CN109076042A - 用于发送和接收多个多载波调制信号的发射器和接收器 - Google Patents

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赵兆
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Abstract

本发明涉及一种用于通过通信信道(150)将多个MCM信号发送到接收器(121)的发射器(101)，其中每个MCM信号包括多个副载波，其中所述多个副载波中的两个连续副载波定义所述频域中的载波间频率间隔，其中所述发射器(101)包括：采样器(103)，用于对所述频域中的多个采样点处的每个MCM信号进行采样，其中所述多个采样点中的两个连续采样点定义所述频域中的采样点频率间隔，并且其中所述载波间频率间隔与所述采样点频率间隔之间的比率由过采样因子K定义，其中所述过采样因子K大于1，预编码器(105)，用于基于由所述频域中的所述多个采样点的每个采样点定义的预编码矩阵，对所述频域中的所述多个采样点的每个采样点的所述多个MCM信号进行预编码，和多个发射天线(107)，用于通过所述通信信道(150)将所述多个预编码的MCM信号发送到所述接收器(121)。

Description

用于发送和接收多个多载波调制信号的发射器和接收器
技术领域
一般而言，本发明涉及无线通信领域。更具体地说，本发明涉及用于通过通信信道发送多个多载波调制信号的发射器、用于通过通信信道接收多个多载波调制信号的接收器以及相应的方法。
背景技术
诸如正交频分复用(OFDM)的多载波调制(MCM)方案已经成为现代通信系统中的主要传输技术之一。通过将MCM传输方案与发射器和接收器侧的多天线技术相结合，例如多输入多输出(MIMO)技术，蜂窝通信系统的频谱效率可以得到显着提高。
在MIMO-OFDM系统中，预编码技术已被广泛采用，以实现更高的频谱效率。在实际的FDD系统中，信道状态信息(CSI)在接收器侧被测量和量化，并被反馈回反向信道。由于反馈信道的容量限制，通常只有下采样(例如，在频域中)预编码矩阵指示符(PMI)被反馈回发射器。基于块选择性PMI，使用某些上采样滤波器基于副载波粒度对预编码矩阵进行内插。在接收器侧，应用相应的均衡来补偿包括预编码效应的有效信道。在TDD系统中，可以使用反向链路估计。
因此，在将MIMO技术与例如OFDM或具有偏移正交幅度调制的滤波器组多载波传输(FBMC/OQAM)的当前多载波传输系统进行组合时，用于预编码和均衡的块式处理被广泛应用。
第一种已知的解决方案基于用于多载波系统的量化的反馈和块式预编码/均衡。对于MIMO-OFDM系统，3GPP LTE标准TS 36.211定义了发射器将基于从由PMI指示的码本中选择的矩阵，来对每个单独的副载波执行预编码，并且将PMI向每个资源块(RB)粒度上的发射器报告，(所述RB粒度由几个副载波组成，称为(UE)选择的子带PMI)。换句话说，对于属于相同预编码子带的副载波，预编码矩阵是相同的。该过程意味着使用用于升采样的矩形形状窗口来在副载波电平上应用PMI。为了均衡，将单抽头均衡器应用于接收器上，这意味着一个均衡器因子用于补偿一个副载波上的失真。对于更普通的MCM传输，块式预编码和均衡过程的直接应用是可行的，但可能带来一些挑战。
第二种已知的解决方案基于针对MIMO-OFDM系统的基于内插的预编码和部分反馈。为了减少信道反馈量并对副载波等级应用预编码，在US 7676007中描述了针对MIMO-OFDM系统的基于内插的预编码和有限反馈。更具体地，接收器将关于CSI/波束成形矢量的一部分的信息发送到发射器。然后，所述发射器重构所有副载波的波束成形向量。这个方案可以被认为是块式处理的特例，其中块粒度是一个副载波。
块式处理方案存在两个主要缺点。
首先，块式处理不能补偿严重选择性的信道衰落。具体而言，传统的块式处理要求信道响应在一个块内保持准静态。例如，每个副载波均衡系统假设副载波电平的平坦衰落。如果最大信道延迟超过OFDM系统的循环前缀(CP)长度，则频域中的这种准静态假设不再成立，系统遭遇严重的性能下降。
其次，对于具有松弛正交性并且正交性以一些信道频谱选择性要求为条件的一般的MCM方案，块式处理导致块边界处的有效信道的不连续性，从而导致违反块边界处的正交性，如将在下文中的示例性FBMC/OQAM系统的上下文中解释的那样。如上所述，与具有复数正交性的CP-OFDM系统不同，FBMC/OQAM系统依赖于实值正交性(所谓的“松弛正交性”)。更具体地，对于相邻副载波，FBMC/OQAM通过依靠这两个副载波上信道的相似性，来获得实值正交性。换言之，假设信道在两个相邻副载波内是局部“平坦”的，则保持该正交性。然而，如果应用传统的块式预编码方案，例如上面引用的LTE标准所采用的方案，则其有效地导致块边界处的副载波之间的非平坦(不连续)信道。当在频谱资源块处在不同预编码矩阵之间切换时，两个边缘副载波之间的正交性几乎不能被保持，并且因此导致相当大的块间干扰。
