CN110557350A - 电子设备和通信方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种电子设备和通信方法。该电子设备包括处理电路，处理电路被配置为：对第一一维调制符号序列进行预处理操作，该预处理操作包括：对第一一维调制符号序列进行升维转换成为第一多维调制符号块；利用使得第一多维调制符号块中的各个符号彼此耦合的第一变换，将第一多维调制符号块变换为第二多维调制符号块；以及对第二多维调制符号块进行降维转换成为第二一维调制符号序列，其中降维转换是升维转换的逆过程。该处理电路还被配置为传输第二一维调制符号序列。

Description

电子设备和通信方法
技术领域
本公开涉及一种电子设备和通信方法，并且具体而言，涉及在高速移动场景中具有改进的性能的电子设备和通信方法。
背景技术
无线通信具有日益拓展的应用场景，并且被越来越多地应用于诸如飞机、高铁和卫星通信等高速移动场景。在这种高速移动场景中，物理信道具有快速时变的特性，快速时变的物理信道所带来的多普勒效应对无线通信系统的性能具有不可忽略的影响。
在现有的大部分宽带无线通信系统中，例如，正交频分复用(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，OFDM)调制是针对下行传输所采用的主要调制方案，其采用事先分配好的多个频域子载波来传送一组复调制符号(complex modulationsymbol)。然而，多个频域子载波的使用使得OFDM系统对于多普勒频偏十分敏感。因此，快速时变的物理信道所带来的强多普勒效应将使得OFDM系统的性能严重恶化，误码率大幅升高。这限制了OFDM系统在高速移动场景中的应用。
为了对抗快速时变的物理信道的强多普勒效应，已经提出了一些新的调制和多址接入技术，例如正交时间频率空间调制(Orthogonal Time Frequency Space modulation,OTFS)。OTFS调制通过对多个OFDM符号间隔内的多组复调制符号进行处理来获得对抗多普勒频偏的分集增益。然而，OTFS调制要求对多个OFDM符号间隔内的全部复调制符号进行联合处理，这不仅带来了高额的计算开销，还不可避免地造成了内生性系统延时。OTFS调制/解调的高复杂度以及内生性系统延时使得它不适于在实际系统例如手持移动设备上实现。
发明内容
本公开提供了一种适用于高速移动场景的改进的通信方法和电子设备，其能够有效地应对高速移动场景中的时变多普勒效应，同时具有较低的实现复杂度和系统延时，便于在实际系统中实现。
本公开的一方面涉及一种电子设备，该电子设备包括处理电路，处理电路被配置为对第一一维调制符号序列进行预处理操作。该预处理操作包括：对第一一维调制符号序列进行升维转换成为第一多维调制符号块；利用使得第一多维调制符号块中的各个符号彼此耦合的第一变换，将第一多维调制符号块变换为第二多维调制符号块；以及对第二多维调制符号块进行降维转换成为第二一维调制符号序列，其中降维转换是升维转换的逆过程。处理电路还被配置为传输第二一维调制符号序列。
本公开的又一方面涉及一种电子设备，该电子设备包括处理电路，处理电路被配置为：获取第一一维调制符号序列；以及对第一一维调制符号序列进行后处理操作。该后处理操作包括：对第一一维调制符号序列进行升维转换成为第一多维调制符号块；利用使得第一多维调制符号块中的各个符号彼此耦合的第一变换，将第一多维调制符号块变换为第二多维调制符号块；以及对第二多维调制符号块进行降维转换成为第二一维调制符号序列，其中降维转换是升维转换的逆过程。
本公开的另一方面涉及一种通信方法，该通信方法包括对第一一维调制符号序列进行预处理操作，其中该预处理操作包括：对第一一维调制符号序列进行升维转换成为第一多维调制符号块；利用使得第一多维调制符号块中的各个符号彼此耦合的第一变换，将第一多维调制符号块变换为第二多维调制符号块；以及对第二多维调制符号块进行降维转换成为第二一维调制符号序列，其中降维转换是升维转换的逆过程。该通信方法还包括传输第二一维调制符号序列。
本公开的再一方面涉及一种通信方法，该通信方法包括：获取第一一维调制符号序列；以及对第一一维调制符号序列进行后处理操作。其中，该后处理操作包括：对第一一维调制符号序列进行升维转换成为第一多维调制符号块；利用使得第一多维调制符号块中的各个符号彼此耦合的第一变换，将第一多维调制符号块变换为第二多维调制符号块；以及对第二多维调制符号块进行降维转换成为第二一维调制符号序列，其中降维转换是升维转换的逆过程。
本公开的又一方面涉及一种通信方法，该通信方法包括对第一一维调制符号序列进行预处理操作，该预处理操作包括：对第一一维调制符号序列进行第一升维转换成为第一多维调制符号块；利用使得第一多维调制符号块中的各个符号彼此耦合的第一变换，将第一多维调制符号块变换为第二多维调制符号块；以及对第二多维调制符号块进行第一降维转换成为第二一维调制符号序列，其中第一降维转换是第一升维转换的逆过程。该通信方法还包括传输第二一维调制符号序列、获取第二一维调制符号序列、以及对第二一维调制符号序列进行后处理操作。该后处理操作包括：对第二一维调制符号序列进行第二升维转换成为第三多维调制符号块；利用使得第三多维调制符号块中的各个符号彼此耦合的第二变换，将第三多维调制符号块变换为第四多维调制符号块；以及对第四多维调制符号块进行第二降维转换成为第三一维调制符号序列，其中第二降维转换是第二升维转换的逆过程。
本公开的再一方面涉及一种计算机可读存储介质，上面存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在由处理器载入并执行时用于实施如前所述的通信方法。
根据本公开的各个方面，通过在发射侧和接收侧分别引入预处理和后处理操作，能够有效地应对高速移动场景中的时变多普勒效应，同时具有较低的实现复杂度和系统延时，从而获得改进的通信方法和电子设备以及提供一种新波形。
附图说明
下面结合具体的实施例，并参照附图，对本公开的上述和其它目的和优点做进一步的描述。在附图中，相同的或对应的技术特征或部件将采用相同或对应的附图标记来表示。
图1A-图1C示意性地描述了OFDM系统。
图1D示意性地描述了用于OFDM系统的发射侧的多个复调制符号序列。
图2示出了根据本公开的实施例的用于发射侧的电子设备的框图。
图3示出了根据本公开的实施例的用于发射侧的电子设备的通信方法的流程图。
图4A示出了QPSK调制的星座图。
图4B示出了根据本公开的实施例的第一升维转换的流程图。
图4C示出了根据本公开的实施例的第一耦合变换的流程图。
图4D示出了根据本公开的实施例的第一降维转换的流程图。
图4E-图4G分别示出了根据本公开的实施例的第一升维转换、第一耦合变换以及第一降维转换的示意图。
图5示出了根据本公开的实施例的用于接收侧的电子设备的框图。
图6示出了根据本公开的实施例的用于接收侧的电子设备的通信方法的流程图。
图7A示出了根据本公开的实施例的一般通信方法的流程图。
图7B示出了根据本公开的实施例的通信系统的框图。
图7C示出了根据本公开的实施例的时变多径物理信道下收发端数字化信号模型的示意图。
图8A和图8B是示出根据本公开的实施例的用于确定是否启用预处理操作和/或后处理操作的示意图。
图9和图10分别示出了在使用QPSK星座图和16QAM星座图进行星座点映射的情况下的各个系统的误码率性能的仿真结果。
图11和图12分别示出了在使用N＝128个子载波和N＝256个子载波的情况下用于对各个系统进行仿真的程序模块运行的平均时间。
图13是根据本公开的实施例的控制设备侧电子设备的示意性配置的第一示例的框图。
图14是根据本公开的实施例的控制设备侧电子设备的示意性配置的第二示例的框图。
图15是根据本公开的实施例的智能电话的示意性配置的示例的框图。
图16是根据本公开的实施例的汽车导航设备的示意性配置的示例的框图。
具体实施方式
在下文中将结合附图对本公开的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实施例的所有特征。然而，应该了解，在对实施例进行实施的过程中必须做出很多特定于实施方式的设置，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与设备及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。
在此，还应当注意，为了避免因不必要的细节而模糊了本公开，在附图中仅仅示出了与至少根据本公开的方案密切相关的处理步骤和/或设备结构，而省略了与本公开关系不大的其他细节。
接下来，按照以下顺序进行描述。
1.传统OFDM系统
如前所述，OFDM调制是一种主要调制方案。因此首先参考图1A-图1C对传统OFDM系统进行简单的介绍，以便于理解基于OFDM进行的后续描述。但是应当理解OFDM系统仅为示例，本公开也可以应用于其它类似的系统，如后面第9节所述。OFDM系统是例如LTE系统所采用的多载波调制系统，其特点是可以在一个符号间隔内使用多个子载波来分别发送一组复调制符号中的对应复调制符号。这些子载波是彼此正交的并且可以重叠，并且所使用的子载波的数量与在一个符号间隔内所发送的一组复调制符号中的符号的数量相等。因此，避免了利用保护带宽来分隔载波，使得OFDM系统具有较高的频谱利用率。
图1A提供了对OFDM调制器100A的示意性描述，其中示出了N个复调制器，每个复调制器对应于一个OFDM子载波。
在复基带表示下，OFDM调制器100A针对单个OFDM符号间隔从输入的复调制符号序列Am得到基本OFDM信号sm(t)。
作为OFDM调制器100A的输入，复调制符号序列Am表示要在一个OFDM符号间隔(作为示例，第m个OFDM符号间隔)内传输的一组复调制符号a0 m,a1 m,……,aN-1 m。这些复调制符号例如是QPSK符号或QAM符号，这取决于调制方式。可以通过利用诸如QPSK、16QAM或64QAM之类的技术将待发送的比特流映射到星座点，从而得到这些复调制符号。对于OFDM系统，复调制符号序列Am中的复调制符号的数量与系统所使用的子载波的数量相等，在图1A的示例中该数量为N。
要分别在多个OFDM符号间隔内调制和发射的多个复调制符号序列可以被表示为图1D中的待发射的复调制符号块100D。作为示例，图1D中的复调制符号块100D被呈现为一个N×M的二维块，其中每一行对应于一个子载波并且每一列对应于一个OFDM符号间隔，该二维块包括要在M个OFDM符号间隔内依次被调制和发射的M个复调制符号序列A0，A1…，Am，…，AM-1，每个复调制符号序列包括N个复调制符号。例如，复调制符号序列Am将在第m个OFDM符号间隔内被调制和发射。每个复调制符号序列中的N个复调制符号将在同一OFDM符号间隔内由OFDM系统的N个子载波分别发射。图1A所示出的OFDM调制器100A的输入复调制符号序列Am可以对应于图1D中的序列Am。即，复调制符号a0 m,a1 m,……,aN-1 m分别对应于图1D中的复调制符号x[0,m],x[1,m],…,x[N-1,m]，这些复调制符号将在第m个OFDM符号间隔内由OFDM调制器100A如下地调制并且被发射。
现在返回图1A进行描述。如图1A中所示，复调制符号序列Am中的这些复调制符号可以在经历串并转换之后并行地与对应的子载波相乘。输入的复调制符号序列Am中的每个复调制符号ak m(k＝0,1,…,N-1)分别与对应的子载波ej2πf(k)t相乘，从而得到对应的调制子载波信号sk m(t)。其中，f(k)＝kΔf表示复调制符号ak m所对应的子载波的频率，Δf表示相邻子载波之间的在频率上的子载波间隔。
随后，可以将所得到N个调制子载波信号sk m(t)叠加，从而得到基本OFDM信号sm(t)。sm(t)可以被表示为：
类似地，对于要在第m+1个OFDM符号间隔内发送的后续的复调制符号序列Am+1，可以使用OFDM调制器100A以获得基本OFDM信号sm+1(t)。以这种方式，OFDM系统将不同符号间隔内的每组复调制符号调制在对应的子载波上，从而实现了特定的时频资源分配。
OFDM子载波的数量可以根据需要而确定。该数量可以在少于100至几千的范围内变化。子载波之间的子载波间隔可以根据需要来进行选择，例如在从几百kHz到几kHz的范围内。所使用的子载波间隔可以取决于系统运行的环境的多个方面，诸如环境中所预期的最大无线电信道频率选择性以及预期的最大信道变化率(即最大预期多普勒频偏)。一旦已经选定了子载波间隔，就可以基于整体的传输带宽来决定子载波的数量。
图1B示出了OFDM解调的基本原理，其中示出了OFDM解调器100B。OFDM解调器100B包括N个相关器，每个相关器用于一个子载波。由图1A的OFDM调制器输出的基本OFDM信号sm(t)在经过物理信道传输后被接收侧的设备接收。用rm(t)表示一个符号间隔内的接收信号。利用所示出的相关器中的每一个，将rm(t)与对应的子载波相关，从而分别得到恢复出的调制符号á0 m,á1 m,……,áN-1 m。考虑到各个子载波之间的正交性，在理想情况下，两个OFDM子载波在解调之后将不会互相干扰。
图1C绘出了OFDM系统100C的系统框图。如图1C所示，OFDM系统100C至少包括OFDM发射机与OFDM接收机。待传输的复调制符号序列被送入OFDM发射机，在经过OFDM调制器(例如关于图1A描述的100A)执行的OFDM调制之后，进一步经历IFFT变换、添加循环前缀、成形、上变频等操作，直到向外发射。所发射的无线电信号通过物理信道传输到OFDM接收机，在经历下变频、采样、移除循环前缀等操作之后，经一步经由OFDM解调器(例如关于图1B描述的100B)解调，从而恢复出复调制符号á0 m,á1 m,……,áN-1 m。
