CN112514342B - 用于dft-s-ofdm的符号合并方案 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在DFTsOFDM无线电信号中发送一组Q个符号(A0；…；AQ‑1)的方法，所述无线电信号是通过对符号块X＝(X0，…XM‑1)应用M尺寸的DFT和N尺寸的IDFT来提供的，所述方法包括：‑确定符号块中的Q个位置ni，使得‑通过无线电信号发送Q个符号，使得针对每个i，无线电信号中的符号Ai的样本等于对M个符号的块应用DFTsOFDM方案的结果，在M个符号的块中符号的值为其中k为整数以使得0≤k<K，m为整数以使得0≤m<K。

Description

用于DFT-S-OFDM的符号合并方案
技术领域
本发明总体上涉及电信系统领域，并且更具体地，涉及在使用OFDM传输方案的通信的上下文中合并类似参考信号的符号。
背景技术
可能有必要的是，按照使符号在频域中占据特定梳齿的方式来合并符号。例如，这些标准可以要求参考信号(诸如解调参考信号-DMRS)要设置在频域中的特定子载波上。
为此，在期望梳齿的期望子载波上在频域中直接合并符号(例如，DMRS)，然后使用梳齿未使用的子载波来处理频域中的其他符号。因此，使用频域梳齿的符号独立于其他符号而被合并，因此，无法保留诸如DFTsOFDM方案之类的方案的单载波特性，导致峰均功率比(PAPR)高。为了避免PAPR高，在新标准NR(新无线电)中，仅合并了DMRS，留下其他符号设置为零，导致频谱效率的重大损失。
因此，占用频域中梳齿的符号的组与其他符号的复用可能导致高PAPR和重大干扰。
发明内容
本发明旨在改善这种情况。
为此，本发明涉及一种用于在要经由无线通信系统发送的无线电信号中发送至少一组Q个符号(A0；…；AQ-1)的方法，所述无线电信号旨在由包括被配置为在至少M个不同的频率上进行发送的至少一个发送天线的发射器发射，M等于L·K，其中L和K为严格正整数，并且Q为严格小于L的严格正整数，通过以下提供所述无线电信号：
-将M尺寸的DFT应用于符号块X＝(X0，…XM-1)，并针对每个第k频率获得频域中的复符号Sk，其中k＝0至M-1；
-在对应于发送天线的IDFT模块的输出处获得信号，该信号在频域中表示针对每个第k频率的Sk的复符号相应函数，其中k＝0至M-1；
-发射与信号相对应的无线电信号；
所述方法包括以下步骤：
-确定符号块中的Q个位置ni，使得
-通过无线电信号发送Q个符号，使得针对每个i，无线电信号中的符号Ai的样本等于由IDFT模块所输出的、将DFT应用于M个符号的块的结果，在M个符号的块中在位置ni+mL中的符号的值分别为/>其中k为整数以使得0≤k<K，m为整数以使得0≤m<K，并且j为虚数。
Q个符号的这种发送使得能够在保留DFTsOFDM方案的单载波特性的同时获得在频域中这些符号的样本以梳状结构布置。而且，根据本发明，即使在相同的DFTsOFDM符号中复用其他符号(在与ni+mL不同的位置上，其中， 也保留了单载波特性。
因为发送Q个符号的样本的无线电信号与通过对M个符号的块应用DFT和IDFT而获得的无线电信号相同，其中在位置ni+mL处的符号Xni+mL的值分别为所以DFTsOFDM方案的单载波特性被保留。IDFT尺寸通常大于DFT尺寸。即，根据本发明的发送Q个符号的无线电信号与通过按照DFTsOFDM方案对M个符号的块中根据本发明布置的符号进行处理而获得的无线电信号相同。因此，保留了DFTsOFDM方案的单载波特性。
根据本发明，频域中的Q个符号的样本以梳状结构布置，即，Q个符号仅占用频域中的特定频率，即，具有索引k、k+K、k+2K、…、k+(L-1)K的频率。
另外，符号组中每个符号Ai的相移重复增强了这Q个符号的传输质量。实际上，符号Ai被重复了K次，每次重复之间的相移为因此，使用符号块中的K个符号来发送每个符号Ai增强了这些符号的传输质量。因此，关于Q个符号，发生的传输错误少。
符号的这种相移重复能够有利地用于发送参考信号。实际上，如果从接收器知道符号Ai的值并且接收器知道所应用的位置和相移，则接收器具有推断在接收到符号Ai及其相移副本时的canal质量的相关信息。因此，符号Ai及其所有相移副本能够用作参考信号。因此，尤其是当跟踪快速相移时，符号Ai及其所有相移副本作为参考信号是相关的，因为它们在与其他符号复用的同时按时间分布在DFTsOFDM符号中。