MIMO处理技术由于潜在的频谱效率增益、分集增益等而被广泛应用于当前已知的通信系统中。然而，将最先进的块式MIMO处理应用于MCM系统(例如，OFDM、滤波多音调制(FMT)、FBMC/OQAM)中不能有效地处理严重的频率选择性衰落。另外，对于具有松弛正交性的系统，它引入了两个连续块的边界处的块间干扰。
因此，鉴于以上情况，需要改进的设备和方法，尤其是允许在严格的频率选择性场景中补偿MCM系统的性能退化，并且在松弛正交性的情况下缓解块式传输的块间干扰。
发明内容
本发明的目的是提供改进的装置和方法，尤其是允许在严格的频率选择情况下，补偿MCM系统的性能退化，并缓解在松弛正交性情况下块式传输的块间干扰。
前述的和其他目的通过独立权利要求的主题来实现。进一步的实现形式在从属权利要求、说明书和附图中显而易见。
根据第一方面，本发明涉及一种用于通过通信信道将多个多载波调制(MCM)信号发送到接收器的发射器，其中每个MCM信号包括多个副载波，其中多个副载波的两个连续，即相邻的副载波定义频域中的载波间频率间隔。该发射器包括采样器，用于对频域中的多个采样点处的每个MCM信号进行采样，其中多个采样点中的两个连续，即相邻采样点定义频域中的采样点频率间隔，并且其中载波间频率间隔与采样点频率间隔之间的比率由过采样因子K定义，其中过采样因子K大于1，尤其是等于或大于2的整数；预编码器，用于基于频域中的多个采样点的每个采样点定义的预编码矩阵，对频域中的多个采样点的每个采样点(即在频域中的多个采样点的每个采样点处)的多个MCM信号进行预编码；以及多个发射天线，用于通过通信信道将多个预编码的MCM信号发送到接收器。
因此，提供了一种改进的发射器，该发射器尤其允许在严格的频率选择性情况下补偿MCM系统的性能退化，并且在松弛正交性的情况下缓解块式传输的块间干扰。
在根据第一方面的发射器的第一种可能的实现形式中，采样器包括升采样器和滤波器组，用于对频域中的多个采样点处的每个MCM信号进行采样。
在根据第一方面的第一种实现形式的发射器的第二种可能的实现形式中，滤波器组是包括IFFT单元和重叠相加单元或重叠保留单元的快速卷积滤波器组，并且预编码器被设置在IFFT单元的下游和重叠相加单元或重叠保留单元的上游。
在根据第一方面的发射器的第三种可能的实现形式或其第一或第二实施方式中，预编码器用于确定预编码矩阵，该预编码矩阵基于与通信信道相关联的信道状态信息对频域中多个采样点的每个采样点的多个MCM信号进行预编码。
在根据第一方面的第三实现形式的发射器的第四可能实现形式中，预编码器用于基于从接收器接收的导频信号，来获得与通信信道相关联的信道状态信息，和/或预编码器用于响应于发送到接收器的导频信号，从接收器获得与通信信道相关联的信道状态信息。
在根据第一方面的第三或第四实现形式的发射器的第五可能实现形式中，为多个副载波(即为多个副载波频率)定义信道状态信息，并且预编码器用于确定预编码矩阵，该预编码矩阵用于通过对频域中的多个采样点处与通信信道相关联的信道状态信息进行内插，其中没有可用的信道状态信息(即没有被定义的信道状态信息)，并且通过基于频域中的多个采样点处的信道状态信息来确定频域中的多个采样点的每个采样点的预编码矩阵，对频域中的多个采样点的每个采样点的多个MCM信号进行预编码。
在根据第一方面的第五实现形式的发射器的第六可能实现形式中，预编码器用于确定预编码矩阵，该预编码矩阵用于基于由接收器提供的内插参数，尤其是过采样因子K，通过对频域中的多个采样点处与通信信道相关联的信道状态信息进行内插，其中没有信道状态信息可用，对频域中的多个采样点的每个采样点的多个MCM信号进行预编码。
在根据第一方面的发射器的第七可能实现形式或其第一或第二实现形式，预编码器用于确定预编码矩阵，该预编码矩阵用于基于由接收器提供的预编码矩阵指示符，对频域中多个采样点的每个采样点的多个MCM信号进行预编码，并且其中预编码器用于通过基于预编码矩阵指示符，从预定义的预编码矩阵组(即码本)中选择预编码矩阵，其中预定义的预编码矩阵组的每个预编码矩阵在多个副载波处被定义，并且通过对频域中的多个采样点处选择的预编码矩阵进行内插，其中预编码矩阵未被定义(即不可用)，来确定频域中的多个采样点处的预编码矩阵。
根据第二方面，本发明涉及一种用于通过通信信道从发射器接收多个MCM，即多载波调制信号的接收器，其中每个MCM信号包括多个副载波，其中多个副载波的两个连续，即相邻副载波定义频域中的载波间频率间隔，其中接收器包括：多个接收天线，用于通过通信信道接收多个MCM信号；以及均衡器，用于基于频域中多个采样点的每个采样点所定义的均衡矩阵，来均衡频域中的多个采样点的每个采样点的多个MCM信号，其中多个采样点中的两个连续的，即相邻采样点定义频域中的采样点频率间隔，并且其中载波间频率间隔与采样点频率之间的比率由过采样因子K定义，其中过采样因子K大于1，尤其是等于或大于2的整数。