然而，采用事先分配好的多个正交子载波来对复调制符号进行调制，使得OFDM系统对频偏十分敏感。在高速移动场景下，快速时变的物理信道的多普勒频偏将严重影响OFDM系统的误码性能，从而限制其在高速移动场景下的应用。
OTFS系统是一种新的调制和多址接入技术。与OFDM系统以单个调制符号间隔内的一组复调制符号为单位来进行调制不同，OTFS系统对多个调制符号间隔内的多组复调制符号进行联合处理，从而获得对抗多普勒频偏的分集增益。然而，OTFS系统的缺点也十分明显。例如，OTFS系统要求在发射侧和接收侧都对跨多个调制符号间隔的多组复调制符号进行整体地处理，所以处理的复杂度较高。在接收侧，需要等待多个调制符号间隔的所有符号接收完毕之后才能进行整体处理，这造成了内生性系统延时。而且，OTFS系统的信道均衡的复杂度远远高于OFDM系统，使得其难以在实际系统上实现，尤其是对于手持式设备。
由上面的描述可见，OFDM系统缺少对抗多普勒频偏的设计，而OTFS对跨多个符号间隔的多组复调制符号进行整体处理，尽管获得了对抗多普勒频偏的能力，但同时也引入了难以接受的系统延时和巨大的接收侧均衡复杂度。
为此，本公开提供了一种在高速移动场景中改进的电子设备和通信方法，其能够有效地应对高速移动场景中的时变多普勒效应，同时具有较低的实现复杂度和系统延时。下文以OFDM系统为例进行说明。
2、根据本公开的实施例的用于发射侧的电子设备
图2示出了根据本公开的实施例的用于发射侧的电子设备200的框图。根据本公开的一个实施例，电子设备200可以位于各种控制设备或发射装置中。这里所言的控制设备例如是诸如eNB或3GPP的5G通信标准的gNB之类的基站、远程无线电头端、无线接入点等，发射装置例如包括大尺寸的车载发射装置或固定发射装置(例如，无人机管理塔台)以及卫星通信系统中的发射器。根据本公开的另一个实施例，电子设备200也可以位于用于用户侧的通信设备(诸如智能电话)中。
根据本公开的一个实施例的用于发射侧的电子设备200可以包括例如通信单元201、存储器202和处理电路203。
处理电路203可以提供电子设备200的各种功能。根据本公开的一个实施例，处理电路203可以被配置为对第一一维调制符号序列进行预处理操作，该预处理操作将第一一维调制符号序列内的各个调制符号彼此耦合以获得部分对抗多普勒频偏的分集增益。第一一维调制符号序列通过该预处理操作被转换为第二一维调制符号序列。处理电路203进一步对第二一维调制符号序列的传输进行配置，以用于由通信单元201进行传输。
处理电路203可以包括用于实现上述功能的各种单元。根据本公开的一个实施例，处理电路203可以包括预处理单元204和传输配置单元205，并且可以可选地包括预处理启用单元206。
预处理单元204可以用于对第一一维调制符号序列执行预处理操作。在一个实施例中，第一一维调制符号序列可以是从另外的调制单元(未示出)获得的一组待传输的复调制符号，这些另外的调制单元例如是QPSK调制单元、QAM调制单元或者用于将待传输的比特流映射为调制符号的其他单元。例如，第一一维调制符号序列可以是关于图1A描述的要在一个调制符号间隔内传输的一组复调制符号Am。
根据本公开的一个实施例，对第一一维调制符号序列的预处理操作可以包括第一升维转换、第一耦合变换、以及第一降维转换。这些操作可以分别由包括在预处理单元204中的第一升维转换单元204A、第一耦合变换单元204B、第一降维转换单元204C来执行。
第一升维转换单元204A可以用于对第一一维调制符号序列执行第一升维转换成为第一多维调制符号块。第一多维调制符号块可以是二维调制符号块，或者具有更高的维度。第一升维转换可以将第一一维调制符号序列中的每个调制符号一一映射到第一多维调制符号块中的对应位置。所得到的第一多维调制符号块可以被传送给第一耦合变换单元204B。关于第一升维转换的更多细节将在下文第4.2节中描述。
第一耦合变换单元204B可以利用使得第一多维调制符号块中的各个符号彼此耦合的第一耦合变换，将第一多维调制符号块变换为第二多维调制符号块。通过该第一耦合变换得到的第二多维调制符号块中的每个调制符号彼此具有耦合性的关联，从而获得了对抗多普勒频偏的分集增益，因此在高速移动场景下的快速时变的物理信道中具有改进的传输性能，例如较低的误码率。第一耦合变换单元204B可以将第二多维调制符号块传送给第一降维转换单元204C。关于第一耦合变换的更多细节将在下文第4.3节中描述。
第一降维转换单元204C可以用于对第二多维调制符号块执行第一降维转换成为第二一维调制符号序列。由第一降维转换单元204C执行的第一降维转换可以是由第一升维转换单元204A执行的第一升维转换的逆过程。关于第一降维转换的更多细节将在下文第4.4节中描述。因此，第二一维调制符号序列将具有与第一一维调制符号序列相同的尺寸。这使得第二一维调制符号序列可以被直接应用到原本用于传输第一一维调制符号序列的传统系统(例如OFDM系统或其他多载波系统)。例如，当第一一维调制符号序列是关于图1A所描述的一组复调制符号Am时，通过对Am进行预处理操作而得到的第二一维调制符号序列可以直接应用于图1A中所描述的针对Am的从串并转换开始的后续处理过程。
预处理单元204可以将第二一维调制符号序列传送给传输配置单元205，传输配置单元205对第二一维调制符号序列的传输进行配置，使得其适于使用单载波系统或多载波系统来传输。由传输配置单元205执行的操作可以包括但不限于逆傅里叶变换、添加循环前缀(CP)、载波/子载波调制、数字-模拟转换等。
传输配置单元205可以将待传输的信号传送给电子设备200的通信单元201。通信单元201可以在处理电路203的控制下用于向中继设备或接收侧的电子设备发射无线电信号。在本公开的实施例中，通信单元201例如可以实现为天线器件、射频电路和部分基带处理电路等通信接口部件。通信单元201用虚线绘出，因为它还可以位于处理电路203内或者位于电子设备200之外。
根据本公开的一个实施例，处理电路203还可以可选地包括预处理启用单元206。预处理启用单元206可以被用于确定是否启用预处理单元204以执行对第一一维调制符号序列的预处理操作。当确定不启用预处理操作时，第一一维调制符号序列可以被直接传送给传输配置单元205而不经历预处理操作。预处理启用单元206用虚线绘出，因为它还可以位于处理电路203外或者位于电子设备200之外。
电子设备200的存储器202可以存储由处理电路203产生的信息(例如前述的各个调制符号序列和多维调制符号块)，通过通信单元201从其他设备接收的信息，用于电子设备200操作的程序、机器代码和数据等。存储器202用虚线绘出，因为它还可以位于处理电路203内或者位于电子设备200之外。存储器202可以是易失性存储器和/或非易失性存储器。例如，存储器202可以包括但不限于随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)以及闪存存储器。
应当注意的是，以上描述的各个单元是用于实施本公开中描述的处理的示例性和/或优选的模块。这些模块可以是硬件单元(诸如中央处理器、场可编程门阵列、数字信号处理器或专用集成电路等)和/或软件模块(诸如计算机可读程序)。以上并未详尽地描述用于实施下文描述各个步骤的模块。然而，只要有执行某个处理的步骤，就可以有用于实施同一处理的对应的模块或单元(由硬件和/或软件实施)。通过下文所描述的步骤以及与这些步骤对应的单元的所有组合限定的技术方案都被包括在本公开的公开内容中，只要它们构成的这些技术方案是完整并且可应用的。
此外，由各种单元构成的设备可以作为功能模块被并入到诸如计算机之类的硬件设备中。除了这些功能模块之外，计算机当然可以具有其他硬件或者软件部件。
3、根据本公开的实施例的通信方法
图3示出了根据本公开的实施例的用于发射侧的电子设备的通信方法300的流程图。通信方法300例如可以用于如图2所描述的电子设备200。
如图3所示，在步骤S301中，对第一一维调制符号序列进行预处理操作以得到第二一维调制符号序列。第一一维调制符号序列可以是从诸如QPSK调制单元、QAM调制单元或者用于将待传输的比特流映射为调制符号的其他单元获取的。步骤S301可以由电子设备200的处理电路203执行，更具体地，由预处理单元204执行。
在图3中，步骤S301被进一步示为包括子步骤S303、S304、S305。在子步骤S303中，对第一一维调制符号序列进行第一升维转换成为第一多维调制符号块。在子步骤S304中，利用使得第一多维调制符号块中的各个符号彼此耦合的第一耦合变换，将第一多维调制符号块变换为第二多维调制符号块。在子步骤S305中，对第二多维调制符号块进行第一降维转换成为第二一维调制符号序列，其中该第一降维转换是S303中的第一升维转换的逆过程。步骤S303、S304、S305可以由电子设备200的处理电路203执行，更具体地，由预处理单元204中包括的第一升维转换单元204A、第一耦合变换单元204B、第一降维转换单元204C分别执行。
通过步骤S301得到的第二一维调制符号序列中的各个符号之间存在耦合性的关联。因此，相对于未经预处理的第一一维调制符号序列，第二一维调制符号序列获得了对抗多普勒频偏的分集增益，这使得它在快速时变的物理信道中具有改进的传输性能。
接下来，在步骤S302中对第二一维调制符号序列的传输进行配置，使得其适于使用单载波系统或多载波系统来传输。步骤S302中的配置操作可以包括适用于所选择的系统的任何操作，例如逆傅里叶变换、添加循环前缀(CP)、载波/子载波调制、数字-模拟转换等操作中的一个或多个。步骤S302可以由电子设备200的处理电路203执行，更具体地，由传输配置单元205执行。
在对第二一维调制符号序列的传输进行配置之后，可以利用相应的通信单元(例如，电子设备200的通信单元201)来发射无线电信号，从而传输第二一维调制符号序列。
附加地或可选地，通信方法300还可以包括确定是否启用预处理操作的步骤。该步骤例如可以在步骤S301之前执行。该步骤可以由电子设备200的处理电路203执行，更具体地，由预处理启用单元206执行。当确定不启用预处理操作时，方法300可以跳过步骤S301。在这种情况下，在步骤S302中直接对第一一维调制符号序列的传输进行配置。
4、根据本公开的实施例的预处理操作
下面描述预处理操作的实施例。根据本公开的实施例，预处理操作可以包括第一升维转换、第一耦合变换和第一降维转换。以下将分别对这些操作进行描述。应当注意的是，以下描述仅仅是为了示意或说明的目的而提供的，并不旨在对本公开的范围进行限制。
4.1预处理操作的输入
预处理操作可以将输入的第一一维调制符号序列转换为第二一维调制符号序列以用于传输。根据本公开的一个实施例，第一一维调制符号序列可以包括多个复调制符号，这些复调制符号可以是诸如QPSK符号、QAM符号之类的复调制符号当中的一种。相应地，这些复调制符号可以来自于QPSK调制器、QAM调制器等，这些调制器通过将待传输的比特流中的每个比特映射到星座图上(也称为星座点映射)，从而得到相应的复调制符号。
图4A示出了QPSK调制的星座图。图4A所示的QPSK的星座图上有4个可供选择的星座点，即调制阶数为4。因此，每一个QPSK符号对应log24＝2个比特。如该星座图所示，每次星座点映射以两个比特为单位。QPSK符号x与比特之间的映射关系如下：
举例而言，如果待传输的比特流为1110100100，则根据图4A所示的QPSK调制将得到一系列的QPSK符号，依次为：x1＝1+i，x2＝1-i，x3＝1-i，x4＝-1+i，x5＝-1-i。需要注意的是，尽管这里关于图4A描述了QPSK调制的过程，但是也可以使用其他的调制方式(诸如QAM)来将待传输的比特流中的比特映射为相应类型的复调制符号。
在得到一系列复调制符号(诸如QPSK符号、QAM符号)之后，可以将这些复调制符号按列排布为符号序列的形式。多载波系统的调制符号的每一列可以包括要由多个载波传输的多个调制符号。OFDM系统是多载波系统的一个示例。根据本公开的一个实施例，在OFDM系统中，各个调制符号将被进一步调制在频域的多个正交子载波上。因此，根据OFDM系统所使用的子载波的数量(假设为32)，各个复调制符号自然地以32个为一组顺次排列成如下所示的多个复调制符号序列x。
在OFDM系统中，这多个复调制符号序列被逐列地进行离散傅里叶逆变换(IDFT)以及后续操作。然后，OFDM系统在一个符号间隔(也称为OFDM符号间隔)内发射一个复调制符号序列中的所有32个复调制符号，并且在接下来的符号间隔内发射另一个复调制符号序列中的所有32个复调制符号。
根据本公开的一个实施例，预处理操作可以在OFDM系统中的上述IDFT逆变换之前进行。预处理操作的输入(即，第一一维调制符号序列)可以包括要在一个或多个符号间隔内在多个子载波上发送的复调制符号序列。例如，第一一维调制符号序列所包括的复调制符号的数量可以根据处理能力来确定。
由于预处理操作的复杂度(以及后面将要介绍的接收侧的处理复杂度)随着第一一维调制符号序列所包含的复调制符号的数量的增加而显著增加，并且跨多个符号间隔内的复调制符号进行处理可能会引入系统延时，因此，根据本公开的优选实施例，第一一维调制符号序列可以包括要在一个符号间隔内的多个子载波上发送的复调制符号。例如，对于OFDM系统，第一一维调制符号序列可以对应于计划在一个OFDM符号间隔内的多个子载波上传送的一组复调制符号。更具体而言，若OFDM系统所使用的子载波的数量为N，则第一一维调制符号序列包括计划在一个OFDM符号间隔内使用这多个子载波传送的N个复调制符号。对从第一一维调制符号序列经预处理操作得到的第二一维调制符号序列进行OFDM调制，以在一个OFDM符号间隔内完成该组复调制符号的无线电传输。这可以有利地减小发射侧和接收侧的处理复杂度，使得系统更适于在手持式设备(诸如智能电话)上实现。此外，在接收侧也不需要等待接收到多个符号间隔内的全部复调制符号才进行整体处理，从而避免了引入内生性的系统延时。