此外，可以通过方便地选择K和Q来控制Q个符号的传输质量。实际上，能够针对一组符号所需的传输质量来选择那组符号的尺寸Q和相移重复次数K。例如，由于K和Q直接链接到例如由一组Q个符号所表示的信息比特的有效编码率，所以在以增加的传输质量发送控制数据的情况下，可以使用K和Q的便捷选择。传输控制数据的一组符号可以需要以低错误发生来进行传输，而在发送用户数据的一组符号中的符号的发送中所产生的错误后果对于通信而言可能并不那么重要。例如，对于每个DFTsOFDM符号的给定固定发送功率，由于K和Q直接链接到一组Q个符号的功率与其余符号的功率之比，因此在发送由满足在例如信道估计质量方面的目标要求的Q个符号组所表示的参考信号的情况下，可以使用K和Q的便捷选择。例如，选择Q＝M/4并且K＝2导致使用一半的发送功率来传送一组Q个符号，一组Q个符号将存在于频域的一半子载波上(占用占据一半频率结构的梳齿：称为梳齿1/2频率结构)(每隔一个子载波包含有关一组Q个符号的信息)。因此，例如，一组Q个符号能够方便地用作例如具有50％的开销和梳齿1/2频率结构的DMRS。例如，选择Q＝M/8和K＝2导致使用四分之一的发送功率来传送一组Q个符号，一组Q个符号将存在于频域中的一半子载波上(每隔一个子载波包含关于一组Q个符号的信息)。因此，一组Q个符号能够方便地用作例如具有25％的开销和梳齿1/2频率结构的DMRS。例如，选择Q＝M/8和K＝4导致使用一半的发送功率来传送一组Q个符号，一组Q个符号将存在于频域的四分之一子载波上(每第4个子载波包含关于一组Q个符号的信息，因此，占用占据四分之一频率结构的梳齿：称为梳齿1/4频率结构)。因此，一组Q个符号能够方便地用作例如具有50％的开销和梳齿1/4频率结构的DMRS。在又一个示例中，能够选择Q以及可能的K，使得为了发送一组Q个符号如下来实现目标有效编码率：为了传送给定数量的信息比特，增加Q允许更多数量的冗余比特，并且增加K来增加重复次数。
注意，对于给定的M，因为K·L＝M，所以便捷地选择K等同于便捷地选择L。便捷地选择(K，L)使由一组Q个符号所表示的序列所使用的梳齿的频率结构固定。此外，便捷地选择Q使得为了传输由一组Q个符号所表示的序列而利用的功率量固定(这能够解释为在所使用的梳齿中L个子载波上的功率提升电平，或者序列的开销，或由该序列所使用的有效编码率的指标)。
就DFT来说，理解为离散傅立叶变换。
就IDFT来说，理解为离散傅立叶逆变换。
就频域中的符号Xn的样本和无线电信号中的符号Xn的样本来说，理解为对除了符号Xn之外的符号被设置为零的符号块(该符号块称为X(n))，应用DFT的频域中的结果、分别在DFTsOFDM方案的处理中IDFT输出处的结果。通过类推，就频域中的符号Ai的样本和无线电信号中的符号Ai的样本来说，理解为对除了包含符号Ai的符号之外(即，除了符号之外，其中/>的符号被设置为零的符号块，应用DFT的频域中的结果、分别在DFTsOFDM方案的处理中IDFT的输出处的结果。
因为DFT和DFTsOFDM方案是线性方案，所以这些定义是相关的。
此外，可以交叠的每个符号Xn(或符号Ai)的样本对DFT输出的无线电信号和/或频域信号有贡献。对块符号X＝(X0，…，XM-1)应用该方案所发出的无线电信号等于符号Xn的样本的总和，n为从0到M-1的整数。在此，从数学的观点来看，不同符号Xn的样本能够看作是具有作为维度的IDFT的尺寸N和发送天线的数量的多维结构。
因此，就符号块的符号Xn的无线电信号中的样本来说，理解为存在值ρn，诸如能够通过将DFTsOFDM方案应用于块X(n)(其中，Xn的值设置为ρn)来获得无线电信号中的样本。符号Ai的无线电信号中的样本是相对于在位置ni+mL中的符号定义的，即，符号Ai的样本是符号/>的样本之和，其中/>值ρn在下文中被称为符号块的符号Xn的样本的对应值(或符号Xn的对应值)。
这仅定义了符号Xn或符号Ai的无线电信号中的样本，但并不限制能够获得此样本的方式。实际上，能够以不同方式获得符号Xn或符号Ai的无线电信号中的样本。
例如，符号块中在位置ni+mL中的符号分别设置为值/>并且DFTsOFDM方案应用于符号块(称为DFT前合并)。
在另一示例中，在符号块中的位置ni+mL中的符号分别在符号块中设置为0，并且在DFT的输出处或者在IDFT的输入处添加符号Ai在频域中的样本(称为DFT后合并)。
在又一示例中，符号块中的在位置ni+mL中的符号分别在符号块中设置为0，并且在IDFT的输出处添加符号Ai的无线电信号中的样本(称为IDFT后合并)。
然而，如以上所提及的，在所有这些情况下，无线电信号中的样本和无线电信号本身被完全定义为对其符号被设置为特定值的M个符号的块应用DFTsOFDM方案的结果。符号Xn的样本的特定值是符号Xn的样本的对应值。样本Ai的特定值是符号(其中，0≤m<K)的样本的对应值。
当在频域中或在IDFT的输出处添加Q个符号时，这些特定值是理论值。
能够自由地使用除根据本发明定义的Q个符号以外的M–Q.K个符号，也就是说，通过实现这些符号或者在不实现这些符号的情况下，它们在频域中的样本以梳状结构布置，并使这些符号来自诸如控制数据、参考信号或用户数据之类的任何类型的符号。
例如，Q个符号Ai可以是参考信号(从CAZAC序列或有利的Zadoff-Chu序列发出的)，M-Q.K个其他符号可以包含用户数据和/或其他控制数据和/或其他类型的参考信号。相反，Q个符号Ai可以是用户数据，并且M–Q.K个其他符号可以包含参考信号和/或还有用户数据和/或控制数据等。