因此，提供了一种改进的接收器，该接收器尤其允许在严格的频率选择性情况下补偿MCM系统的性能退化，并且在松弛正交性的情况下缓解块式传输的块间干扰。
在根据第二方面的接收器的第一种可能的实现形式中，接收器用于基于来自发射器的至少一个导频信号，向发射器提供与通信信道相关联的信道状态信息，其中信道状态信息允许发射器确定用于对频域中的多个采样点的每个采样点的多个MCM信号进行预编码的预编码矩阵。
在根据第二方面的第一种实现形式的接收器的第二种可能的实现形式中，接收器还用于向发射器提供内插参数，以对频域的多个采样点处与通信信道相关联的信道状态信息进行内插。
在根据第二方面的接收器的第三种可能的实现形式中，接收器用于基于来自发射器的至少一个导频信号来确定预编码矩阵指示符，并用于将预编码矩阵指示符提供给发射器预编码矩阵，其允许发射器通过基于预编码矩阵指示符，从预定义的预编码矩阵的组(即码本)中选择预编码矩阵，，其中预定义的预编码矩阵的组的每个预编码矩阵在多个副载波处被定义(即在多个副载波频率处被定义)，并且通过对频域中的多个采样点处的选择的预编码矩阵进行内插，其中其预编码矩阵未被定义，来确定频域中的多个采样点的每个采样点的预编码矩阵。
根据第三方面，本发明涉及一种通过通信信道向接收器发送多个多载波调制信号(即MCM)的方法，其中每个MCM信号包括多个副载波，其中多个副载波的两个连续(即相邻)副载波定义频域中的载波间频率间隔，其中方法包括：对频域中的多个采样点处的每个MCM信号进行采样，其中多个采样点中的两个连续(即相邻)采样点定义频域中采样点频率间隔，并且其中载波频率间隔与采样点频率间隔之间的比率由过采样因子K定义，其中过采样因子K大于1，尤其是等于或大于2的整数；基于在频域中的多个采样点的每个采样点定义的预编码矩阵，对频域中的多个采样点的每个采样点对多个MCM进行预编码；并且通过通信信道将多个预编码的MCM信号发送到接收器。
根据本发明的第三方面的方法可以由根据本发明的第一方面的发射器执行。根据本发明的第三方面的方法的其他特征实现形式直接源于根据本发明的第一方面的发射器的功能及其不同的实现形式。
根据第四方面，本发明涉及一种用于通过通信信道从发射器接收多个多载波调制信号(即MCM)的方法，其中每个MCM信号包括多个副载波，其中多个副载波的两个连续(即相邻)的副载波定义频域中的载波间频率间隔，其中该方法包括：通过通信信道接收多个MCM信号；并且基于频域中的多个采样点的每个采样点定义的均衡矩阵，来均衡频域中的多个采样点的每个采样点的多个MCM信号，其中多个采样点的两个连续(即相邻)的采样点定义频域中的采样点频率间隔，并且其中采样点频率间隔与载波间频率间隔之间的比率由过采样因子K定义，其中过采样因子K大于1，尤其是等于或大于2的整数。
根据本发明的第四方面的方法可以由根据本发明的第二方面的接收器执行。根据本发明的第四方面的方法的其他特征直接源自根据本发明的第二方面的接收器的功能及其不同的实现形式。
根据第五方面，本发明涉及一种包括程序代码的计算机程序，该程序代码用于当在计算机上执行时，执行根据本发明的第三方面或第四方面的方法。
本发明可以用硬件和/或软件来实现。
附图说明
将参照以下附图描述本发明的其他实施例，其中：
图1示出了根据一实施例的接收器与根据一实施例的发射器进行通信的示意图。
图2示出了图示根据一实施例的用于发送多个MCM信号的方法的步骤的示意图。
图3示出了图示根据一实施例的用于接收多个MCM信号的方法的步骤的示意图。
图4示出了根据一实施例的接收器与根据一实施例的发射器进行通信的示意图。
图5示出了本发明的实施例在同步传输的情况下与现有技术相比的BLER性能；以及
图6示出了本发明的实施例在同步传输的情况下与现有技术相比的BLER性能。
在各个附图中，相同的参考标记将用于相同的或至少功能上等同的特征。
具体实施方式
在以下描述中，参考附图，该附图形成本公开的一部分，并且其中通过示例的方式示出了本发明的特定方面。应该理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以利用其他方面并且可以进行结构或逻辑上的变更。因此，以下详细描述不应被视为具有限制意义，因为本发明的范围由所附权利要求限定。
例如，应该理解，结合所描述的方法的公开也适用于用于执行该方法的相应设备或系统，反之亦然。例如，如果描述了特定的方法步骤，则相应的设备可以包括执行所描述的方法步骤的单元，即使这些单元未在附图中明确描述或示出。
此外，在以下详细描述以及在权利要求中，描述了具有不同功能块或处理单元的实施例，它们彼此连接或交换信号。应该理解，本发明也覆盖了实施例，其包括设置在下面描述的实施例的功能块或处理单元之间的附加功能块或处理单元。
最后，应该理解，除非另外特别指出，否则本文描述的各种示例性方面的特征可以彼此结合。