尽管上面以多载波系统进行了说明，但是这些说明也可以适用于单载波系统，例如SC-FDMA系统。与多载波系统不同，单载波系统本身并不要求调制符号(例如QPSK符号、QAM符号)成列。这是由于单载波系统的符号被调制在时域上，所以它不需要在发射侧进行IDFT变换。在单载波系统中，在经过比特流映射得到调制符号流后，这些调制符号被直接顺次发射。
然而，现有的许多单载波系统使用了循环前缀(CP)。由于循环前缀的添加要求调制符号成列(因为这样才能将列尾的一部分符号复制到列首形成循环前缀)，所以这些单载波系统实际上也涉及将调制符号流分组成为多个调制符号序列。可以使用单载波系统的这种调制符号序列作为预处理操作的输入，即，作为第一一维调制符号序列。如前面所解释的，单载波系统的符号被调制在时域上。因此，与多载波系统中的第一一维调制符号序列可以包括频域调制符号不同，单载波系统中的第一一维调制符号序列可以包括时域调制符号。
此外，对于不使用循环前缀的单载波系统，也可以将调制符号流按照多载波系统中那样划分为多个调制符号序列，并将其中的一个或多个调制符号序列选择为预处理操作的输入(即，第一一维调制符号序列)。在输入第一一维调制符号序列之后，可以进行第一升维转换。
4.2第一升维转换
根据本公开的实施例，第一升维转换可以用于将第一一维调制符号序列转换为第一多维调制符号块。第一多维调制符号块可以是二维调制符号块，也可以具有更高的维度。
为了便于描述，以下以二维为例针对第一一维调制符号序列向第一多维调制符号块的转换来描述第一升维转换。在此基础上，本领域技术人员能够想到将所述原理应用到一维调制符号序列向更高维度的调制符号块的转换。
根据本公开的一个实施例，为了将N×1的第一一维调制符号序列x转换为第一二维调制符号块X，可以首先确定第一二维调制符号块X的尺寸。第一二维调制符号块X可以是K×L的二维块，其中K、L可以是任意的大于1的正整数，并且可以满足K×L＝N。K、L的值例如可以根据电子设备的处理能力来适当地确定。
在确定第一二维调制符号块X的尺寸之后，可以将第一一维调制符号序列x中的每个调制符号一一映射到第一二维调制符号块X中的对应位置。根据本公开的一个实施例，该映射过程可以通过以下两个步骤来实现，如图4B所示。
步骤S401：对第一一维调制符号序列x中的各个调制符号进行重新排序得到中间序列x’，如下所示。
其中，列向量x表示第一一维调制符号序列；列向量x’来表示重新排序之后的一维中间序列；p[i]是关于原始序号i的重新排序映射，其取值为一系列各不相同的非负整数，并满足p[i]∈{0,1,2,…,N-1}。
应当注意的是，只要满足p[i]的取值在集合{0,1,2,…,N-1}内且各不相同，重新排序映射p[i]的设计可以是任意的。这相当于是对N个可区分的调制符号进行有序排列，因此p[i]可以有N！(N的阶乘)种不同的设计方案。
在一个示例中，p[i]可以被取为p[i]＝(i+1)mod N。即，对于每一个原始序号i，用i+1对N进行取余作为新的排序序号，则重新排序可以被表示为：
即将列向量x中的各个元素向前进行了一次循环移位。
在又一个示例中，可以采用单位变换(p[i]＝i)，即，不进行重新排序。
重新排序映射p[i]在该给定的非负整数集合内取值各异，也保证了映射p[i]是可逆的。即，存在对应的一个逆映射p-1[j]，使得：
这使得可以在后面将要描述的第一降维转换中执行映射p[i]的逆过程。
步骤S402：将经过重新排序后的中间序列x’中的各个调制符号以事先约定好的填充顺序填充在K×L的第一二维调制符号块X中。
如下所示，使用由K个行、L个列组成的表格来表示第一二维调制符号块X，其中每一个方格中的非负整数代表填入的调制符号的序号。例如，如果方格中的整数为i，则在第一二维调制符号块的对应位置处填入中间序列x’的元素x′i＝xp[i]。
0 K … (L-1)K
1 K+1 … (L-1)K+1
2 K+2 … (L-1)K+2
… … … …
K-1 2K-1 … LK-1
通过以上描述的两步映射过程可以将第一一维调制符号序列x中的每个调制符号一一映射到第一二维调制符号块X中的对应位置，从而对第一一维调制符号序列x进行第一升维转换成为第一二维调制符号块X。应当注意的是，尽管这里将第一升维转换过程描述为具有两个步骤，但是这两个步骤可以细分为更多的子步骤或者合并为一个步骤。
例如，作为上述两步映射过程的简化，可以按顺序将第一一维调制符号序列x逐列地填充到第一二维调制符号块X中的对应列中，也可以按顺序将第一一维调制符号序列x逐行地填充到第一二维调制符号块X中的对应行中。
第一升维转换过程可以例如由电子设备200中的第一升维转换单元204A在方法300的步骤S303中执行。在第一升维转换之后，可以对第一多维调制符号块进行第一耦合变换。
4.3第一耦合变换
根据本公开的实施例，第一耦合变换可以用于将第一多维调制符号块转换为第二多维调制符号块。第一多维调制符号块和第二多维调制符号块可以具有相同的维度。第一多维调制符号块和第二多维调制符号块可以是二维调制符号块，也可以具有更高的维度。
为了便于描述，以下针对第一二维调制符号块向第二二维调制符号块的变换来描述第一耦合变换。在此基础上，本领域技术人员能够理解将所述原理应用到更高维度的第一多维调制符号块和第二多维调制符号块之间的变换。
根据本公开的一个实施例，第一多维调制符号块是第一二维调制符号块，第一耦合变换可以用于将第一二维调制符号块的各符号耦合，从而得到其中各个符号彼此耦合的第二二维调制符号块。使各调制符号之间彼此耦合可以获得对抗快速时变的物理信道下的多普勒频偏的增益，提高在高速移动场景下的传输性能。优选地，第一耦合变换可以是可逆变换，这使得能够在接收侧正确解调出接收到的符号。
不失一般性，第一耦合变换在数学上可以被表示为可逆的映射f(·)：
f(X)＝Y
其中X是待变换的第一二维调制符号块，Y是经变换得到的第二二维调制符号块。为了保证映射f(·)能够耦合X中的各个调制符号，要求对Y中的任意一个元素yk,l，都存在两个X中的元素xi,j、xm,n，使得对应的二阶混合偏导数不为0，即，满足以下表达式:
可以使用满足上述表达式的任意映射f(·)来将第一二维调制符号块变换为第二二维调制符号块。
根据本公开的进一步的实施例，所使用的第一耦合变换可以是线性变换。使用线性变换可以降低系统实现的复杂度。
根据本公开的更具体的实施例，所使用的第一耦合变换可以进一步是正交变换。正交变换是线性变换的一种特定实施例，其能够保证变换前后的功率恒定，因此，使用正交变换可以获得功率处理上的增益。
根据本公开的更具体的实施例，第一耦合变换可以是多维离散对偶傅里叶变换(Discrete Symplectic Fourier transform，DSFT)，多维离散余弦变换(Discrete CosineTransform，DCT)或对应的多维离散余弦逆变换(IDCT)，或者多维离散小波变换(DiscreteWavelet Transform，DWT)或对应的多维离散小波逆变换(Inverse Discrete WaveletTransform，IDWT)中的任何一种。
根据本公开的一个实施例，第一耦合变换可以是多维DSFT变换。当第一多维调制符号块为二维调制符号块时，第一耦合变换可以是二维DSFT变换。
如图4C所示，根据本公开的一个实施例，对第一二维调制符号块的二维DSFT变换可以包括如下的两步一维傅里叶变换/逆变换：(1)在步骤S403中，对第一二维调制符号块的每个行应用一维傅里叶变换以得到中间二维调制符号块；(2)在步骤S404中，对中间二维调制符号块的每个列应用一维傅里叶逆变换以得到第二二维调制符号块。
此外，与图4C的实施例类似，根据本公开的另一个实施例，对第一二维调制符号块的二维DSFT变换可以包括如下的两步的一维傅里叶变换/逆变换：(1)对第一二维调制符号块的每个列应用一维傅里叶逆变换以得到中间二维调制符号块；(2)对中间二维调制符号块的每个行应用一维傅里叶变换以得到第二二维调制符号块。
第一耦合变换过程可以例如由电子设备200中的第一耦合变换单元204B在方法300的步骤S304中执行。在第一耦合变换之后，可以对第二多维调制符号块进行第一降维转换。
4.4第一降维转换
根据本公开的实施例，第一降维转换可以用于将第一耦合变换所得到的第二多维调制符号块转换为第二一维调制符号序列。第一降维转换是前述第一升维转换的逆过程。取决于先前所使用的第一升维转换，第二多维调制符号块可以是二维调制符号块，也可以具有更高的维度。
为了便于描述，以下针对第二二维调制符号块向第二一维调制符号序列的转换来描述第一降维转换过程。在此基础上，本领域技术人员能够想到将所述原理应用到更高维度的调制符号块向一维调制符号序列的转换。
对应于前面第4.2节描述的第一升维转换过程，第一降维转换过程可以通过以下两个步骤来实现，如图4D所示。
步骤S405：将尺寸K×L的第二二维调制符号块按照第一升维转换的填充顺序的逆顺序恢复成N×1的中间序列。
例如，如果第一升维转换的步骤S402使用如下表的填充顺序得到第一二维符号块X(即，逐列填充)时，那么第一降维转换的步骤S405直接将第二二维调制符号块Y的各列依次拼接即可得到恢复的中间序列y’。其中，第二二维调制符号块Y是通过对第一二维调制符号块X进行第一耦合变换所得到的。
0 K … (L-1)K
1 K+1 … (L-1)K+1
2 K+2 … (L-1)K+2
… … … …
K-1 2K-1 … LK-1
步骤S406：对恢复的中间序列中的各个元素进行恢复性的重新排序
如前所述，由于第一升维转换所使用的重新排序映射p[i]具有对应的逆映射p-1[j]，所以通过对中间序列y’应用逆映射p-1[j]，可以得到第二一维调制符号序列y。如下所示。
应当注意的是，由于第一升维转换中所采用的重新排序映射p[i]可以具有N！种不同的设计，所以第一降维转换中所采用的恢复性的重新排序映射p-1[j]相应地也具有N！种不同的设计。
通过以上描述的两步过程可以将第二二维调制符号块中的每个调制符号一一映射回第二一维调制符号序列中的对应位置，从而将第二二维调制符号块第一降维转换成为第二一维调制符号序列。应当注意的是，尽管这里将第一降维转换过程描述为两步过程，但是这两个步骤可以细分为更多的子步骤或者合并为一个步骤。
例如，作为上述两步过程的简化，可以按顺序将第二二维调制符号块逐列地拼接为第二一维调制符号序列，也可以按顺序将第二二维调制符号块逐行地拼接为第二一维调制符号序列。
第一降维转换过程可以例如由电子设备200中的第一降维转换单元204C在方法300的步骤S305中执行。
图4E至图4G进一步地示出了第一升维转换、第一耦合变换以及第一降维转换的具体示例的示意图。在图4E中，第一一维调制符号序列407经过第一升维转换成为第一二维调制符号块408。其中，第一一维调制符号序列407可以包括在一个OFDM符号间隔内待发送的N个复调制符号。例如，第一一维调制符号序列407是第1节中提到的复调制符号序列Am。第一二维调制符号块408是K×L的符号块，其中L＝N/K。随后，如图4F所示，第一二维调制符号块408经过第一耦合变换成为第二二维调制符号块409，其中第一耦合变换可以是K×L点的DSFT变换。所得到的第二二维调制符号块409也是大小为K×L的符号块。接下来，如图4G所示，第二二维调制符号块409经过第一降维转换成为第二一维调制符号序列410。与第一一维调制符号序列407类似，第二一维调制符号序列410也包括N个复调制符号。可选地，对于OFDM系统，第二一维调制符号序列410可以进一步经过IDFT变换成为序列411，如图4G中所示。
经过上述示例性的第一升维转换、第一耦合变换和第一降维转换，第一一维调制符号序列被转换成为第二一维调制符号序列。可以使用单载波系统或多载波系统来传输第二一维调制符号序列。不同于第一一维调制符号序列中各个调制符号是独立的，第二一维调制符号序列中的各个调制符号之间存在耦合性的关联，这使得第二一维调制符号序列相对于第一一维调制符号序列具有对抗快速时变的物理信道中的多普勒效应的分集增益，从而其传输在高速移动场景下具有改进的性能例如，更低的误码率。
此外，由于所使用的第一降维转换是第一升维转换的逆过程，所以第二一维调制符号序列具有与第一一维调制符号序列具有相同的大小。因此，用于对第一一维调制符号序列进行配置和传输的现有系统可以直接应用于第二一维调制符号序列。也就是说，包含本公开的预处理操作的系统可以通过向现有系统添加预处理模块来实现。预处理模块例如可以是关于图2所描述的处理电路203中的预处理单元204。由于不需要对现有系统进行更多的调整，由于不需要对现有系统进行更多的调整，所以本公开的实施例还具有可以接受的附加复杂度和成本。
由此可见，根据本公开的实施例的电子设备和通信方法可以通过引入包含第一升维转换、第一耦合变换以及第一降维转换的预处理操作，有效应对高速移动场景下的时变多普勒效应，同时具有适于在实际系统中实现的复杂度和系统延时。
5、根据本公开的实施例的用于接收侧的电子设备
图5示出了根据本公开的实施例的用于接收侧的电子设备500的框图。根据本公开的一个实施例，电子设备500可以位于用于用户侧的通信设备诸如智能电话中。根据本公开的另一个实施例，电子设备500可以位于各种控制设备或发射装置中。这里所言的控制设备例如是诸如eNB或3GPP的5G通信标准的gNB之类的基站、远程无线电头端、无线接入点等，发射装置例如包括大尺寸的车载发射装置或固定发射装置(例如，无人机管理塔台)以及卫星通信系统中的发射器。
根据本公开的一个实施例的用于接收侧的电子设备500可以包括例如通信单元501、存储器502和处理电路503。