符号的值/>为/>因此，/>是传送符号Ai的符号块中的符号之一。在接收器侧，能够轻松地从符号/>(其中，0≤m<K)的样本中检索符号Ai。符号Ai例如是如QPSK调制符号之类的调制符号，或来自诸如CAZAC序列之类的给定序列的符号，或者来自例如具有受控PAPR的预定义序列的符号。这些符号/>是具有相移的符号Ai。符号/>被设置为的值能够是例如数字调制方案的相移符号，或取自CAZAC序列或具有受控PAPR的另一预定序列的相移符号。符号Ai的样本与符号/>(其中，0≤m<K)的样本相同。
索引k和整数K定义了梳齿。实际上，由(k；K)定义的梳齿(以下称为梳齿k)占用了具有频率索引k、k+K、k+2K、…、k+(L-1)K的子载波。因此，Q个符号Ai仅占用与梳齿k相对应的子载波。
发送天线被配置为在M个频率上进行发送，即，针对M个所分配的子载波中的每个的一个复符号，通过对M个复符号应用N尺寸的IDFT来提供这种发送天线所发射的信号。在IDFT之前，可以用子载波映射模块将M个子载波映射到更多数量的N个子载波上。这些子载波中的N-M个是未分配的子载波，因为它们被设置为零，其他M个子载波是M个所分配的子载波，上面映射了M个复符号。在这种情况下，IDFT模块的尺寸为N。
无线电信号被理解为由发送天线提供的信号。
应用于符号块的方案是DFTsOFDM方案，即相继应用DFT模块、子载波映射模块和IDFT模块。
也就是说，将M尺寸的DFT应用于符号块X＝(X0，…XM-1)，并且针对每个第k频率(其中，k＝0至M-1)，获得频域中的复符号Sk。在对应于发送天线的IDFT模块的输出处，获得在频域中表示针对每个第k频率(其中，k＝0至M-1)的Sk的复符号相应函数的信号。
因此，当以DFT前或IDFT后的方式合并Q个符号时，该方案可以描述为：
-将M尺寸的DFT应用于符号块X＝(X0，…XM-1)，并且针对每个第k频率(其中，k＝0到M-1)获得频域中的复符号Sk；
-在对应于发送天线的IDFT模块的输出处获得如下信号，该信号在频域中表示针对每个第k频率的复符号Sk，其中，k＝0至M-1。
另外，当以DFT后方式合并Q个符号时，该方案可以描述为：
-将M尺寸的DFT应用于符号块X＝(X0，…XM-1)，并且针对每个第k频率(其中，k＝0到M-1)获得频域中的复符号Sk；
-在对应于发送天线的IDFT模块的输出处，获得以下信号，该信号在频域中表示针对每个第k频率(其中，k＝0至M-1)的、已经添加了与Q个符号的第k频率对应的频域中的样本的复符号Sk。
根据本发明的一个方面，通过针对每个i和m将符号设置为值/>来发送Q个符号。
在该实施方式中，Q个符号在符号块中以DFT前级别合并。这样的实施方式能够容易地适于任何标准发射器，因此能够在所有发送器中实施。而且，不需要诸如IDFT后处理或Q个符号的样本的存储器存储之类的附加操作。
根据本发明的一个方面，该方法还包括：在应用DFT并在IDFT模块的输出处获得后续信号之前，将符号的值设置为0，其中，/>并且其中，针对每个i和m，通过在IDFT模块的输出处的后续信号中添加样本，来发送Q个符号。
这使得能够通过类似DFTsOFDM的方案仅处理符号块中除Q个符号之外的其他M–Q.K个符号。因此，能够以与符号块中的其他符号不同的方式来处理Q个符号。例如，这使得能够一次性地处理Q个符号的样本。这使得例如能够通过对Q个符号的样本和/或其他符号的样本应用的特定处理，来控制Q个符号的样本与其他符号的样本的干扰。
将Q个符号的样本与其他符号分开计算，以获得如下样本，该样本与通过DFT前设置Q个符号(即，通过将符号(其中，/>的值设置为符号的对应值)应该已经获得的样本相同或至少等同(就高功率样本而言相同)的样本。Q个符号的样本可以是通过将特定方案应用于符号块而计算出的样本，该符号块中符号(其中，/>的值被设置为/>的对应值(即，/>并且符号块的其他符号的值被设置为0。
后续信号是通过类似DFTsOFDM方案在IDFT的输出处提供的信号，在这种情况下，该信号是通过将方案应用于符号块而获得的，该符号块中，至少针对 的一些对，有利地是针对全部，符号/>的值被设置为0。
根据本发明的一个方面，该方法还包括：在应用DFT并在DFT模块的输出处获得后续信号之前，将符号的值设置为0，其中，/>并且其中，针对每个i和m，通过在DFT模块的输出处的所述后续信号中添加样本，来发送Q个符号。
这使得能够通过DFT仅处理符号块中除Q个符号之外的M–Q.K个符号。因此，Q个符号能够以与符号块中的其他符号不同的方式来处理。例如，这使得能够一次性地处理Q个符号在频域中的样本。这使得例如能够通过特定处理(例如，在频域中对样本进行滤波)来控制Q个符号的样本与其他符号的样本之间的干扰。
与其他符号分开地针对DFT来计算Q个符号的样本，以获得与通过DFT前设置Q个符号(即，通过将符号(其中，/>的值设置为符号/>的相应值)应该已经获得的样本相同或至少等同(就高功率样本而言相同)的样本。在DFT模块的输出处添加的Q个符号的频域中的样本可以是通过将DFT应用于符号块来计算的样本，该符号块中符号/>(其中，/> 的值设置为符号/>的相应值(即，/>并且符号块中的其他符号的值被设置为0。
后续信号是在DFT的输出处通过类似DFTsOFDM方案提供的信号，在这种情况下，该信号是通过将DFT应用于符号块而获得的，该符号块中至少针对 的一些对，有利地是针对全部，符号/>的值被设置为0。