图1示出了包括根据一实施例的发射器101和根据一实施例的接收器121并用于经由通信信道150进行通信的无线通信系统的示意图。
发射器101用于通过通信信道150向接收器121发送多个多载波调制(MCM)信号，其中每个MCM信号包括多个副载波，并且其中多个副载波中的两个连续(即相邻)副载波定义频域中的载波间频率间隔。
发射器101包括采样器103，其用于对频域中的多个采样点处的每个MCM信号进行采样，其中多个采样点中的两个连续(即相邻)采样点定义频域中的采样点频率间隔，并且其中载波间频率间隔与采样点频率间隔之间的比率由过采样因子K定义，其中过采样因子K大于1，尤其是等于或大于2的整数。例如，在示例性实施例中，对于等于4的过采样因子K，载波间频率间隔可以是15kHz，并且采样点频率间隔可以是3.75kHz。
此外，发射器101包括预编码器105，其用于基于频域中的多个采样点的每个采样点所定义的预编码矩阵，对频域中的多个采样点的每个采样点的多个MCM信号进行预编码。换句话说，预编码器105用于基于在多个采样点的每个采样点处定义的预编码矩阵，来对频域中的多个采样点的每个采样点处的多个MCM信号进行预编码。
最后，发射器101包括多个发射天线107，其用于通过通信信道150将多个预编码的MCM信号发送到接收器121。
相应地，接收器121用于通过通信信道150从发射器101接收多个MCM信号。为此，接收器121包括用于通过通信信道150接收多个MCM信号的多个接收天线127。每个MCM信号包括多个副载波，其中多个副载波中的两个连续(即相邻)副载波定义频域中的载波间频率间隔。
此外，接收器121包括均衡器125，其用于基于频域中的多个采样点的每个采样点定义的均衡矩阵，均衡频域中的多个采样点的每个采样点(即在频域中的多个采样点的每个采样点处)的多个MCM信号。多个采样点中的两个连续(即相邻)采样点定义了频域中的采样点频率间隔，并且载波间频率间隔与采样点频率之间的比率由过采样因子K定义，其中过采样因子K大于1，尤其是等于或大于2的整数。
假设将N个副载波中的Mu(Mu＜N)个副载波分配给配备有接收器121的用户u，则过采样域中的子频音索引可以表示为l∈{1，2，...，KMu+K-1}，其中K是过采样因子。将空间流的数量表示为NS，对于第m个符号的第l个音调处的合成滤波器组输出信号预编码矩阵Vm，l可以通过在发射器101处使用预编码器105来应用。因此，对于第l个音调，在一实施例中，以下信号模型成立：
sm，l＝vm，lpm，l.
对于过采样频域中的基于码本的传输，可以应用传统内插方法来对将要由预编码器105使用的预编码矩阵Vm，l进行过采样，例如(球形)线性内插以保持预编码器的整体条件，或者样条内插。对于更一般的情况，如果在发射器101处可获得CSI(可能由接收器121的下采样单元139进行下采样)，则可以使用频谱空间内插方法来获得过采样域中的信道响应。在这些情况下，根据本发明的实施例，可以由发射器101的预编码器105将更复杂的预编码方案(例如使用ZF或MMSE准则的方案)应用于过采样域中的每个单独信号pm，l。
在接收器121处，可以由均衡器125在过采样域中基于包括预编码效果的有效CSI来执行均衡。假设表示第l个音调和第m个符号处的信道矩阵，均衡器125在频域中的输入信号可以表示为：
rm，l＝Hm，lVm，lpm，l+nm，l
其中是第l个音调和第m个符号上的加性高斯白噪声向量。第l个音调和第m个符号处的有效信道(即包括预编码)可以被认为是其表示第l个音调和第m个符号处的信道矩阵。因此，由均衡器125也在过采样域中执行均衡。
图2示出根据一实施例的用于通过通信信道150向接收器121发送多个MCM信号的方法200的步骤。每个MCM信号包括多个副载波，其中多个副载波中的两个连续(即相邻)副载波定义频域中的载波间频率间隔。
方法200包括对频域中的多个采样点处对每个MCM信号进行采样的第一步骤201，其中多个采样点中的两个连续(即相邻)采样点定义频域中的采样点频率间隔，并且其中载波间频率间隔与采样点频率间隔之间的比率由过采样因子K定义，其中过采样因子K大于1，尤其是等于或大于2的整数。
方法200包括另一步骤203，其基于频域中的多个采样点的每个采样点定义的预编码矩阵，来对频域中的多个采样点的每个采样点的多个MCM信号进行预编码。
方法200包括另一步骤205，其通过通信信道150将多个经预编码的MCM信号传输到接收器121。
图3示出根据一实施例的方法300的步骤，用于通过通信信道150从发射器101接收多个MCM信号。每个MCM信号包括多个副载波，其中多个副载波中的两个连续(即相邻)副载波定义频域中的载波间频率间隔。
方法300包括通过通信信道150接收多个MCM信号的第一步骤301。
方法300包括另一步骤303，其基于频域中的多个采样点的每个采样点定义的均衡矩阵，来均衡频域中多个采样点的每个采样点的多个MCM信号，其中所述多个采样点中的两个连续(即相邻)采样点定义了频域中的采样点频率间隔，并且其中采样点频率间隔与所述载波间频率间隔之间的比率由过采样因子K定义，其中所述过采样因子K大于1，尤其是等于或大于2的整数。