通信单元501可以用于接收或获取由发射侧的电子设备200所发射的无线电信号。该无线电信号可以包括通过单载波系统或多载波系统传输的一个或多个调制符号序列，例如前述的第二一维调制符号序列。通信单元501可以对所接收的无线电信号执行诸如下变频、模拟-数字变换之类的功能。例如，通信单元501还可以执行多载波系统或单载波系统的解调功能的一部分，从而向处理电路503提供第二一维调制符号序列。在本公开的实施例中，通信单元501例如可以实现为天线器件、射频电路和部分基带处理电路等通信接口部件。通信单元501用虚线绘出，因为它还可以位于处理电路503内或者位于电子设备500之外。
电子设备500的存储器502可以存储由处理电路503产生的信息，通过通信单元501从其他设备接收的信息，用于电子设备500操作的程序、机器代码和数据等。存储器502用虚线绘出，因为它还可以位于处理电路503内或者位于电子设备500之外。存储器502可以是易失性存储器和/或非易失性存储器。例如，存储器502可以包括但不限于随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)以及闪存存储器。
处理电路503可以提供电子设备500的各种功能。根据本公开的一个实施例，处理电路503可以被配置为对第二一维调制符号序列进行解调以获得由发射侧的电子设备200传输的原始调制符号序列(例如，第一一维调制符号序列)。由处理电路503执行的解调过程可以包括后处理操作。与在发射侧执行的预处理操作类似，接收侧的后处理操作能够将第二一维调制符号序列内的各个调制符号彼此耦合，以更好地获得部分对抗多普勒频偏的处理增益。第二一维调制符号序列通过接收侧的后处理操作可以被转换为第三一维调制符号序列。处理电路503还可以执行对第三一维调制符号序列的进一步处理，例如进行信道均衡操作以及后续的解调操作(例如QPSK解调、QAM解调)，从而恢复由发射侧的设备所传输的比特流。
处理电路503可以包括用于实现上述功能的各种单元。根据本公开的一个实施例，处理电路503可以包括后处理单元504以及均衡单元505，并且可以可选地包括后处理启用单元506。
后处理单元504可以用于对第二一维调制符号序列执行后处理操作。在一个实施例中，第二一维调制符号序列可以是由通信单元501提供的一组复调制符号。第二一维调制符号序列可以在物理上与发射侧的第二一维调制符号序列对应。
根据本公开的一个实施例，对第二一维调制符号序列的后处理操作可以包括第二升维转换、第二耦合变换、以及第二降维转换。这些操作可以分别由包括在后处理单元504中的第二升维转换单元504A、第二耦合变换单元504B、第二降维转换单元504C来执行。
第二升维转换单元504A可以用于对第二一维调制符号序列进行第二升维转换，从而得到第三多维调制符号块。第三多维调制符号块可以是二维调制符号块，或者具有更高的维度。第二升维转换可以将第二一维调制符号序列中的每个调制符号一一映射到第三多维调制符号块中的对应位置。所得到的第三多维调制符号块可以被传送给第二耦合变换单元504B。
第二耦合变换单元504B可以利用使得第三多维调制符号块中的各个符号彼此耦合的第二耦合变换，将第三多维调制符号块变换为第四多维调制符号块。优选地，在接收侧的电子设备500中与发射侧的第一耦合变换对应地进行第二耦合变换，可以更好地对抗多普勒频偏，更多细节如后面第8节所述。第二耦合变换单元504B可以将第四多维调制符号块传送给第二降维转换单元504C。
第二降维转换单元504C可以用于对第四多维调制符号块进行第二降维转换，从而得到第三一维调制符号序列。由第二降维转换单元504C执行的第二降维转换可以是由第二升维转换单元504A执行的第二升维转换的逆过程。因此，第三一维调制符号序列可以具有与第二一维调制符号序列相同的尺寸。
附加地或可选地，后处理单元504可以将第三一维调制符号序列传送给均衡单元505以执行信道均衡操作，从而在一定的信噪比条件下直接恢复出原始调制符号序列，例如前述的第一一维符号序列。由均衡单元505执行的信道均衡操作是针对等效信道来执行的。该等效信道可以描述发射侧的复调制符号序列(例如，第一一维调制符号序列)与接收侧的第三一维调制符号序列之间的传输关系。在执行信道均衡操作时，可以考虑至少包括发射侧的预处理操作、实际物理信道以及接收侧的后处理操作形成的等效信道，关于信道均衡的更多细节如后面第8节所述。
根据本公开的一个实施例，处理电路503还可以包括后处理启用单元506。后处理启用单元506用虚线绘出，因为它还可以位于处理电路503外或者位于电子设备500之外。后处理启用单元506可以被用于确定是否启用后处理单元504以执行对第二一维调制符号序列的后处理操作。当确定不启用后处理操作时，这一般对应于在发送端没有进行预处理操作的情况，第二一维调制符号序列可以被直接传送给均衡单元505而不经历后处理操作。在这种情况下，均衡单元505可以针对不包含预处理操作和后处理操作的等效信道来执行信道均衡操作。
应当注意的是，以上描述的各个单元是用于实施本公开中描述的处理的示例性和/或优选的模块。这些模块可以是硬件单元(诸如中央处理器、场可编程门阵列、数字信号处理器或专用集成电路等)和/或软件模块(诸如计算机可读程序)。以上并未详尽地描述用于实施下文描述各个步骤的模块。然而，只要有执行某个处理的步骤，就可以有用于实施同一处理的对应的模块或单元(由硬件和/或软件实施)。通过下文所描述的步骤以及与这些步骤对应的单元的所有组合限定的技术方案都被包括在本公开的公开内容中，只要它们构成的这些技术方案是完整并且可应用的。
此外，由各种单元构成的设备可以作为功能模块被并入到诸如计算机之类的硬件设备中。除了这些功能模块之外，计算机当然可以具有其他硬件或者软件部件。
6、根据本公开的实施例的用于接收侧的通信方法
图6示出了根据本公开的实施例的用于接收侧的电子设备的通信方法600的流程图。通信方法600例如可以由如图5所描述的电子设备500来执行。
如图6所示，在步骤S601中，获取第二一维调制符号序列。根据本公开的一个实施例，可以经由电子设备500的通信单元501获取第二一维调制符号序列。步骤S601例如可以由电子设备500的处理电路503执行。
第二一维调制符号序列可以包括在一个或多个符号间隔内接收到的复调制符号序列。由于接收处理的复杂度随着第二一维调制符号序列所包括的复调制符号数量的增加而增加，所以第二一维调制符号序列所包括的复调制符号的数量可以例如根据处理能力来确定。
根据本公开的一个实施例，第二一维调制符号序列可以仅包括在一个符号间隔内的复调制符号。例如，为了兼容OFDM系统，第二一维调制符号序列可以对应于一个OFDM符号间隔内在多个子载波上传送的一组复调制符号。更具体而言，若OFDM系统所使用的子载波的数量为N，则第二一维调制符号序列包括在一个OFDM符号间隔内使用这多个子载波传送的N个复调制符号。这可以使本公开的新波形与现有OFDM波形共用部分收发器件，有利地减小处理复杂度、简化系统结构以及降低应用成本，以便在手持式设备(诸如智能电话)上实现。此外，在接收侧，可以在一个OFDM符号间隔内就完成接收处理，而不需要等待接收到多个符号间隔内的全部复调制符号才进行整体处理，延用了OFDM系统固有的处理格式，这避免了引入内生性的系统延时。
在获取了第二一维调制符号序列之后，在步骤S602中对第二一维调制符号序列进行后处理操作以得到第三一维调制符号序列。步骤S602可以由电子设备500的处理电路503执行，更具体地，由后处理单元504执行。
如图6所示，步骤S602可以进一步包括子步骤S604、S605、S606。在子步骤S604中，对第二一维调制符号序列进行第二升维转换，以得到第三多维调制符号块。在子步骤605中，利用使得第三多维调制符号块中的各个调制符号彼此耦合的第二耦合变换，将第三多维调制符号块变换为第四多维调制符号块。在子步骤606中，对第四多维调制符号块进行第二降维转换以得到第三一维调制符号序列，其中第二降维转换是S604中的第二升维转换的逆过程。步骤S604、S605、S606可以由电子设备500的处理电路503执行，更具体地，由预处理单元504中包括的第二升维转换单元504A、第二耦合变换单元504B、第二降维转换单元504C分别执行。通过步骤S602得到的第三一维调制符号序列中的各个符号彼此存在耦合性的关联。因此，接收侧的处理进一步获得了对抗多普勒频偏的分集增益，这使得它在快速时变信道中具有改进的性能。
第二升维转换可以是能够将第二一维调制符号序列中的每个调制符号一一映射到第三多维调制符号块中的对应位置的任意转换。例如，第二升维转换可以是第4.2节关于第一升维转换所描述的各种升维转换中的任意一种，因此可以参照第4.2节进行理解并且与第4.2节重复的部分不再重复描述。事实上，接收侧在后处理操作时可以不知晓在发射侧采用了哪种升维转换。在一个优选的实施例中，考虑到系统的发射侧和接收侧的对称性，可以在接收侧采用与在发射侧所使用的第一升维转换相同的第二升维转换。在另一个实施例中，第二升维转换也可以与在发射侧执行的第一升维转换不同。
第二耦合变换可以是能够将第三多维调制符号块中的每个调制符号彼此耦合的任意变换。例如，第二耦合变换可以是第4.3节中描述的各种耦合变换中的任意一种，因此可以参照第4.3节进行理解并且与第4.3节重复的部分不再重复描述。第二耦合变换可以与在发射侧执行的第一耦合变换属于相同的类型或者不同的类型。例如，当第一耦合变换是DSFT变换时，第二耦合变换可以是IDSFT变换，也可以是小波变换。此外，第二耦合变换与第一耦合变换所针对的多维调制符号块的尺寸也可以是不同的。例如，第一耦合变换所针对的第一多维符号块可以是K1×L1，而第二耦合变换所针对的第一多维符号块可以是K2×L2，其中K1与K2不同，并且L1与L2不同。
在一个实施例中，考虑到系统的发射侧和接收侧的对称性，在接收侧执行的第二耦合变换可以是在发射侧执行的第一耦合变换的逆变换，这使得可以在接收侧较好恢复出发射侧所传输的调制符号。例如，如果在发射侧采用离散对偶傅里叶(DSFT)变换作为预处理操作中的第一耦合变换，那么在接收侧的后处理操作中可以采用离散对偶傅里叶逆变换(IDSFT)作为第二耦合变换，其中，利用IDSFT对第三多维调制符号块中的每个行应用多维傅里叶逆变换，对每个列应用多维傅里叶变换。当第二耦合变换不是第一耦合变换的逆变换时，取决于信道，性能可能会略有差异。
第二降维转换是第二升维转换的逆过程，其将第四多维调制符号块中的每个调制符号一一映射回第三一维调制符号序列中的对应位置。例如，第二降维转换可以是第4.4节关于第一降维转换所描述的各种降维转换中的任意一种，因此可以参照第4.4节进行理解并且与第4.4节重复的部分不再重复描述。在一个实施例中，可以在接收侧采用与在发射侧所使用的第一降维转换相同的第二降维转换。在另一个实施例中，第二降维转换可以与在发射侧执行的第一降维转换不同。
如上面所提到的，根据本公开的实施例，接收侧的后处理操作中的第二升维转换、第二耦合变换以及第二降维转换可以分别与发射侧的预处理操作中的第一升维转换、第一耦合变换以及第一降维转换相同，也可以不同。它们之间可以不具有互逆关系或者其他某种特定的关联。原理上，如果用f表示发射侧的预处理操作所进行的变换(包括升维、耦合、降维)，用h表示物理信道所进行的变换，并且用g表示后处理操作所进行的变换(包括升维、耦合、降维)，那么信号所经历的整体的等效变换是g*h*f。接收侧可以在信道均衡时对这个整体的等效变换g*h*f求逆。因此，在原理上并不要求接收侧的后处理操作g和发射侧的预处理操作f是互逆的或者具有其他某种特定的关联。也就是说，接收侧的后处理操作和发射侧的预处理操作彼此不需要在所使用的变换种类上进行协同。在优选的实施例中，可以让g和f互为逆变换，这可以使得g*h*f获得对称的结构，从而方便信号处理。
附加地或可选地，在步骤S602中的后处理操作将第二一维调制符号序列转换为第三一维调制符号序列之后，可以在步骤S603中执行信道均衡操作。信道均衡操作可以提高衰落信道中的传输性能，例如消除或者减弱宽带通信时的多径延时带来的码间串扰(ISI)问题。根据本公开的一个实施例，信道均衡操作是针对等效信道来执行的。该等效信道描述发射侧的复调制符号序列(例如，第一一维调制符号序列)与接收侧的第三一维调制符号序列之间的传输关系。即，在执行信道均衡操作时，至少可以根据发射侧的预处理操作、实际物理信道以及接收侧的后处理操作来确定等效信道。步骤S603是可选的，因此被示出为虚线框。
附加地或可选地，通信方法600还可以包括确定是否启用后处理操作的步骤。该步骤例如可以在步骤S602之前执行。该步骤可以由电子设备500的处理电路503执行，更具体地，由后处理启用单元506执行。当确定不启用后处理操作时，这一般对应于在发送端没有进行预处理操作的情况，方法600可以跳过步骤S602。在这种情况下，可以在步骤S603中直接对第二一维调制符号序列进行信道均衡操作。
附加地或可选地，通信方法600还可以包括对第三一维调制符号序列的解调步骤(未示出)，从而恢复出在发射侧传输的比特流。取决于在发射侧将待传输的比特流映射为复调制符号的具体方式，在接收侧执行的进一步解调操作可以包括对应的解调操作诸如QPSK解调或者QAM解调等。例如，当在发射侧使用关于图4A所描述的QPSK调制时，在接收侧可以相应地执行对应的QPSK解调操作以恢复出所传输的比特流。
由此可见，根据本公开的实施例的电子设备和通信方法可以通过在接收侧执行包含第二升维转换、第二耦合变换以及第二降维转换的后处理操作，来对抗快速时变的物理信道中的多普勒效应，同时具有适于在实际系统中实现的复杂度和系统延时。
7、根据本公开的实施例的一般通信方法
