
12.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
资源映射单元，用于将所述符号映射到资源单元；
多载波调制单元，用于为每个天线端口产生时域多载波调制符号。
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