下面将描述发射器101、接收器121以及方法200和300的进一步的实现形式、实施例和方面。
图4示出了发射器101和接收器121的进一步的实施例。
在图4所示的实施例中，发射器101除了包括采样器103、预编码器105和多个发射天线107(为了清楚起见，在图4中未示出)之外，还包括符号映射单元109、资源映射单元111、IFFT单元113、并串转换单元115、内插单元117和码本119。下面将进一步详细描述图4中所示的发射器101的实施例的这些组件。
在图4所示的实施例中，接收器121除了多个接收天线127(为了清楚起见，未在图4中示出)和均衡器125之外，还包括串并转换单元135、FFT单元133、资源解映射单元131、滤波器组123b、下采样器123a和符号解映射单元129。此外，接收器121可以包括信道(状态信息)估计单元137和下采样单元139。图4中所示的发射器121的实施例的这些组件将在下面进一步更详细地描述。
在图4所示的实施例中，发射器101的采样器103包括升采样器103a和滤波器组103b，其用于对频域中的多个采样点处的每个MCM信号进行采样。
在一实施例中，滤波器组103b可以实现为快速卷积滤波器组，其也可以包括图4中所示的IFFT单元113以及重叠相加单元或重叠保留单元(图4中未示出)。在这样的实施例中，预编码器105将被设置在IFFT单元113的下游以及重叠相加单元或重叠保留单元的上游，因此可以利用已经在传统的快速卷积滤波器组中实现的过采样域中的处理。
图4中所示的发射器101的符号映射单元109被用于通过从比特到符号的映射进行信道编码和调制。
图4中所示的发射器101的资源映射单元111被用于将有效载荷符号与参考符号一起映射到每个传输块的时频资源网格。
图4中所示的发射器101的(合成)滤波器组103b被用于对频域中的MCM信号进行调制和滤波。在一实施例中，合成滤波器组103b可以基于扩频结构。
图4中所示的发射器101的IFFT或IDFT单元113和并串转换单元115被用于将来自每个天线的MCM信号传送到时域并且从并行比特流转换成串行比特流。应该理解，根据本发明的实施例，IFFT或IDFT单元113将用于基于尺寸KN进行操作，其中K是过采样因子并且N是副载波的数量。
图4中所示的接收器121的FFT或DFT单元133和串行并行转换单元135被用来将来自每个天线的每个信号传送到频域并且从串行比特流转换成并行比特流。如在发射器的IFFT或IDFT单元113的情况下，FFT或DFT单元133基于尺寸KN进行操作。
图4中所示的接收器121的资源解映射单元131被用于将时频资源网格中的符号解映射回每个传输块。在图4所示的实施例中，接收器121用于在资源解映射单元131处使用信道估计单元137来提取导频或参考信号以用于信道估计。
图4中所示的接收器121的(分析)滤波器组123b被用于对接收器侧的信号进行解调和匹配滤波，以及与下采样器123a一起对每个副载波的信号进行下采样。在一实施例中，分析滤波器组123b可以基于扩频结构。
图4中所示的接收器121的符号解映射单元129是发射器101中的FEC编码和比特到符号映射的对应物。
为了在发射器101处启用自适应预编码，根据本发明的实施例，信道状态信息(CSI)从接收器121反馈回到发射器101，例如在FDD系统中。或者，发射器101可以用于使用上行链路-下行链路互易性来直接估计CSI，例如在TDD系统中。由于反馈信道容量有限，则仅反馈部分信息是有利的。因此，根据本发明的实施例，可以由接收器121使用尤其是信道估计单元137和下采样单元139对所选择的副载波上的CSI进行量化和/或下采样。或者/此外，接收器121可以用于基于CSI来确定来自码本的合适的预测矩阵，并且将预测矩阵指示符(PMI)反馈回发射器，将在下面进一步详细描述。
在本发明的一实施例中，接收器121的均衡器125用于使用基于内插的矩阵计算，诸如Laurent多项式或其他变换，以便降低导出均衡矩阵的数值复杂度。
根据本发明的实施例，在图1和图4中示出的接收器121和发射器101之间实现的反馈机制可以具有一个或多个以下特征。在一实施例中，CSI由接收器121基于从资源解映射单元131提供的组量中提取的参考信号来测量。在一实施例中，CSI可以被量化和下采样以匹配所需的反馈信道容量和性能要求。需要注意的是，在这种情况下，CSI在一个处理块内不被平均和量化(如在现有技术中那样)，而是针对选择的副载波被量化和/或下采样。对于使用基于码本的CSI交换的实施例，接收器121可以用于基于可能下采样的CSI来选择预编码矩阵指示符(PMI)。在一实施例中，PMI和内插参数都可以通过反馈信道150a从接收器121传送回发射器101。对于使用更一般的CSI信息交换的实施例，接收器121可以用于将内插参数以及可能下采样的CSI传送给发射器101。在一实施例中，发射器101用于基于来自接收器121的PMI选择来自码本119的相应预编码矩阵。在一实施例中，发射器101可以用于基于由接收器121提供的内插参数，对过采样频域中(即在频域中的多个采样点的每个采样点处)的来自码本119的预编码矩阵进行内插。在一实施例中，由接收器121提供的内插参数尤其可以包括由接收器121使用的过采样因子K。