上面已经分别描述了接收侧和发射侧的通信方法300和600。图7A进一步示出了根据本公开的实施例的一般通信方法700的流程图。通信方法700例如可以由关于图2描述的电子设备200与关于图5描述的电子设备500配合执行。
如图7A所示，在步骤S701中，对第一一维调制符号序列进行预处理操作以得到第二一维调制符号序列。如前面描述的，第一一维调制符号序列可以来自QPSK调制器、QAM调制器或其他调制器。可以使用第4节所描述的预处理操作。该预处理操作可以包括：对第一一维调制符号序列进行第一升维转换成为第一多维调制符号块；利用使得第一多维调制符号块中的各个符号彼此耦合的第一耦合变换，将第一多维调制符号块变换为第二多维调制符号块；以及对第二多维调制符号块进行第一降维转换成为第二一维调制符号序列，其中第一降维转换是第一升维转换的逆过程。
在步骤S702中，传输第二一维调制符号序列。可以使用单载波系统或多载波系统来传输第二一维调制符号序列。为了使得第二一维调制符号序列适于使用单载波系统或多载波系统来进行无线电传输，步骤S702可以包括对第二一维调制符号序列的进一步操作。例如，当使用OFDM系统来传输第二一维调制符号序列时，步骤S702可以至少包括传统OFDM调制过程的一部分。
在步骤S703中，获取所传输的第二一维调制符号序列。
在步骤S704中，对所获取的第二一维调制符号序列进行后处理操作以得到第三一维调制符号序列。该后处理操作可以包括：对第二一维调制符号序列进行第二升维转换成为第三多维调制符号块；利用使得第三多维调制符号块中的各个符号彼此耦合的第二耦合变换，将所述第三多维调制符号块变换为第四多维调制符号块；以及对第四多维调制符号块进行第二降维转换成为第三一维调制符号序列，其中第二降维转换是第二升维转换的逆过程。
附加地或可选地，方法700还可以包括信道均衡的步骤S705。根据本公开的一个实施例，该信道均衡操作可以针对第一一维调制符号序列与第三一维调制符号序列之间的等效信道。该等效信道例如可以包括步骤S701中的预处理操作、实际物理传输信道以及步骤S705中的后处理操作共同形成的等效传输关系。步骤S705是可选的，因此被示出为虚线方框。
附加的或可选地，方法700还可以包括确定是否要启用预处理操作的步骤S706或确定是否要启用后处理操作的步骤S707。步骤S706和步骤S707是可选的，因此被示出为虚线方框。关于启用预处理操作的步骤或启用后处理操作的详细描述可以参见第10节。当确定不启用预处理操作时，步骤S701可以被省略。可以将是否启用预处理操作的信息包括在指示信息中发送到接收侧，以指示接收侧是否应当相应地启用后处理操作。当确定不启用后处理操作时，步骤S705可以被省略。信道均衡的步骤可以类似地根据预处理操作和/或后处理操作是否被启用而相应地确定等效信道。
8.使用多载波系统的实施例
图7B示出了根据本公开的实施例的通信系统700B的框图。下面将结合图7B针对多载波系统来进一步描述根据本公开的示例性实施例。应当注意的是，尽管这里仅针对多载波系统进行了描述，但是如前面第4节所解释的，本公开的原理和方法也适用于单载波系统。本领域普通技术人员能够对本实施例进行拓展以应用于单载波系统。
可以用x表示待传输的N×1的调制符号序列。根据本公开的一个实施例，调制符号序列x可以对应于要在一个符号间隔内传输的多个调制符号(例如QPSK符号或QAM符号)。如前面已经解释的那样，以一个符号间隔内的调制符号为单元进行处理可以降低系统复杂度，并且避免造成内生性系统延时。
x可以在发射侧经历预处理操作。如图7B所示，在预处理操作期间，首先可以对调制符号序列x进行第一升维转换。例如，可以按照一定的映射关系将调制符号序列x中的各个调制符号映射成K×L的二维调制符号块X。其中，K和L的取值可以根据具体需要和处理能力进行选择，只需要满足K×L＝N即可。
然后，预处理操作可以对二维调制符号块X进行相应维度的第一耦合变换，例如DSFT变换。对二维调制符号块X的DSFT变换可以表示为：
其中，表示K阶的逆傅里叶变换(IFFT)矩阵，FL表示L阶的傅里叶变换(FFT)矩阵，表示经过DSFT变换后得到的K×L的二维符号块，是的第i列。
接下来，预处理操作可以对二维调制符号块进行第一降维转换，以将其重新排列成一个N×1的调制符号序列这里的第一降维转换可以是对调制符号序列x的第一升维转换的逆过程。可以被表示为：
其中运算符表示Kronecker(克罗内克)积运算。
从预处理操作得到的可以被传送给多载波系统的发射机来发射。例如，可以使用关于图1C所描述OFDM系统的OFDM发射机来发射当使用该OFDM发射机来发射时，可以进一步对执行如图1C所描述的IFFT变换、CP添加以及后续的处理(例如数字-模拟转换、上变频)等。
所发射的无线电信号传输通过物理信道。图7C是时变多径物理信道下收发端数字化信号模型的示意图。如图7C所示，发射侧所发射的信号s经过物理信道中的三条路径的不同延时之后互相叠加，从而得到接收侧所接收到的信号r。物理信道的时变性体现在每条路径的路径增益(用α1、α2、α3表示)都是时变的。此外，每条路径带有不同的多普勒频偏，分别用ν1、ν2、ν3表示。需要注意的是，尽管图7C中信号传输路径被表示为三条，但是可以存在更多或更少的传输路径。
所发射的无线电信号通过物理信道传输到多载波系统的接收机。例如，该接收机可以是关于图1C所描述的OFDM接收机。该OFDM接收机可以对接收到的无线电信号进行下变频、采样、CP去除，以得到接收信号r。如前面解释的，r是经过各路径延时后的发射信号以时变的路径增益和多普勒因子为权系数的线性加权和。当发射侧发射调制符号序列时，接收侧接收的数字信号r可以被表示为：
其中H是包含了CP相关操作的物理信道，r是接收端经过下变频、采样等数字化处理后的数字接收信号，z是接收端的噪声。可选地，还可以对数字信号r进行FFT变换等处理。因此，与所发射的调制符号序列对应的数字化的接收信号可以被表示为：
其中，FN表示N阶的FFT矩阵，表示经过FFT处理后的数字接收信号，是一个N×1的调制符号序列。当对应于在一个调制符号间隔内由多载波系统发射的多个调制符号时，可以对应于由在一个调制符号间隔内接收到的多个调制符号组成的调制符号序列。
调制符号序列可以在接收侧经历后处理操作。在后处理操作期间，首先，可以对调制符号序列执行第二升维转换，从而将其排列为一个K×L的二维调制符号块其中满足在接收侧执行的第二升维转换可以与发射侧的第一升维转换相同或者不同。
然后，后处理操作可以对进行第二耦合变换。根据本公开的一个实施例，该第二耦合变换可以是IDSFT变换，即，可以是发射侧的DSFT变换的逆变换，这可以使得接收侧能够最大程度地正确恢复出所发射的调制符号。对进行IDSFT变换可以被表示为：
其中，FK表示K阶FFT变换，表示L阶的IFFT变换，表示所得到的二维调制符号块。
随后，后处理操作可以对二维调制符号块进行第二降维转换。该第二降维转换可以是对执行的第二升维转换的逆过程，从而根据该第二升维转换的顺序的逆顺序将二维调制符号块重新排列为一个N×1维度的调制符号序列y。根据Kronecker积的数学性质，可以得到：
其中为表示处理后的噪声的N×1向量。可以被表示为：
为N×N矩阵，代表发射侧所传输的原始调制符号序列x和经过接收侧后处理操作之后的调制符号序列y之间的等效信道。可以被表示为：
这里表示Kronecker积运算，H表示实际的物理信道。
可选地，在接收侧的后处理操作执行完毕后，可以根据等效传输矩阵对调制符号序列y进行均衡，从而在一定的信噪比条件下直接恢复出原始调制符号序列x。考虑到均衡的复杂度，实际系统可以使用易于实现的线性均衡准则。根据一个实施例，可以采用基于迫零(ZF)准则的均衡操作，均衡矩阵可以相应地表示为QZF：
根据另一个实施例，可以采用基于最小均方误差(MMSE)准则的均衡操作，均衡矩阵可以相应地表示为QMMSE
其中γ是根据MMSE准则所定义的归一化因子，IN是N阶单位矩阵。
从上述描述可以看到，由于预处理操作的处理矩阵和后处理操作的处理矩阵的存在，所以在等效信道(用表示)中，各个元素特别是一个符号间隔内传输的各个元素是彼此耦合的，这可以获得部分对抗多普勒频偏的分集增益，从而获得性能上的提升。
此外，当预处理操作的输入(即，调制符号序列x)仅包括要在一个符号间隔内传输的调制符号序列时，由于没有对跨符号间隔的多个调制符号序列进行联合处理，因此不会造成内生性系统延时。也就是说，接收侧在收到当前一个符号间隔内的调制符号序列时可以立即进行解调，无须等待后续符号间隔的调制符号序列。另外，从等效信道的维度可以看出，是一个N×N的矩阵。这使得信道均衡的复杂度仅仅略高于不使用预处理操作和后处理操作的OFDM系统。因此，本公开能够容易地在实际系统上实现，这对于手持式设备是尤为重要的。
9.用于其他系统的实施例
尽管本公开主要针对OFDM系统描述了根据本公开的示例实施例，但是将清楚的是，本公开的原理和方法也可以应用于其他多载波系统，例如码分多址(CDMA)系统。
CDMA系统利用不同的正交码作为载波，从而利用相同的时频资源来服务多个用户。基于CDMA系统来实现根据本公开的方法时，可以将不同用户的数据分别进行调制。对于每一个确定的用户而言，处理的方法和前述基于OFDM的系统基本是一致的，即，对用户数据进行扩频(扩频是CDMA系统自身的操作)之后得到待传输的比特流，然后再经过星座点映射得到串行的调制符号流。可以如前面所述地那样，可以将串行调制符号流分成多个调制符号序列。对于每个调制符号序列，除了不需要在发送之前执行IFFT操作之外(CDMA系统不需要这一操作)，其他的处理与基于OFDM的系统是一致的。对每一个用户的数据都进行这样的处理，即将每一个用户的数据都表示成这样的二维调制符号块，然后对各个二维调制符号块进行预处理操作，然后将各个用户的经过预处理操作的待传输的调制符号叠加在一起通过无线电信号发射即可。接收侧在收到叠加的无线电信号之后，首先利用CDMA系统正交码的原理将各个用户的数据分开，然后可以利用基于OFDM的系统实现中所描述的方法进行解调(不需要FFT操作)。
因此，根据本公开的方法和设备可以例如应用于使用频分复用技术或码分多址技术的多载波系统，例如使用正交频分复用(OFDM)技术、频域扩展多载波码分多址技术、单载波频分多址技术、正交多载波直接序列码分多址技术、多频直接序列码分多址技术、广义多载波直接序列码分多址技术、跳时多载波码分多址技术、时频域扩展多载波直接序列码分多址技术当中的任何一种技术的多载波系统。
此外，除了用于地面通信的通信系统外，根据本公开的实施例的电子设备和通信方法也可以适用于低轨卫星星座的通信场景。低轨星座中的卫星绕行速度很快，与地球相比高速的相对运动将产生很强的多普勒频偏，同时由于轨道高度低，存在多径效应，因此根据本公开的实施例的电子设备和通信方法可以适用于这种通信场景。另外，卫星通信场景下的通信距离远大于地面通信，通信延时问题变得更加显著，OTFS系统本身就存在固定的系统延时，不利于在延时较大的卫星通信场景下使用，而根据本公开的实施例的电子设备和通信方法没有系统延时，在这方面更有优势。
10.根据本公开的实施例的启用预处理操作和后处理操作
根据本公开的实施例，可以根据多种因素来确定是否启用前述预处理操作和/或后处理操作。这使得可以根据需要来灵活地选择是使用常规的通信方法，还是使用带有预处理操作和后处理操作的改进的通信方法，从而能够更好地适应实际的应用场景。这种确定可以由处理电路203、503来执行。例如，由于预处理操作和/或后处理操作的目的之一是更好地对抗多普勒频偏，所以，在多普勒频偏不显著的场景中，可以不启用预处理操作和/或后处理操作。
根据本公开的一个实施例，可以在发射侧执行预处理操作之前，确定是否启用该预处理操作。该确定可以基于多种因素。根据一个实施例，可以基于信道状况来确定是否启用预处理操作。信道状况可以包括信道的多普勒效应的强度，多普勒效应的强度例如可以通过参考信号在频域的扩展和偏移来测量。当多普勒效应足够强(例如，多普勒频偏超过阈值)时，可以启用预处理操作。根据另一个实施例，可以基于应用场景来确定是否启用预处理操作。例如，当确定应用场景为高速列车通信、飞行器通信或卫星通信或其他高速移动场景中的任何一种时，可以启用预处理操作。又例如当通信设备的移动性(如速度)高于预定阈值时，可以启用预处理操作。根据还有的一个实施例，可以基于接收侧所发送的特定请求来确定是否在发射侧启用预处理操作。例如，响应于接收到接收侧所发送的要求启用预处理的请求，可以在发射侧启用该预处理操作。
根据本公开的一个实施例，发射侧的电子设备可以传输指示信息，该指示信息可以指示在发射侧是否启用了预处理操作，从而指示接收侧的电子设备是否相应地启用后处理操作以及相应地配置信道均衡操作。根据本公开的进一步的实施例，指示信息还可以包括预处理操作的参数和/或类型，例如第一多维调制符号块的维度参数(二维或者更高维度)、第一多维调制符号块各维度的大小、以及耦合变换的类型(例如DSFT变换)。根据本公开的其他实施例，这些预处理操作的参数是事先约定的静态参数，因此可以不被包括在指示信息中。
可以使用各种方式来传输指示信息。根据一个实施例，指示信息被包括在例如3GPP标准规定的下行链路控制信息DCI中。例如，可以在DCI中加入一个波形选择的变量，当用户高速移动造成信道时变显著时，基站端可以通过该波形选择变量的取值通知用户将启用预处理操作和后处理操作，例如波形选择变量为0表示使用OFDM波形，波形选择变量为1表示使用本公开的新波形而需要启用预处理和后处理操作；而当环境中的多普勒效应不明显时，则基站可以通知用户采用普通波形而不启用预处理操作和后处理操作。通过这种方式，可以支持多种波形动态按需切换的通信场景，从而在运算开销和传输性能上灵活取舍。根据另一个实施例，该指示信息也可以被包括在高层信令，例如3GPP标准规定的无线资源控制RRC消息中，从而节省物理层信令并支持半静态的波形切换。