根据本发明的一个方面，在无线电信号中发送至少K′组Qp个符号 其中Qp为严格正整数并且∑Qp≤L且K′≤K，所述方法包括针对每个p：
-确定符号块中的kp整数和Qp个位置使得
并且
-通过无线电信号发送Qp个符号，使得针对每个i，无线电信号中的符号的样本等于由IDFT模块输出的、将DFT应用于M个符号的块的结果，在M个符号的块中在位置处的符号/>的值分别为/>其中/>
这使得能够处理几组符号，使得每组符号的样本在频域中以梳状结构布置，同时保留DFTsOFDM方案的单载波特性。每个梳齿由其索引kp并且由K定义。实际上，由(kp；K)定义的梳齿(以下称为梳齿kp)占据了频率索引为kp、kp+K、kp+2K、…、kp+(L-1)K的子载波。因此，每个梳齿在频域中占用不同的频率，并且与其他梳齿不交叠。因此，每组Qp个符号被处理以在频域上与其他组正交，这使得在接收器侧能够轻松地从无线电信号中检索每组Qp个符号/>实际上，在频域中正交能够使得Qp个符号的组在接收器侧彼此分离，从而简化了在接收器处的频域处理。
每组符号能够用于特定类型的符号，例如参考信号或其他控制数据或用户数据。因此，每组的所有符号能够是特定类型的，使得能够容易地在接收器侧分离不同类型的符号，从而能够彼此独立地处理这些符号。因此，能够在一个DFTsOFDM符号内复用多种类型的符号或者更一般地，在接收器侧需要不同类型处理的多组符号。
例如，在接收器处的这种处理使得能够提取参考信号以评估已经改变无线电信号的信道扰动(相移、幅度……)，并且适配解码模块以补偿这些扰动，这使得能够增强无线电信号解码的效率。
可以关于每组符号Qp所需的传输质量来选择该组符号的尺寸。例如，发送控制数据的一组符号可以需要错误发生低的发送，而在来自发送数据的一组符号中的符号的发送中发生错误的后果对于通信来说可能不太重要。
根据本发明的一个方面，如果其中/>则在应用DFT之前将符号Xn的值设置为0。
这使得能够增强K′组Qp个符号的符号传输。实际上，每组的Qp个符号是频域正交的，并且由于将它们被设置为零，因此不会发生来自符号块中其他符号的干扰。
根据本发明的一个方面，K′<K。
这样可以保留梳齿不使用。实际上，在频域中，最多能够使用尺寸为L的K个梳齿，当设置K′<K时，仅使用K′个梳齿，保留K-K′个梳齿未使用。在由另一发射器实现的发送中，能够使用与其他使用的梳齿在频域正交的这些未使用的梳齿。例如，与相同基站通信的两个移动装置可以使用不同的梳齿来实现上行链路发送，因此，在基站处，容易在频域中分离来自每个移动装置的上行链路信号。
根据本发明的一个方面，K′＝K。
这使得在传输中能够使用所有梳齿，即，在传输中使用所有可用的子载波，减少符号块的符号之间的干扰并增强传输容量。
根据本发明的一个方面，针对至少一个p，L＝Qpc，其中c为正整数，并且
在这种情况下，携带Qp个符号的符号块中的符号在时域中以梳状布置。当对符号块应用DFT时，频域中的Qp个符号的样本位于梳齿kp。此外，由于时域中的梳状结构，占用子载波kp的Qp个符号在频域中的样本与占用子载波kp+KQp、kp+2KQp、…、kp+(c-1)KQp的样本相同。
占用子载波kp+K的Qp个符号中的符号在频域中的样本与占用子载波kp+K(Qp+1)、kp+K(2Qp+1)、…、kp+K((c-1)Qp+1)的样本相同。
在频域中以KQp为步长的该重复模式与占用kp+2K、…、kp+(Qp-1)K的Qp个符号的样本一起发生。
因此，在频域中，Qp个符号的样本具有重复的结构。这种重复结构降低了检索符号的计算复杂性。实际上，接收器将在不同的子载波上多次接收相同的复符号，这减少了这些复符号在它们通过无线电信道传输期间的劣化以及干扰的后果。
另外，这种重复结构降低了尤其是当没有以DFT前方式合并符号时处理Qp个符号的计算的复杂性。实际上，在那种情况下，仅需要计算在kp梳齿的前Qp个子载波上的频域中的样本，即，梳齿kp的以kp、kp+K、kp+2K、…、kp+(Qp-1)K为索引的子载波上的样本。
如以前所提及的，时域中符号的相移重复能够有利地用于发送参考信号。而且，为了跟踪快速相移，当符号块中的携带Qp个符号的符号在时域中以梳状布置时是有利的，这是因为那样不仅符号Ai及其所有相移副本是按时间分布的，而且所有符号Ai及其相移副本按时间分布在DFTsOFDM符号中。即，携带Qp个符号的符号在时域中以c为步长的梳状来布置。因此，该结构对于合并参考信号特别重要。
根据本发明的一个方面，针对至少一个p，
在这种情况下，符号块中的携带Qp个符号的符号在时域中以局部方式布置，即，针对从0到K-1的每个m，符号是符号块中的连续符号。
因此，对于接收器，更容易在时域中将Qp个符号与其他符号分离。实际上，一旦应用了DFTsOFDM方案，符号块中的在时域中连续的符号生成无线电信号中的连续样本。因此，与这些连续样本分布在DFTsOFDM符号中(可能需要K·L时间窗)相比，接收器能够以复杂度更低的方式(最多需要K个时间窗)提取无线电信号中的这些连续样本(例如，使用时间窗)。