因此，更具体地，可以根据下面描述的一个或多个实施例来进行发射器101和接收器121之间的CSI信息交换。
在一实施例中，发射器101用于基于与通信信道相关联的信道状态信息，来确定用于在频域中的多个采样点的每个采样点对多个MCM信号进行预编码的预编码矩阵。
在一实施例中，发射器101用于基于发射器101从接收器121接收的导频信号，来获得与通信信道150相关联的信道状态信息。在另一实施例中，发射器101用于基于从发射器101发送到接收器121的导频信号，从接收器121获得的由接收器121确定的与通信信道150相关联的信道状态信息。
在一实施例中，发射器101用于通过对频率域中多个采样点处与通信信道150相关联的信道状态信息进行内插，其中没有可用的信道状态信息，并且通过基于在频域的多个采样点处的信道状态信息确定频域中的多个采样点的每个采样点的预编码矩阵，来确定用于对频域中的多个采样点的每个采样点的多个MCM信号进行预编码的预编码矩阵。
在一实施例中，发射器101用于基于由接收器121提供的内插参数，通过对频域中的多个采样点处与通信信道150相关联的信道状态信息进行内插，其中没有可用的信道状态信息，来确定预编码矩阵，该预编码矩阵用于对频域中的多个采样点的每个采样点对多个MCM信号进行预编码。
在一实施例中，发射器101用于基于由接收器121提供的预编码矩阵指示符来确定预编码矩阵，该预编码矩阵用于对频域中的多个采样点的每个采样点的多个MCM信号进行预编码；所述发射器101进一步用于，通过基于预编码矩阵指示符从码本119中定义的预定义的预编码矩组阵中选择预编码矩阵，其中在多个副载波处定义预定义的一组预编码矩阵的每个预编码矩阵，并通过对频域中的多个采样点处的所选择的预编码矩阵进行内插，且频域中的预编码矩阵未定义，来确定频域中的多个采样点处的预编码矩阵。
在一实施例中，接收器121用于基于来自发射器101的至少一个导频信号，将与通信信道150相关联的信道状态信息提供给发射器101，其中信道状态信息允许发射器101确定预编码矩阵，该预编码矩阵用于对频域中的多个采样点的每个采样点的多个MCM信号进行预编码。
在一实施例中，接收器121进一步用于向发射器101提供内插参数，该内插参数用于对频域中的多个采样点处与通信信道相关联的信道状态信息进行内插。
在一实施例中，接收器121用于基于来自发射器101的至少一个导频信号，来确定预编码矩阵指示符，并预编码矩阵指示符提供给将发射器101预编码矩阵，其允许发射器101通过基于所述预编码矩阵指示符，从预定义的预编码矩阵组中选择预编码矩阵，其中所述预定义的预编码矩阵组中的每个预编码矩阵在所述多个副载波处定义，并且通过对频域中多个采样点处的所选择的未定义的预编码矩阵进行内插，其中预编码矩阵未别定义，来确定频域中的多个采样点的每个采样点的预编码矩阵。
本发明的实施例的性能已经基于已经使用下表中所示的模拟参数运行的计算机模拟而针对示例性情况进行了测试。
对于这个例子，已经选择了具有256个副载波的FBMC-OQAM系统。配备有根据实施例的接收器121的用户被分配给15个资源块(RB)的子带，而每个RB由12个副载波组成。因此，有180个使用的副载波。假设过采样因子的原型滤波器为K＝4，则过采样域中的信号矢量由723个音调组成。已经针对均衡的过采样处理评估了性能。具体而言，给定发射器101处每个音调的固定预编码矩阵和每个副载波处的均衡矩阵，在该示例中执行球形内插以获得每个音调的均衡矩阵。
图5示出了本发明实施例提供的用于同步传输情况下的基于过采样均衡的BLER性能。对于FBMC-OQAM，执行每副载波(每SC)和每频率音调(每频带)均衡。还示出了现有的方案，即用于OFDM的传统的每副载波均衡。结果验证了本发明实施例提供的每频带均衡优于在具有严格频率选择性信道的情况下的每副载波均衡。这可以在高阶调制编码方案(MCS)的性能中观察到，与传统的每SC均衡相比，产生2-3dB的增益。
图6描述了本发明实施例提供的用于异步传输的基于过采样均衡的BLER性能。具体而言，以定时未对准的方式来发送两个用户设备(UE)，所述定时未对准的方式引起了附加的信道变化。从图6可以看出，由两个UE的定时未对准方式引起的失真以及相应的信道频率选择性不能被传统的每SC均衡良好地补偿，而这可以通过如本发明实施例所提供的每频带均衡有效地实现。