根据本公开的一个实施例，可以在接收侧执行后处理操作之前，确定是否启用该后处理操作。该确定可以基于多种因素。根据一个实施例，可以基于所接收到的指示信息来确定是否在接收侧启用后处理操作，该指示信息至少包括与是否应当启用后处理操作有关的信息。例如，该指示信息可以是上面所描述的由发射侧传输的指示信息。当指示信息指示在发射侧启用了预处理操作时，在接收侧可以相应地启用后处理操作。否则，在接收侧可以不启用后处理操作。在接收侧可以从下行链路控制信息DCI或无线电资源控制RRC消息中获取指示信息。
根据本公开的另一个实施例，接收侧的电子设备的处理电路503还可以确定是否向发射侧的电子设备200发送启用后处理操作或者说启用新波形的请求。这种确定可以基于信道状况。信道状况可以包括信道的多普勒效应的强度，多普勒效应的强度例如可以通过参考信号在频域的扩展和偏移来测量。当多普勒效应足够强(例如，多普勒频偏超过阈值)时，可以发送启用后处理操作的请求。根据另一个实施例，可以基于应用场景来确定是否发送启用后处理操作的请求。例如，当确定应用场景为高速列车通信、飞行器通信或卫星通信或其他高速移动场景中的任何一种时，可以发送启用后处理操作的请求。可以根据发射侧对请求的响应来确定是否在接收侧启用后处理操作。例如，如果发射侧的电子设备响应于请求而在发射侧启用了预处理操作时，那么可以通过指示信息指示接收侧的电子设备相应地启用后处理操作。否则，接收侧的电子设备可以不启用后处理操作。
图8A和图8B是示出根据本公开的实施例的用于确定是否启用预处理操作和/或后处理操作的示意图。其中，发射侧设备801可以是关于图2描述的用于发射侧的电子设备200，并且接收侧设备802可以是关于图5描述的用于接收侧的电子设备500。
在图8A中，在步骤S803中，接收侧设备802可以向发射侧设备801发送请求，以请求发射侧设备启用预处理操作。如前面所描述的，接收侧设备802可以至少基于信道状况或应用场景中的一者来发送该请求。
在步骤S804中，响应于接收到该请求，发射侧设备801可以确定是否在发射侧启用预处理操作。根据本公开的一个实施例，可以与信道状况或应用场景结合地来确定是否在发射侧启用预处理操作。
当发射侧设备801确定启用预处理操作时，在S805中启用预处理操作。可以进一步确定预处理操作的参数，诸如第一多维调制符号块的维度参数、第一多维调制符号块各维度的大小、以及耦合变换的类型等。这些参数可以是事先约定的静态参数，也可以根据需要动态地确定。
在步骤S806中，发射侧电子设备801可以向接收侧电子设备802发送指示信息。该指示信息可以指示发射侧设备801是否启用了预处理操作。该指示信息还可以包括预处理操作的参数。
响应于接收到来自发射侧设备801的指示信息，接收侧设备802可以相应地启用和/或不启用后处理操作。当确定要启用后处理操作时，接收侧设备802可以在步骤S807中根据指示信息中所包含的关于预处理操作的参数来对后处理操作进行配置并且启用后处理操作。例如，可以使后处理操作与预处理操作具有对称性(尽管不是必需的)，这例如使第三多维调制符号块的维度和/或大小与第一多维调制符号块的维度相同、使用与发射侧的第一耦合变换对应的第二耦合变换等。
可选地或附加地，接收侧设备802可以在步骤S808中向发射侧设备801发送启用后处理操作的确认。
与图8A不同，在图8B中，发射侧设备不是响应于接收侧设备的请求来确定是否启用预处理操作，而是独立地进行这种确定。如前面所描述的，由发射侧设备做出的这种确定可以基于应用场景或信道状况中的至少一者。图8B中的其他步骤与图8A可以是类似的，在此不再详细描述。
图8A与图8B所示的实施例使得发射侧设备和接收侧设备可以确定是否启用预处理操作和后处理操作。这使得这些设备可以根据需要来灵活地选择是使用常规的通信方法，还是使用带有预处理操作和后处理操作的改进的通信方法，从而能够更好地适应实际的应用场景。
11.性能比较
为了说明根据本公开的通信方法与电子设备的性能，发明人对根据本公开的一个实施例的示例性系统与常规OFDM系统以及现有的OTFS系统进行了性能仿真。下表示出了具体的仿真参数。
参数 值
载波频率 2GHz
子载波频率间隔 15kHz
CP长度 7％
子载波个数 256
FFT点数 256
待传输二维符号块尺寸 32×8
最大多普勒频偏 1kHz
通过对误码率的仿真来比较各个系统对抗时变信道下多普勒频偏的性能。图9示出了在使用QPSK星座图进行星座点映射的情况下的各个系统的误码率性能的仿真结果。其中，x轴表示仿真时的信噪比(SNR)条件，y轴表示仿真所得的误码率(BER)性能。曲线9001、9002、9003分别表示OFDM系统、OTFS系统以及根据本公开的实施例的示例性系统的误码率性能曲线。图10示出了在使用16QAM星座图进行星座点映射的情况下各个系统的误码率性能比较。其中，x轴表示仿真时的信噪比(SNR)条件，y轴表示仿真所得的误码率(BER)性能。曲线1001、1002、1003分别表示OFDM系统、OTFS系统以及根据本公开的实施例的示例性系统的误码率性能曲线。从图9和图10可以看到，根据本公开的实施例的示例性系统具有比常规OFDM系统更低的误码率。
进一步地，下表给出了以上三种系统在系统延时和复杂度方面的量化比较。考虑对M个连续的符号间隔内的M个调制符号序列进行传输，每个调制符号序列具有N个调制符号。那么，三种系统的系统延时、均衡复杂度以及额外计算复杂度可以表示为：
其中，记号T(n)用来表示解决一个规模为n的问题所需要的计算的次数；记号O(·)被称为大O符号(Big O Notation)，用来表示一个函数数量级的渐近上界，也就是当问题规模无限扩大时，计算操作当中占主导地位的部分。
由上述比较可见，在系统延时方面，由于根据本公开的实施例的系统可以只对当前符号间隔内的调制符号列进行处理，因此与OFDM系统一样没有系统延时，而OTFS系统需要接收端在接收到M个连续符号间隔内的全部调制符号序列才能进行后续的解调工作，因此存在M个符号间隔的系统延时。
在均衡复杂度方面，由于根据本公开的实施例的系统只需要对当前符号间隔内的调制符号序列进行均衡，因此均衡复杂度的规模与OFDM系统一样是T(N)。OTFS系统需要对全部M个调制符号序列进行均衡，因此均衡复杂度的规模是T(MN)。
在额外计算复杂度方面，以OFDM系统为参考标准，根据本公开的实施例的系统的预处理操作和后处理操作所引入的额外计算复杂度为O(MN logN)，低于OTFS系统所引入的额外计算复杂度O(MN log MN)。
发明人进一步对三种系统的实现复杂度进行了仿真。图11和图12分别示出了在使用N＝128个子载波和N＝256个子载波的情况下用于仿真各个系统的程序模块运行的平均时间。在图11和图12中，横轴表示所传输的调制符号序列的个数，纵轴表示仿真三种系统的程序运行模块的相对运行时间。该运行时间反映了上述三种系统的实现复杂度。可以看到，虽然根据本公开的实施例的示例性系统的误码率要略高于OTFS系统，但是该系统的实现复杂度(由曲线1103、1203表示)仅略高于OFDM系统(由曲线1101、1201表示)，并且远低于OTFS系统(由曲线1102、1202表示)。
12.本公开的应用示例
本公开内容的技术能够应用于各种场景和各种产品。
例如，用于发射侧的电子设备200或用于接收侧的电子设备500可以是用户侧电子设备。用户侧电子设备可以被实现为移动终端(诸如智能电话、平板个人计算机(PC)、笔记本式PC、便携式游戏终端、便携式/加密狗型移动路由器和数字摄像装置)或者车载终端(诸如汽车导航设备)。用户侧电子设备还可以被实现为执行机器对机器(M2M)通信的终端(也称为机器类型通信(MTC)终端)。此外，用户侧电子设备可以为安装在上述终端中的每个终端上的无线通信模块(诸如包括单个晶片的集成电路模块)。
用于发射侧的电子设备200或用于接收侧的电子设备500还可以被实现为控制侧电子设备，例如任何类型的基站，优选地，诸如3GPP的5G通信标准新无线电(New Radio，NR)接入技术中的宏gNB和小gNB。小gNB可以为覆盖比宏小区小的小区的gNB，诸如微微gNB、微gNB和家庭(毫微微)gNB。代替地，控制设备可以被实现为任何其他类型的基站，诸如NodeB和基站收发台(BTS)。控制设备可以包括：被配置为控制无线通信的主体(也称为基站设备)以及设置在与主体不同的地方的一个或多个远程无线头端(RRH)。
12-1.关于控制设备侧电子设备的应用示例
(第一应用示例)
应理解，本公开中的基站一词具有其通常含义的全部广度，并且至少包括被用于作为无线通信系统或无线电系统的一部分以便于通信的无线通信站。基站的例子可以例如是但不限于以下：基站可以是GSM系统中的基站收发信机(BTS)和基站控制器(BSC)中的一者或两者，可以是WCDMA系统中的无线电网络控制器(RNC)和NodeB中的一者或两者，可以是LTE和LTE-Advanced系统中的eNB，或者可以是未来通信系统中对应的网络节点(例如可能在5G通信系统中出现的gNB，等等)。在D2D、M2M以及V2V通信场景下，也可以将对通信具有控制功能的逻辑实体称为基站。在认知无线电通信场景下，还可以将起频谱协调作用的逻辑实体称为基站。
图13是示出可以应用本公开的技术的控制设备侧电子设备的示意性配置的第一示例的框图。该控制侧电子设备可以是根据本公开的实施例的用于发射侧的电子设备200，也可以是根据本公开的实施例的用于接收侧的电子设备500。其中，电子设备200或电子设备500被示出为gNB 800。其中，gNB 800包括多个天线810以及基站设备820。基站设备820和每个天线810可以经由RF线缆彼此连接。
天线810中的每一个均包括多个天线元件(诸如包括在多输入多输出(MIMO)天线中的多个天线阵元)，并且用于基站设备820发送和接收无线信号。如图13所示，gNB 800可以包括多个天线810。例如，多个天线810可以与gNB 800使用的多个频带兼容。图13示出其中gNB 800包括多个天线810的示例，这些天线810可以被用来实现本公开的实施例所述的多载波系统。
基站设备820包括控制器821、存储器822、网络接口823以及无线通信接口825。
控制器821可以为例如CPU或DSP，并且操作基站设备820的较高层的各种功能。例如，控制器821可以包括上面所述的处理电路203或503，按照上面描述的方法来进行预处理操作，或者控制电子设备200或500的各个部件。例如，控制器821根据由无线通信接口825处理的信号中的数据来生成数据分组，并经由网络接口823来传递所生成的分组。控制器821可以对来自多个基带处理器的数据进行捆绑以生成捆绑分组，并传递所生成的捆绑分组。控制器821可以具有执行如下控制的逻辑功能：该控制诸如为无线资源控制、无线承载控制、移动性管理、接纳控制和调度。该控制可以结合附近的gNB或核心网节点来执行。存储器822包括RAM和ROM，并且存储由控制器821执行的程序和各种类型的控制数据(诸如终端列表、传输功率数据以及调度数据)。
网络接口823为用于将基站设备820连接至核心网824的通信接口。控制器821可以经由网络接口823而与核心网节点或另外的gNB进行通信。在此情况下，gNB 800与核心网节点或其他gNB可以通过逻辑接口(诸如S1接口和X2接口)而彼此连接。网络接口823还可以为有线通信接口或用于无线回程线路的无线通信接口。如果网络接口823为无线通信接口，则与由无线通信接口825使用的频带相比，网络接口823可以使用较高频带用于无线通信。
无线通信接口825支持任何蜂窝通信方案(诸如长期演进(LTE)和LTE-先进)，并且经由天线810来提供到位于gNB 800的小区中的终端的无线连接。无线通信接口825通常可以包括例如基带(BB)处理器826和RF电路827。BB处理器826可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解复用，并且执行层(例如L1、介质访问控制(MAC)、无线链路控制(RLC)和分组数据汇聚协议(PDCP))的各种类型的信号处理。代替控制器821，BB处理器826可以具有上述逻辑功能的一部分或全部。BB处理器826可以为存储通信控制程序的存储器，或者为包括被配置为执行程序的处理器和相关电路的模块。更新程序可以使BB处理器826的功能改变。该模块可以为插入到基站设备820的槽中的卡或刀片。可替代地，该模块也可以为安装在卡或刀片上的芯片。同时，RF电路827可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线810来传送和接收无线信号。
如图13所示，无线通信接口825可以包括多个BB处理器826。例如，多个BB处理器826可以与gNB 800使用的多个频带兼容。如图13所示，无线通信接口825可以包括多个RF电路827。例如，多个RF电路827可以与多个天线元件兼容。虽然图13示出其中无线通信接口825包括多个BB处理器826和多个RF电路827的示例，但是无线通信接口825也可以包括单个BB处理器826或单个RF电路827。
在图13中示出的gNB 800中，参考图2描述的处理电路203或参考图5描述的处理电路503中包括的一个或多个组件可被实现在无线通信接口825中。可替代地，这些组件中的至少一部分可被实现在控制器821中。例如，gNB 800包含无线通信接口825的一部分(例如，BB处理器826)或者整体，和/或包括控制器821的模块，并且一个或多个组件可被实现在模块中。在这种情况下，模块可以存储用于允许处理器起一个或多个组件的作用的程序(换言之，用于允许处理器执行一个或多个组件的操作的程序)，并且可以执行该程序。作为另一个示例，用于允许处理器起一个或多个组件的作用的程序可被安装在gNB 800中，并且无线通信接口825(例如，BB处理器826)和/或控制器821可以执行该程序。如上所述，作为包括一个或多个组件的装置，gNB 800、基站装置820或模块可被提供，并且用于允许处理器起一个或多个组件的作用的程序可被提供。另外，将程序记录在其中的可读介质可被提供。