另外，符号块中的M-Qp个其他符号在时域中对Qp个符号的干扰更小。实际上，通过在时间上连续的符号中携带A0的前面的符号等)以及携带/>的后面的符号/>等)来保护Qp个符号免受来自其他符号的干扰。
由于在频域中的梳状结构，因此可以减少在频域中对包含Qp个符号的无线电信号的提取部分的干扰。
此外，由于在时域中的局部结构，Qp个符号在频域中的样本是对Qp尺寸的DFT应用于Qp个符号的结果的过采样。这种Qp尺寸的DFT应用于CAZAC序列(或更具体地，Zadoff-Chu序列)的结果也是CAZAC序列，相应的Zadoff-Chu序列。此结果的过采样是这些Q个符号(从CAZAC序列或Zadoff-Chu序列生成的)在频域中的样本。此过采样具有低的包络变化，即，低的PAPR，并且具有一定的正交复用能力。另外，此过采样使得能够以低计算复杂度直接在频域中添加Qp个符号的样本。
本发明的第二方面涉及一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括代码指令，该代码指令在所述指令由处理器运行时执行上述方法。
本发明的第三方面涉及一种用于在要经由无线通信系统发送的无线电信号中发送至少一组Q个符号(A0；…；AQ-1)的装置，所述无线电信号旨在由包括被配置为至少在M个不同频率上进行发送的至少一个发送天线的发射器来发射，M等于L·K，其中L和K为严格正整数，Q为严格小于L的严格正整数，所述无线电信号通过以下提供：
-将M尺寸的DFT模块应用于符号块X＝(X0，…XM-1)，并针对每个第k频率获得频域中的复符号Sk，其中k＝0至M-1；
-在对应于发送天线的IDFT模块的输出处获得信号，该信号在频域中表示针对每个第k频率的复符号Sk，其中k＝0至M-1；
-发射与信号相对应的无线电信号；
所述装置被配置为：
-确定符号块中的Q个位置ni，使得
-通过无线电信号发送Q个符号，使得针对每个i，无线电信号中的符号Ai的样本等于由IDFT模块输出的、将DFT应用到M个符号的块的结果，在M个符号的块中在位置ni+mL中的符号的值分别为/>其中k为整数以使得0≤k<K，m为整数以使得0≤m<K，并且j为虚数。
在附图的各图中，以示例的方式而非限制的方式例示了本发明，在附图中，相似的附图标记指代相似的元件。
附图说明
[图1]
图1例示了DFTsOFDM类型的发送器和接收器。
[图2]
图2示意了经典DFTsOFDM发送器的框图。
[图3]
图3详细示出了根据本发明的符号块中的Q个符号的定位示例。
[图4]
图4示意了根据本发明的Q个符号的DFT前合并的框图。
[图5]
图5示意了根据本发明的Q个符号的DFT后合并的框图。
[图6]
图6示意了根据本发明的Q个符号的IDFT后合并的框图。
[图7.1]
图7.1例示了表示根据本发明的DFT前合并符号的步骤的流程图。
[图7.2]
图7.2例示了表示根据本发明的DFT后合并符号的步骤的流程图。
[图7.3]
图7.3例示了表示根据本发明的IDFT后合并符号的步骤的流程图。
具体实施方式
参照图1，示出了向接收器1.2发送无线电信号的发送器1.1。接收器1.2在发送器1.1的小区中。在基于OFDM的系统的上下文中，该发送是基于DFTsOFDM的发送。在该示例中，发送器1.1是固定站，接收器1.2是移动终端，在LTE的上下文中，它们将被称为基站和用户设备。发送器1.1也可以是移动终端，而接收器1.2可以是固定站。
发送器1.1包括一个通信模块(COM_trans)1.3、一个处理模块(PROC_trans)1.4和存储单元(MEMO_trans)1.5。MEMO_trans 1.5包括检索计算机程序的非易失性单元以及检索符号合并参数的易失性单元。根据本发明，PROC_trans 1.4被配置为发送Q个符号。COM_trans 1.3被配置为向接收器1.2发送无线电信号。如前所述，通信模块1.3、处理模块1.4和存储单元1.5可以构成用于发送Q个符号的装置。
接收器1.2包括一个通信模块(COM_recei)1.6、一个处理模块(PROC_recei)1.7和存储单元(MEMO_recei)1.8。MEMO_recei 1.8包括检索计算机程序的非易失性单元。PROC_recei 1.7被配置为从无线电信号中检索Q个符号。COM_recei 1.6被配置为从发送器1.1接收无线电信号。
参照图2，示出了经典DFTsOFDM发送器1.1的框图。这样的DFTsOFDM发送器对符号块(X0，…XM-1)应用DFTsOFDM方案以获得无线电信号。该DFTsOFDM方案具有取决于DFT的输入处所存在的符号块的PAPR而确保低峰均功率比(PAPR)的单载波特性。在图2的示例中，DFTsOFDM发送器通过在一个发送天线Tx 2.0上进行发射来发射无线电信号，这不是限制性的，并且DFTsOFDM发送器也可以使用几个发送天线进行发送。
为了提供无线电信号，将M尺寸的DFT(离散傅里叶变换)模块2.1应用于符号块X＝(X0，…XM-1)。符号块的符号可以通过QPSK数字调制方案或如QAM这样的任何其他数字调制方案来获得，或者可以是具有受控PAPR的序列(例如，CAZAC序列)的符号。