如上所述，本发明的实施例通常适用于MCM方案。对于具有松弛正交性的多载波系统(或至少在对信道提出的正交性受限的某些频率选择性要求中)，本发明的实施例是非常有益的，因为频谱空间域平滑是通过内插预编码器的连续相位漂移实现的，如FBMC/OQAM系统所示。
例如，本发明的实施例提供了以下附加优点。由于根据本发明的实施例，每个音调被单独预编码和均衡，所以每个音调的信道变化可以被均衡，导致对高频选择性的高鲁棒性。通过对过采样域中的预编码矩阵进行内插，可以完全消除预编码块边界处的块间干扰。
虽然本公开的特定特征或方面可能已经被几个实现或实施例中的仅一个公开，但该特征或方面可以根据需要与其它实现或实施例的一个或多个其他特征或方面组合，并且有利于任何给定的或特定的应用。此外，就详细的说明书或权利要求书中使用的术语“包括”、“具有”、“带有”或其他变体而言，这些术语旨在涵括在类似于术语“包括”内。而且，术语“示例性”、“例如”和“如”仅仅是作为一个示例的意思，而不是最好的或最优的。术语“耦合”和“连接”以及派生词可能已被使用。应该理解的是，这些术语可能已经被用于指示两个元件彼此配合或相互作用，而不管它们是直接物理接触还是电接触，或者它们彼此不直接接触。
虽然本文已经说明和描述了具体方面，但是本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离本公开的范围的情况下，各种替代和/或等同的实现可以替代所示出和描述的具体方面。本申请旨在涵盖本文讨论的具体方面的任何修改或变化。
尽管以下权利要求中的元素以具有相应标记的特定顺序列举，除非权利要求另外暗示实施这些要素的一些或全部的特定顺序，否则这些元素不一定旨在被限制在该特定序列中执行。
鉴于上述教导，许多替代，修改和变化对于本领域技术人员将是显而易见的。当然，本领域技术人员容易认识到，除本文所描述的以外，本发明还有许多应用。尽管已经参考一个或多个特定实施例对本发明进行了描述，但是本领域技术人员认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其做出许多改变。因此，应该理解的是，在所附权利要求及其等价物的范围内，本发明可以以与本文具体描述的不同的方式实践。

Claims (15)

1.一种用于通过通信信道(150)将多个多载波调制MCM信号发送到接收器(121)的发射器(101)，其中每个MCM信号包括多个副载波，其中所述多个副载波中的两个连续副载波定义所述频域中的载波间频率间隔，其中所述发射器(101)包括：
采样器(103)，用于对所述频域中的多个采样点处的每个MCM信号进行采样，其中所述多个采样点中的两个连续采样点定义所述频域中的采样点频率间隔，并且其中所述载波频率间隔与所述采样点频率间隔之间的比率由过采样因子K定义，其中所述过采样因子K大于1；
预编码器(105)，用于基于所述频域中的所述多个采样点的每个采样点定义的预编码矩阵，对所述频域中的所述多个采样点的每个采样点的所述多个MCM信号进行预编码；和
多个发射天线(107)，用于通过所述通信信道(150)将所述多个预编码的MCM信号发送到所述接收器(121)。
2.根据权利要求1所述的发射器(101)，其中所述采样器(103)包括升采样器(103a)和滤波器组(103b)，用于对所述频域中的所述多个采样点处的每个MCM信号进行采样。
3.根据权利要求2所述的发射器(101)，其中所述滤波器组是包括IFFT单元和重叠相加单元或重叠保留单元的快速卷积滤波器组，并且其中所述预编码器(105)被设置在所述IFFT单元的下游以及所述重叠相加单元或所述重叠保留单元的上游。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的发射器(101)，其中所述预编码器(105)用于确定所述预编码矩阵，所述预编码矩阵基于与所述通信信道(150)相关联的信道状态信息对所述频域中的所述多个采样点中的所述每个采样点的所述多个MCM信号进行预编码。
5.根据权利要求4所述的发射器(101)，其中所述预编码器(105)用于基于从所述接收器(121)接收的导频信号，来获得与所述通信信道(150)相关联的所述信道状态信息，或者其中所述预编码器(105)用于响应于发送到所述接收器(121)的导频信号，从所述接收器(121)获得与所述通信信道(150)相关联的所述信道状态信息。
6.根据权利要求4或5所述的发射器(101)，其中为所述多个副载波定义所述信道状态信息，并且其中所述预编码器(105)用于确定所述预编码矩阵，所述预编码矩阵用于通过对所述频域中的所述多个采样点处与所述通信信道(150)相关联的所述信道状态信息进行内插，其中没有可用的信道状态信息，并且通过基于所述频域中的所述多个采样点处的所述信道状态信息来确定所述频域中的所述多个采样点处的所述每个采样点的所述预编码矩阵，对所述频域中的所述多个采样点中的所述每个采样点的所述多个MCM信号进行预编码。