另外，在图13中示出的gNB 800中，参考图2描述的通信单元201或参考图5描述的通信单元501可被实现在无线通信接口825(例如，RF电路827)中。另外，通信单元201或通信单元501可被实现在控制器821和/或网络接口823中。
(第二应用示例)
图14是示出可以应用本公开的技术的控制设备侧电子设备的示意性配置的第二示例的框图。该控制侧电子设备可以是根据本公开的实施例的用于发射侧的电子设备200，也可以是根据本公开的实施例的用于接收侧的电子设备500。控制设备可以包括例如电子设备200或电子设备500以用于下行传输。其中，电子设备200或500被示出为gNB 830。gNB830包括一个或多个天线840、基站设备850和RRH 860。RRH 860和每个天线840可以经由RF线缆而彼此连接。基站设备850和RRH 860可以经由诸如光纤线缆的高速线路而彼此连接。
天线840中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在MIMO天线中的多个天线元件)并且用于RRH 860发送和接收无线信号。如图14所示，gNB 830可以包括多个天线840。例如，多个天线840可以与gNB 830使用的多个频带兼容。图14示出其中gNB 830包括多个天线840的示例，这些天线840可以被用来实现本公开的实施例所述的多载波系统。
基站设备850包括控制器851、存储器852、网络接口853、无线通信接口855以及连接接口857。控制器851、存储器852和网络接口853与参照图13描述的控制器821、存储器822和网络接口823相同。
无线通信接口855支持任何蜂窝通信方案(诸如LTE和LTE-先进)，并且经由RRH860和天线840来提供到位于与RRH 860对应的扇区中的终端的无线通信。无线通信接口855通常可以包括例如BB处理器856。除了BB处理器856经由连接接口857连接到RRH 860的RF电路864之外，BB处理器856与参照图13描述的BB处理器826相同。如图14所示，无线通信接口855可以包括多个BB处理器856。例如，多个BB处理器856可以与gNB 830使用的多个频带兼容。虽然图14示出其中无线通信接口855包括多个BB处理器856的示例，但是无线通信接口855也可以包括单个BB处理器856。
连接接口857为用于将基站设备850(无线通信接口855)连接至RRH 860的接口。连接接口857还可以为用于将基站设备850(无线通信接口855)连接至RRH 860的上述高速线路中的通信的通信模块。
RRH 860包括连接接口861和无线通信接口863。
连接接口861为用于将RRH 860(无线通信接口863)连接至基站设备850的接口。连接接口861还可以为用于上述高速线路中的通信的通信模块。
无线通信接口863经由天线840来传送和接收无线信号。无线通信接口863通常可以包括例如RF电路864。RF电路864可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线840来传送和接收无线信号。如图14所示，无线通信接口863可以包括多个RF电路864。例如，多个RF电路864可以支持多个天线元件。虽然图14示出其中无线通信接口863包括多个RF电路864的示例，但是无线通信接口863也可以包括单个RF电路864。
在图14中示出的gNB 830中，参考图2描述的处理电路203或参考图5描述的处理电路503中包括的一个或多个组件可被实现在无线通信接口855中。可替代地，这些组件中的至少一部分可被实现在控制器851中。例如，gNB 830包含无线通信接口855的一部分(例如，BB处理器856)或者整体，和/或包括控制器851的模块，并且一个或多个组件可被实现在模块中。在这种情况下，模块可以存储用于允许处理器起一个或多个组件的作用的程序(换言之，用于允许处理器执行一个或多个组件的操作的程序)，并且可以执行该程序。作为另一个示例，用于允许处理器起一个或多个组件的作用的程序可被安装在gNB 830中，并且无线通信接口855(例如，BB处理器856)和/或控制器851可以执行该程序。如上所述，作为包括一个或多个组件的装置，gNB 830、基站装置850或模块可被提供，并且用于允许处理器起一个或多个组件的作用的程序可被提供。另外，将程序记录在其中的可读介质可被提供。
另外，在图14中示出的gNB 830中，参考图2描述的通信单元201或者参考图5描述的通信单元501可被实现在无线通信接口855(例如，BB电路856)中。另外，通信单元201或通信单元501可被实现在控制器851和/或网络接口853中。
12-2.关于用户侧电子设备的应用示例
(第一应用示例)
图15是示出可以应用本公开的技术的智能电话900的示意性配置的示例的框图。智能电话900可以是根据本公开的实施例的用于发射侧的电子设备200，也可以是根据本公开的实施例的用于接收侧的电子设备500。智能电话900包括处理器901、存储器902、存储装置903、外部连接接口904、摄像装置906、传感器907、麦克风908、输入设备909、显示设备910、扬声器911、无线通信接口912、一个或多个天线开关915、一个或多个天线916、总线917、电池918以及辅助控制器919。
处理器901可以为例如CPU或片上系统(SoC)，并且控制智能电话900的应用层和另外层的功能。存储器902包括RAM和ROM，并且存储数据和由处理器901执行的程序。存储装置903可以包括存储介质，诸如半导体存储器和硬盘。外部连接接口904为用于将外部装置(诸如存储卡和通用串行总线(USB)装置)连接至智能电话900的接口。
摄像装置906包括图像传感器(诸如电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS))，并且生成捕获图像。传感器907可以包括一组传感器，诸如测量传感器、f陀螺仪传感器、地磁传感器和加速度传感器。麦克风908将输入到智能电话900的声音转换为音频信号。输入设备909包括例如被配置为检测显示设备910的屏幕上的触摸的触摸传感器、小键盘、键盘、按钮或开关，并且接收从用户输入的操作或信息。显示设备910包括屏幕(诸如液晶显示器(LCD)和有机发光二极管(OLED)显示器)，并且显示智能电话900的输出图像。扬声器911将从智能电话900输出的音频信号转换为声音。
无线通信接口912支持任何蜂窝通信方案(诸如LTE和LTE-先进)，并且执行无线通信。无线通信接口912通常可以包括例如BB处理器913和RF电路914。BB处理器913可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解复用，并且执行用于无线通信的各种类型的信号处理。同时，RF电路914可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线916来传送和接收无线信号。无线通信接口912可以为其上集成有BB处理器913和RF电路914的一个芯片模块。如图15所示，无线通信接口1512可以包括多个BB处理器1513和多个RF电路1514。虽然图15示出其中无线通信接口1512包括多个BB处理器1513和多个RF电路1514的示例，但是无线通信接口1512也可以包括单个BB处理器1513或单个RF电路914。
此外，除了蜂窝通信方案之外，无线通信接口912可以支持另外类型的无线通信方案，诸如短距离无线通信方案、近场通信方案和无线局域网(LAN)方案。在此情况下，无线通信接口912可以包括针对每种无线通信方案的BB处理器913和RF电路914。
天线开关915中的每一个在包括在无线通信接口912中的多个电路(例如用于不同的无线通信方案的电路)之间切换天线916的连接目的地。
天线916中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在MIMO天线中的多个天线阵元)，并且用于无线通信接口912传送和接收无线信号。如图15所示，智能电话900可以包括多个天线916。虽然图15示出其中智能电话900包括多个天线916的示例，但是智能电话900也可以包括单个天线916。
此外，智能电话900可以包括针对每种无线通信方案的天线916。在此情况下，天线开关915可以从智能电话900的配置中省略。
总线917将处理器901、存储器902、存储装置903、外部连接接口904、摄像装置906、传感器907、麦克风908、输入设备909、显示设备910、扬声器911、无线通信接口912以及辅助控制器919彼此连接。电池918经由馈线向图15所示的智能电话900的各个块提供电力，馈线在图中被部分地示为虚线。辅助控制器919例如在睡眠模式下操作智能电话900的最小必需功能。
在图15中示出的智能电话900中，参考图2或图5描述的处理电路203、503中包括的一个或多个组件可被实现在无线通信接口912中。可替代地，这些组件中的至少一部分可被实现在处理器901或者辅助控制器919中。作为一个示例，智能电话900包含无线通信接口912的一部分(例如，BB处理器913)或者整体，和/或包括处理器901和/或辅助控制器919的模块，并且一个或多个组件可被实现在该模块中。在这种情况下，该模块可以存储允许处理起一个或多个组件的作用的程序(换言之，用于允许处理器执行一个或多个组件的操作的程序)，并且可以执行该程序。作为另一个示例，用于允许处理器起一个或多个组件的作用的程序可被安装在智能电话900中，并且无线通信接口912(例如，BB处理器913)、处理器901和/或辅助控制器919可以执行该程序。如上所述，作为包括一个或多个组件的装置，智能电话900或者模块可被提供，并且用于允许处理器起一个或多个组件的作用的程序可被提供。另外，将程序记录在其中的可读介质可被提供。
另外，在图15中示出的智能电话900中，例如，参考图2或图5描述的通信单元201或501可被实现在无线通信接口912(例如，RF电路914)中。
(第二应用示例)
图16是示出可以应用本公开的技术的汽车导航设备920的示意性配置的示例的框图。汽车导航设备920可以是根据本公开的实施例的用于发射侧的电子设备200，也可以是根据本公开的实施例的用于接收侧的电子设备500。汽车导航设备920包括处理器921、存储器922、全球定位系统(GPS)模块924、传感器925、数据接口926、内容播放器927、存储介质接口928、输入设备929、显示设备930、扬声器931、无线通信接口933、一个或多个天线开关936、一个或多个天线937以及电池938。
处理器921可以为例如CPU或SoC，并且控制汽车导航设备920的导航功能和另外的功能。存储器922包括RAM和ROM，并且存储数据和由处理器921执行的程序。
GPS模块924使用从GPS卫星接收的GPS信号来测量汽车导航设备920的位置(诸如纬度、经度和高度)。传感器925可以包括一组传感器，诸如陀螺仪传感器、地磁传感器和空气压力传感器。数据接口926经由未示出的终端而连接到例如车载网络941，并且获取由车辆生成的数据(诸如车速数据)。
内容播放器927再现存储在存储介质(诸如CD和DVD)中的内容，该存储介质被插入到存储介质接口928中。输入设备929包括例如被配置为检测显示设备930的屏幕上的触摸的触摸传感器、按钮或开关，并且接收从用户输入的操作或信息。显示设备930包括诸如LCD或OLED显示器的屏幕，并且显示导航功能的图像或再现的内容。扬声器931输出导航功能的声音或再现的内容。
无线通信接口933支持任何蜂窝通信方案(诸如LTE和LTE-先进)，并且执行无线通信。无线通信接口933通常可以包括例如BB处理器934和RF电路935。BB处理器934可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解复用，并且执行用于无线通信的各种类型的信号处理。同时，RF电路935可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线937来传送和接收无线信号。无线通信接口933还可以为其上集成有BB处理器934和RF电路935的一个芯片模块。如图16所示，无线通信接口933可以包括多个BB处理器934和多个RF电路935。虽然图16示出其中无线通信接口933包括多个BB处理器934和多个RF电路935的示例，但是无线通信接口933也可以包括单个BB处理器934或单个RF电路935。
此外，除了蜂窝通信方案之外，无线通信接口933可以支持另外类型的无线通信方案，诸如短距离无线通信方案、近场通信方案和无线LAN方案。在此情况下，针对每种无线通信方案，无线通信接口933可以包括BB处理器934和RF电路935。
天线开关936中的每一个在包括在无线通信接口933中的多个电路(诸如用于不同的无线通信方案的电路)之间切换天线937的连接目的地。
天线937中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在MIMO天线中的多个天线元件)，并且用于无线通信接口933传送和接收无线信号。如图16所示，汽车导航设备920可以包括多个天线937。虽然图16示出其中汽车导航设备920包括多个天线937的示例，但是汽车导航设备920也可以包括单个天线937。