在DFT模块2.1的输出处，在频域中获得为的M个复符号。即，针对M个所分配的子载波中的每个第l子载波，获得一个复符号。利用频域中的子载波映射模块2.2将这些复符号映射到N尺寸的IDFT模块2.3的N个输入中的M个输入。关于子载波映射，复符号的向量/>经由子载波映射模块2.2映射到N个现有子载波中的所分配的M个子载波。例如，子载波映射可以是局部的，即，向量S的M个元素被映射到现有的N个子载波当中的M个连续子载波。例如，子载波映射可以是分布式的，即，向量S的M个元素被等距离地映射在整个带宽上，其中零占用未使用的子载波。
然后，将N尺寸的逆DFT模块2.3应用于子载波映射模块2.2的所得向量从而生成经由发送天线2.0发送的DFTsOFDM符号。更精确地，在IDFT模块2.3的输出处获得信号该信号在与DFTsOFDM符号相对应的时间间隔内占据N个现有子载波当中的所分配的M个子载波。该信号/>是如下时域信号，该时域信号在时间间隔内的频域表示为每个第l被占用子载波的复符号Sl，其中l＝0至M-1。该时域信号/>对应于DFTsOFDM符号。因此，信号/>中的样本指代DFTsOFDM符号中的样本。
可以在IDFT之后可选地添加循环前缀。
参照图3，示出了根据本发明的在符号块中Q个符号的定位示例。
Q个符号位于符号块X＝(X0，…XM-1)中的特定位置，使得能够获得由以梳状结构布置的这些Q所得到的频域中的样本。
针对每个符号Ai，在符号块的符号中操作相移重复。也就是说，在ni+mL位置的符号Xni+mL分别被设置为/>其中，ω＝ej2π/M。因此，符号/>(其中，m从1到K-1)从被设置为/>的/>开始相移重复。因此，符号/> 是符号Ai的移位重复。
当对这样的符号块应用M尺寸的DFT模块2.1时，频域中的由Q个符号(至少部分)得到(即，由得到，其中/>的仅复符号是占用第k个梳齿的复符号。这些复符号为Sk、Sk+K、…、Sk+(L-1)K。因此，频域中的Q个符号的样本仅占用第k梳齿的子载波。第k梳齿或梳齿k是由具有索引k+m.K的子载波构成的子载波梳齿，其中m从0到K-1。
为了简化起见，在图3中，认为Sk+qK仅由Q个符号得到，即Sk+qK＝A′(q)，其中A′(q)由Ai定义，但是，如果与ni+m.L不同位置的符号被设置为非空值，则这些符号在频域中的样本可能会占用第k梳齿的子载波。这些样本可以被视为与Q个符号有关的干扰。
在图3的示例中，DFT应用于其中先前合并了Q个符号的符号块。这样的实施方式称为Q个符号的DFT前合并。
图4是其中根据本发明的Q个符号的合并是DFT前合并的DFTsOFDM发送器的框图。
所应用的DFTsOFDM方案与图2中描述的方案相同。因此，M尺寸的DFT模块、子载波映射模块和N尺寸的IDFT模块相继应用于符号块X＝(X0，…XM-1)以获得由Tx发射的无线电信号。就像之前在Q个符号的DFT前合并中所提到的那样，符号的值被设置为/>其中/>
调制器模块4.0被配置为将调制符号插入到符号块中与位置ni+mL(其中，没有冲突的位置中。另外，合并器模块4.1被配置为在符号块中添加被设置为/>的符号/>合并器模块4.1可以被配置为通知或配置调制器模块4.0，以避免将调制符号插入到符号块中与位置ni+mL(其中，/>没有冲突的位置中。
因此，在合并Q个符号之前，合并器模块4.1确定符号块中的Q个位置ni，使得
可以通过预先配置位置ni(其中，以静态方式配置合并器模块4.1。还可以预先编程几种配置，例如，针对每数量Q的一种配置，或者针对每数量Q的有限数量的配置。可以以隐式方式(例如，基于发送器已知的其他参数)、或者以显式方式(例如，基于由基站经由例如控制信道给出的指令)、或者两者的组合进行配置。
在图3中描述的情况下，根据本发明，仅一组Q个符号被合并到符号块中。但是，能够以与先前所描述的方式相同的方式合并几组符号，不同之处在于每组与不同的梳齿有关。
在K′组的Qp个符号合并到符号块中的情况下，合并器模块4.1针对从1到K′的每个p确定符号块中的Qp个位置/>和kp整数，使得
并且
然后合并器模块4.1被配置为在符号块中的位置中添加被设置为/>的符号/>相应地配置调制器模块4.0。因此，按照与根据本发明的仅合并一组符号的方式相同的方式合并Qp符号组中的每个组。
另外，从已经应用了DFT的每组的Qp个符号发出的复符号位于不同梳齿的子载波上。因此，Qp组的符号在频域中的样本位于第kp梳齿上，而Qp′组的符号在频域中的样本位于第kp′梳齿上。因此，不同组的符号在频域中的样本不交叠，它们是频域正交的。
由于每组符号的频域正交，因此来自每组的符号彼此不干扰。
当Q个符号(在合并仅一组符号的情况下)或K′组Qp个符号中的符号未占用全部符号块时，有利的是将符号块的其他符号设置为零。如前所提及的，这避免了来自符号块中其他符号的干扰出现在所合并的符号上。然后，调制器模块4.0被配置为在合并器模块4.1没有合并符号的位置处将符号设置为零。因此，在这种情况下，调制器模块4.0的输出处的符号块仅由零组成。