7.根据权利要求6所述的发射器(101)，其中所述预编码器(105)用于确定所述预编码矩阵，所述预编码矩阵用于基于由所述接收器(121)提供的内插参数，通过对所述频域中的所述多个采样点处与所述通信信道(150)相关联的所述信道状态信息进行内插，其中没有可用的信道状态信息，对所述频域中的所述多个采样点的每个采样点的所述多个MCM信号进行预编码。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的发射器(101)，其中所述预编码器(105)用于确定所述预编码矩阵，所述预编码矩阵用于基于由所述接收器(121)提供的预编码矩阵指示符，对所述频域中的所述多个采样点的每个采样点的所述多个MCM信号进行预编码，并且其中所述预编码器(105)用于通过基于所述预编码矩阵指示符，从预定义的预编码矩阵组中选择预编码矩阵，其中所述预定义的预编码矩阵组的每个预编码矩阵在所述多个副载波处被定义，并且通过对所述频域中的所述多个采样点处所述选择的预编码矩阵进行内插，其中所述预编码矩阵未被定义，来确定所述频域中的所述多个采样点处的所述预编码矩阵。
9.一种用于通过通信信道(150)从发射器(101)接收多个多载波调制MCM信号的接收器(121)，其中每个MCM信号包括多个副载波，其中所述多个副载波中的两个连续副载波定义所述频域中的载波间频率间隔，其中所述接收器(121)包括：
多个接收天线(127)，用于通过所述通信信道(150)接收所述多个MCM信号；和
均衡器(215)，用于基于所述频域中的所述多个采样点的每个采样点定义的均衡矩阵，来均衡所述频域中的多个采样点的每个采样点的所述多个MCM信号，其中所述多个采样点的两个连续采样点定义所述频域中的采样点频率间隔，并且其中所述载波间频率间隔与所述采样点频率间隔之间的所述比率由过采样因子K定义，其中所述过采样因子K大于1。
10.根据权利要求9所述的接收器(121)，其中所述接收器(121)用于基于来自所述发射器(101)的至少一个导频信号，向所述发射器(101)提供与所述通信信道(150)相关联的信道状态信息，其中所述信道状态信息允许所述发射器(101)确定用于对所述频域中的所述多个采样点的每个采样点的所述多个MCM信号进行预编码的预编码矩阵。
11.根据权利要求10所述的接收器(121)，其中所述接收器(121)还用于向所述发射器(101)提供内插参数，以对所述频域中的所述多个采样点处与所述通信信道(150)相关联的所述信道状态信息进行内插。
12.根据权利要求9所述的接收器(121)，其中所述接收器(121)用于基于来自所述发射器(101)的至少一个导频信号，来确定预编码矩阵指示符，并用于将所述预编码矩阵指示符提供给所述发射器(101)，允许所述发射器(101)通过基于所述预编码矩阵指示符，从预定义的预编码矩阵组中选择预编码矩阵，其中所述预定义的预编码矩阵组的每一个预编码矩阵在所述多个副载波处被定义，并且通过对所述频域中的所述多个采样点处的所述选择的预编码矩阵进行内插，其中所述预编码矩阵未被定义，来确定所述频域中的所述多个采样点的所述每个采样点的所述预编码矩阵。
13.一种用于通过通信信道(150)向接收器(121)发送多个多载波调制MCM信号的方法(200)，其中每个MCM信号包括多个副载波，其中所述多个副载波中的两个连续副载波定义所述频域中的载波间频率间隔，其中所述方法(200)包括：
对所述频域中的多个采样点处的每个MCM信号进行采样(201)，其中所述多个采样点中的两个连续采样点定义所述频域中的采样点频率间隔，并且其中所述载波间频率间隔与所述采样点频率间隔之间的所述比率由过采样因子K定义，其中所述过采样因子K大于1；
基于所述频域中的所述多个采样点的每个采样点定义的预编码矩阵，对所述频域中的所述多个采样点的每个采样点的所述多个MCM信号进行预编码(203)；和
通过所述通信信道(150)将所述多个预编码的MCM信号发送(205)到所述接收器(121)。
14.一种用于通过通信信道(150)从发射器(101)接收多个多载波调制MCM信号的方法(300)，其中每个MCM信号包括多个副载波，其中所述多个副载波中的两个连续副载波定义所述频域中的载波间频率间隔，其中所述方法(300)包括：
通过通信信道(150)接收(301)所述多个MCM信号；和
基于所述频域中的所述多个采样点的每个采样点所定义的均衡矩阵，来均衡(303)所述频域中的多个采样点的每个采样点的所述多个MCM信号，其中所述多个采样点的两个连续采样点定义所述频域中的采样点频率间隔，并且其中所述载波间频率间隔与所述采样点频率间隔之间的所述比率由过采样因子K定义，其中所述过采样因子K大于1。
15.一种计算机程序，包括当在计算机上执行时用于执行权利要求13所述的方法(200)或权利要求14所述的方法(300)的程序代码。
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