此外，汽车导航设备920可以包括针对每种无线通信方案的天线937。在此情况下，天线开关936可以从汽车导航设备920的配置中省略。
电池938经由馈线向图16所示的汽车导航设备920的各个块提供电力，馈线在图中被部分地示为虚线。电池938累积从车辆提供的电力。
在图16中示出的汽车导航装置920中，参考图2或图5描述的处理电路203或503中包括的一个或多个组件可被实现在无线通信接口933中。可替代地，这些组件中的至少一部分可被实现在处理器921中。作为一个示例，汽车导航装置920包含无线通信接口933的一部分(例如，BB处理器934)或者整体，和/或包括处理器921的模块，并且一个或多个组件可被实现在该模块中。在这种情况下，该模块可以存储允许处理起一个或多个组件的作用的程序(换言之，用于允许处理器执行一个或多个组件的操作的程序)，并且可以执行该程序。作为另一个示例，用于允许处理器起一个或多个组件的作用的程序可被安装在汽车导航装置920中，并且无线通信接口933(例如，BB处理器934)和/或处理器921可以执行该程序。如上所述，作为包括一个或多个组件的装置，汽车导航装置920或者模块可被提供，并且用于允许处理器起一个或多个组件的作用的程序可被提供。另外，将程序记录在其中的可读介质可被提供。
另外，在图16中示出的汽车导航装置920中，例如，参考图2或图5描述的通信单元201或501可被实现在无线通信接口933(例如，RF电路935)中。
本公开内容的技术也可以被实现为包括汽车导航设备920、车载网络941以及车辆模块942中的一个或多个块的车载系统(或车辆)940。车辆模块942生成车辆数据(诸如车速、发动机速度和故障信息)，并且将所生成的数据输出至车载网络941。
另外，将程序记录在其中的可读介质可被提供。因此，本公开还涉及一种计算机可读存储介质，上面存储有包括指令的程序，所述指令在由处理器例如处理电路或控制器等载入并执行时用于实施前述的通信方法。
本公开还至少公开了以下方案：
方案1、一种电子设备，其特征在于包括：
处理电路，被配置为：对第一一维调制符号序列进行预处理操作，所述预处理操作包括：对所述第一一维调制符号序列进行升维转换成为第一多维调制符号块；利用使得第一多维调制符号块中的各个符号彼此耦合的第一变换，将所述第一多维调制符号块变换为第二多维调制符号块；以及对所述第二多维调制符号块进行降维转换成为第二一维调制符号序列，其中所述降维转换是所述升维转换的逆过程；以及传输所述第二一维调制符号序列。
方案2、如方案1所述的电子设备，其中，对所述第一一维调制符号序列进行升维转换成为第一多维调制符号块包括：按顺序将所述第一一维调制符号序列逐列地填充到所述第一多维调制符号块中的对应列；或者按顺序将所述第一一维调制符号序列逐行地填充到所述第一多维调制符号块中的对应行。
方案3、如方案1-2之一所述的电子设备，其中，所述第一变换是可逆变换。
方案4、如方案3所述的电子设备，其中，所述第一变换是线性变换。
方案5、如方案4所述的电子设备，其中，所述第一变换是多维离散对偶傅里叶变换、多维离散余弦变换、或者多维小波变换当中的一种。
方案6、如方案5所述的电子设备，其中，所述第一多维调制符号块与所述第二多维调制符号块是第一二维调制符号块和第二二维调制符号块，并且所述第一变换包括以下两种方式之一：对所述第一二维调制符号块的每个行应用一维傅里叶变换以得到中间二维调制符号块，然后对所述中间二维调制符号块的每个列应用一维傅里叶逆变换以得到所述第二二维调制符号块；或者，对所述第一二维调制符号块的每个列应用一维傅里叶逆变换以得到中间二维调制符号块，然后对所述中间二维调制符号块的每个行应用一维傅里叶变换以得到所述第二二维调制符号块。
方案7、如方案1-2之一所述的电子设备，其中，利用多载波系统来传输所述第二一维调制符号序列。
方案8、如方案7所述的电子设备，其中，所述多载波系统为OFDM系统，所述第一一维调制符号序列对应于计划在一个OFDM符号间隔内的多个子载波上传送的一组复调制符号，所述处理电路被配置为对所述第二一维调制符号序列进行OFDM调制以在一个OFDM符号间隔内完成该组复调制符号的无线电传输。
方案9、如方案1-2之一所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为：在执行所述预处理操作之前，确定是否启用所述预处理操作。
方案10、如方案9所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为：至少基于信道状况或应用场景来确定是否启用所述预处理操作。
方案11、如方案10所述的电子设备，其中，所述信道状况至少包括信道的多普勒效应的强度。
方案12、如方案11所述的电子设备，其中，所述应用场景包括高速列车通信、飞行器通信或卫星通信中的至少一个。
方案13、如方案9所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为：传输指示信息，所述指示信息至少指示所述预处理操作是否被启用。
方案14、如方案13所述的电子设备，其中，所述指示信息还包括以下各项中的至少一项：所述第一多维调制符号块的维度参数；所述第一多维调制符号块的各维度的大小；以及所述第一变换的类型。
方案15、如方案13所述的电子设备，其中，所述指示信息被包括在下行链路控制信息DCI或者无线资源控制RRC消息中。
方案16、一种电子设备，其特征在于包括：处理电路，被配置为：获取第一一维调制符号序列；以及对第一一维调制符号序列进行后处理操作，所述后处理操作包括：对所述第一一维调制符号序列进行升维转换成为第一多维调制符号块；利用使得第一多维调制符号块中的各个符号彼此耦合的第一变换，将所述第一多维调制符号块变换为第二多维调制符号块；以及对所述第二多维调制符号块进行降维转换成为第二一维调制符号序列，其中所述降维转换是所述升维转换的逆过程。
方案17、如方案16所述的电子设备，其中，所述第一一维调制符号序列是利用多载波系统传输的。
方案18、如方案17所述的电子设备，其中，所述多载波系统为OFDM系统，所述第一一维调制符号序列对应于在一个OFDM符号间隔内的多个子载波上接收到的一组复调制符号，所述处理电路被配置为对接收到的无线电信号进行OFDM解调以获取所述第一一维调制符号序列。
方案19、如方案16-17之一所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为：在执行所述后处理操作之前，确定是否启用所述后处理操作。
方案20、如方案19所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为：基于接收到的指示信息来确定是否启用所述后处理操作，所述指示信息至少包括与是否应当启用所述后处理操作有关的信息。
方案21、如方案20所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为：从下行链路控制信息DCI或无线电资源控制RRC消息中获取所述指示信息。
方案22、如方案19所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为：至少基于信道状况或应用场景，发送启用所述后处理操作的请求。
方案23、如方案16-17之一所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为：对包含用于获取接收到的第一一维调制符号序列的预处理操作和所述后处理操作的等效传输信道进行均衡。
方案24、一种通信方法，其特征在于包括：对第一一维调制符号序列进行预处理操作，所述预处理操作包括：对所述第一一维调制符号序列进行升维转换成为第一多维调制符号块；利用使得第一多维调制符号块中的各个符号彼此耦合的第一变换，将所述第一多维调制符号块变换为第二多维调制符号块；以及对所述第二多维调制符号块进行降维转换成为第二一维调制符号序列，其中所述降维转换是所述升维转换的逆过程；以及传输所述第二一维调制符号序列。
方案25、如方案24所述的通信方法，其中，所述第二一维调制符号序列是利用多载波系统传输的。
方案26、如方案25所述的通信方法，其中，所述多载波系统为OFDM系统，所述第一一维调制符号序列对应于计划在一个OFDM符号间隔内的多个子载波上传送的一组复调制符号，传输所述第二一维调制符号序列包括对所述第二一维调制符号序列进行OFDM调制以在一个OFDM符号间隔内完成该组复调制符号的无线电传输。
方案27、一种通信方法，其特征在于包括：获取第一一维调制符号序列；以及对第一一维调制符号序列进行后处理操作，所述后处理操作包括：对所述第一一维调制符号序列进行升维转换成为第一多维调制符号块；利用使得第一多维调制符号块中的各个符号彼此耦合的第一变换，将所述第一多维调制符号块变换为第二多维调制符号块；以及对所述第二多维调制符号块进行降维转换成为第二一维调制符号序列，其中所述降维转换是所述升维转换的逆过程。
方案28、如方案27所述的通信方法，其中，所述第一一维调制符号序列是利用多载波系统传输的。
方案29、如方案28所述的通信方法，其中，所述多载波系统为OFDM系统，获取所述第一一维调制符号序列包括对接收到的无线电信号进行OFDM解调以获取所述第一一维调制符号序列，其中所述第一一维调制符号序列对应于在一个OFDM符号间隔内的多个子载波上接收到的一组复调制符号。
方案30、一种通信方法，其特征在于包括：对第一一维调制符号序列进行预处理操作，所述预处理操作包括：对所述第一一维调制符号序列进行第一升维转换成为第一多维调制符号块；利用使得第一多维调制符号块中的各个符号彼此耦合的第一变换，将所述第一多维调制符号块变换为第二多维调制符号块；以及对所述第二多维调制符号块进行第一降维转换成为第二一维调制符号序列，其中所述第一降维转换是所述第一升维转换的逆过程；以及传输所述第二一维调制符号序列；获取所述第二一维调制符号序列；以及对所述第二一维调制符号序列进行后处理操作，所述后处理操作包括：对所述第二一维调制符号序列进行第二升维转换成为第三多维调制符号块；利用使得第三多维调制符号块中的各个符号彼此耦合的第二变换，将所述第三多维调制符号块变换为第四多维调制符号块；以及对所述第四多维调制符号块进行第二降维转换成为第三一维调制符号序列，其中所述第二降维转换是所述第二升维转换的逆过程。
方案31、一种计算机可读存储介质，上面存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在由处理器载入并执行时用于实施如方案24-30中任一项所述的方法。
虽然已详细描述了本公开的一些具体实施例，但是本领域技术人员应当理解，上述实施例仅是说明性的而不限制本公开的范围。本领域技术人员应该理解，上述实施例可以被组合、修改或替换而不脱离本公开的范围和实质。本公开的范围是通过所附的权利要求限定的。

Claims (10)

1.一种电子设备，其特征在于包括：
处理电路，被配置为：
对第一一维调制符号序列进行预处理操作，所述预处理操作包括：
对所述第一一维调制符号序列进行升维转换成为第一多维调制符号块；
利用使得第一多维调制符号块中的各个符号彼此耦合的第一变换，将所述第一多维调制符号块变换为第二多维调制符号块；以及
对所述第二多维调制符号块进行降维转换成为第二一维调制符号序列，其中所述降维转换是所述升维转换的逆过程；以及
传输所述第二一维调制符号序列。
2.如权利要求1所述的电子设备，其中，对所述第一一维调制符号序列进行升维转换成为第一多维调制符号块包括：
按顺序将所述第一一维调制符号序列逐列地填充到所述第一多维调制符号块中的对应列；或者
按顺序将所述第一一维调制符号序列逐行地填充到所述第一多维调制符号块中的对应行。
3.如权利要求1-2之一所述的电子设备，其中，所述第一变换是可逆变换。
4.如权利要求3所述的电子设备，其中，所述第一变换是线性变换。
5.如权利要求4所述的电子设备，其中，所述第一变换是多维离散对偶傅里叶变换、多维离散余弦变换、或者多维小波变换当中的一种。
6.如权利要求5所述的电子设备，其中，
所述第一多维调制符号块与所述第二多维调制符号块是第一二维调制符号块和第二二维调制符号块，并且
所述第一变换包括以下两种方式之一：
对所述第一二维调制符号块的每个行应用一维傅里叶变换以得到中间二维调制符号块，然后对所述中间二维调制符号块的每个列应用一维傅里叶逆变换以得到所述第二二维调制符号块；或者
对所述第一二维调制符号块的每个列应用一维傅里叶逆变换以得到中间二维调制符号块，然后对所述中间二维调制符号块的每个行应用一维傅里叶变换以得到所述第二二维调制符号块。
7.如权利要求1-2之一所述的电子设备，其中，
利用多载波系统来传输所述第二一维调制符号序列。
8.如权利要求7所述的电子设备，其中，所述多载波系统为OFDM系统，所述第一一维调制符号序列对应于计划在一个OFDM符号间隔内的多个子载波上传送的一组复调制符号，
所述处理电路被配置为对所述第二一维调制符号序列进行OFDM调制以在一个OFDM符号间隔内完成该组复调制符号的无线电传输。
9.如权利要求1-2之一所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为：
在执行所述预处理操作之前，确定是否启用所述预处理操作。
10.如权利要求9所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为：
至少基于信道状况或应用场景来确定是否启用所述预处理操作。
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