在频域中使用K′个不同梳齿合并几组符号的情况下，梳齿的数量K′可以设置为严格小于K。也就是说，梳齿k1、…、kK′不会占用频域中的所有子载波，形成另一梳齿的至少一组子载波未被使用而得以保留。因此，当如发送器1.1的几个发送器在附近，并且可能对彼此的信号引起干扰时，一个发送器可以使用梳齿k1、…、kK′根据本发明发射符号，而另一发送器可以使用不同的梳齿，即，包含索引为k+mK的子载波的梳齿，其中m从0到L-1，并且k不同于k1、…、kK′。因此，发送器发射的无线电信号在频域中是正交的，因此它们彼此不会引起干扰，并且在接收器处在频域中容易分离。当发送器是基站的同一小区中的移动终端时，这尤其相关，因此，在上行链路发送中实现合并。当发送器是彼此靠近的基站时(例如，在市区的环境中)，这也相关。
另选地，对于发送器1.1使用不占用所有子载波的梳齿的实施方式，发送器1.1根据本发明合并了使用所有子载波的K′组符号，即K′＝K。因此，每个子载波具有属于一个梳齿k1至kK′的索引。这使得根据本发明能够使用所有梳齿来进行发送。即，在发送中使用所有可用子载波来发送K′组Qp个符号中的符号。因此，最大子载波用于发送K′组Qp个符号中的符号，使得能够减少干扰。
另选地或与其他实施方式结合，来自一组Qp个符号的符号可以以梳状布置在符号块中，即，在时域中。也就是说，对于每对两个符号/>和(传送一组Qp个符号中的符号)在符号块中间隔开c-1位置。也就是说，确定在符号块中的Qp个位置/>使得
其中，L＝Qpc且c为正整数。因此，合并器模块4.1被配置为根据这些确定的位置将被设置为的符号/>添加到符号块中的位置中。
如前所提及的，这涉及占用子载波kp的一组Qp个符号中的符号在频域中的样本与占用子载波kp+KQp、kp+2KQp、…、kp+(c-1)KQp的样本相同。如果符号块中的其他符号为零或者也布置在频域中以占用梳齿，即，如果与其他符号没有发生干扰，则复符号相同。
占用子载波kp+K的一组Qp个符号的符号在频域中的样本与占用子载波kp+K(Qp+1)、kp+K(2Qp+1)、…、kp+K((c-1)Qp+1)的样本相同。如果符号块中的其他符号为零或者也布置在频域中以占据梳齿，即，如果与其他符号没有发生干扰，则复符号相同。
占用kp+2K、…、kp+(Qp-1)K的样本也以相同的方式重复。
因此，在频域中，一组Qp个符号中的符号的样本具有重复的结构。这种重复结构降低了检索符号的计算复杂度。实际上，接收器将在不同的子载波上多次接收相同的复符号，这减少了这些复符号在它们通过无线电信道的传输期间的劣化以及干扰的后果。
另选地或与其他实施方式结合，来自一组Qp个符号中的符号可以连续地布置在符号块中(在时域中)。即，对于每对两个符号/>和/>(传送一组Qp个符号中的符号)位于符号块中的连续位置上。也就是说，/>因此，合并器模块4.1被配置为在符号块中根据这些确定的位置来添加被设置为的符号/>
Q个(或Qp个符号)符号可以是诸如控制数据、参考信号或用户数据之类的任何类型符号的符号。当Q个符号是参考信号符号时，有利地，可以选择Q个符号作为CAZAC序列，有利地，可以选择Q个符号为Zadoff-Chu序列。
参照图5，示出了根据本发明的Q个符号的DFT后合并的框图。该实施方式可以如下所述地应用于K′组Qp个符号中的每组。
在该实施方式中，在符号块中不进行Q个符号的合并(即，通过直接设置如图4所示的符号块的符号的值)。合并在DFT之后进行。
所应用的方案与图2所示的方案相同，因此，将使用相同的参考符号来引用不同的模块。
调制器模块5.0被配置为在应用DFT模块2.1之前将符号(其中，/> 的值设置为0。调制器模块5.0可以由能够发送位置配置的合并器模块5.1来配置。符号块中的其他符号可以由调制器模块5.0来自由设置。
对这个不完整的符号块XZero应用DFT模块2.1。在DFT模块2.1的输出处，在频域中获得为的M个复符号。这M个复符号在DFT模块2.1的输出处形成后续信号。
合并器模块5.1向DFT模块2.1的输出处的后续信号添加信号SIncor。例如，信号SIncor是符号(其中，/>的计算前的样本。也就是说，不是设置符号块中符号/>(其中，/>的值，而是计算Q个符号的样本，以获得与例如在这些符号的值如前所述地在DFT之前(直接在符号块中)设置的情况下、在DFT的输出处已经获得的样本相同或至少等同的样本。例如，可以通过将DFT应用于其中符号/>(其中/> 的值被分别设置为值/>的符号块来获得SIncor。
然后，如在图2中描述的，在频域中利用子载波映射模块2.2将由SIncor和SZero之和所得到的复符号映射到N尺寸的IDFT模块2.3的N个输入当中的M个输入。然后，将N尺寸逆DFT模块2.3应用于子载波映射模块2.2的所得向量因此生成经由发送天线2.0发送的DFTsOFDM符号。
在将信号SIncor和SZero相加之前，有利的是对信号SZero进行滤波以确保其值已设置为0的符号(其中，/>的在信号SZero中的样本在频域中也严格等于0。因此，这使得能够减少信号SZero对信号SIncor的干扰。
在其中在DFT模块2.1的输出(DFT后)处合并Q个符号的图5的实施方式中，在加法器的输出处获得的信号S与当Q个符号被DFT前合并时在DFT模块2.1的输出处的信号相同(或至少等同)。另外，除了非合并的符号之外，在加法器输出处获得的信号S完全由符号块中其值被设置为零的符号以及由符号(其中，/> 的样本的相应值来定义。
因此，所示的与DFT前合并(图4)有关的所有特征可以应用于DFT后合并。
因此，如图5中所描述的，可以在DFT后执行每组Qp个符号的合并。
如在图4的实施方式中，可以通过预先配置位置ni(其中，)来以静态方式来配置合并器模块5.1。还可以预先编程几种配置，例如，针对每数量Q的一种配置，或者针对每数量Q的有限数量的配置。可以以隐式方式(例如，基于发送器已知的其他参数)、或者以显式方式(例如，基于由基站例如经由控制信道给出的指令)、或者两者的组合进行配置。
参照图6，示出了根据本发明的Q个符号的IDFT后合并的框图。该实施方式可以如下所述地应用于K′组Qp个符号中的每组。
在该实施方式中，没有在符号块(即，如图4所示，通过直接设置符号块的符号的值)中也没有在频域(如图6所示)中进行Q个符号的合并。在IDFT之后进行合并。
所应用的方案与图2所示的方案相同，因此，将使用相同的参考符号来引用不同的模块。
调制器模块6.0被配置为在应用DFT模块2.1之前将符号(其中，/> 的值设置为0。可以由能够发送位置配置的合并器模块6.1来配置调制器模块6.0。符号块中的其他符号可以由调制器模块6.0自由地设置。
对这个不完整的符号块XZero应用DFT模块2.1。在DFT模块2.1的输出处，在频域中获得为的M个复符号。
在频域中利用子载波映射模块2.2将这些复符号映射到N尺寸IDFT模块2.3的N个输入当中的M个输入，如图2中所描述的。
然后，将N尺寸逆DFT模块2.3应用于子载波映射模块2.2的所得向量在IDFT模块2.3的输出处获得信号/>该信号/>是时域信号，该时域信号的频域表示为每个第l被占用子载波的复符号Sl,Zero，其中，l＝0至M-1。
这M个复符号在IDFT模块2.3的输出处形成后续信号。
合并器模块5.1向IDFT模块2.3的输出处的后续信号添加信号/>该信号是符号/>(其中，/>的计算前的样本。即，不是设置符号块中的符号/>(其中，/>的值，而是计算Q个符号的样本，以获得与在这些符号的值如前所述地在DFT前(直接在符号块中)设置的情况下、在IDFT模块2.3的输出处已经获得的样本相同或至少等同的样本。例如，可以通过对其中符号(其中，/>的值被分别设置为值/>并且其他符号的值被设置为零的符号块应用DFTsOFDM方案(DFT模块2.1、子载波映射模块2.2和IDFT模块2.3)来获得SIncor。
然后，如在图2中所描述的，经由发送天线2.0发送与由和/>之和得到的时域信号/>对应的DFTsOFDM符号。
可以在IDFT之后可选地添加循环前缀。
在将信号和/>相加之前，有利的是对信号/>进行滤波，以确保其值已经被设置为零的符号/>(其中，/>的在信号/>中的样本也等于0。因此，这能够减少信号/>对信号/>的干扰。
在其中在IDFT模块2.3的输出(IDFT后)处合并Q个符号的图6的实施方式中，在加法器的输出处获得的信号与当Q个符号在DFT前合并时在IDFT模块2.3的输出处的信号相同(或至少等同)。另外，除了非合并的符号之外，在加法器的输出处获得的信号/>完全由符号块中的其值被设置为零的符号以及由符号/>(其中，/>的样本的相应值来定义。
因此，所示出的与DFT前合并(图4)有关的所有特征可以应用于IDFT后合并。
因此，如图6中所描述的，可以在IDFT后执行每组Qp个符号的合并。
如在图4的实施方式中，可以通过预先配置位置ni(其中，以静态方式来配置合并器模块6.1。还可以预先编程几种配置，例如，针对每数量Q的一种配置，或者针对每数量Q的有限数量的配置。可以以隐式方式(例如，基于发送器已知的其他参数)、或者以显式方式(例如，基于基站例如经由控制信道给出的指令)、或两者的组合来进行配置。
参照图7.1，示出了表示根据本发明的DFT前合并符号的步骤的流程图。
在步骤S11，以静态方式或动态地(即，依据例如基站通过控制信道给出的指令来重配置合并模块4.1)或者通过两者的组合来配置合并模块4.1。在动态配置的情况下，合并模块4.1可以依据保存在MEMO_trans 1.5中的指令选择另一配置。实际上，可以在合并模块4.1中预先参数化几个配置，这些配置可以根据按照配置所合并的符号的数量Q来排序。可以通过数量Q、M和/或L，通过传达Q个符号Ai的符号的符号块X中的位置ni来定义配置。
合并模块4.1可以向调制器模块4.0通知所选择的配置。使得调制器模块4.0能够将调制符号插入到符号块中与位置ni+mL(其中，不冲突的位置中。
在步骤S12，合并模块4.1如先前所描述地通过将位于位置ni+mL(其中， 的符号Xn的每个值分别设置为值/>来合并Q个符号。
在步骤S13，通过如先前所描述地向符号块应用DFTsOFDM方案来处理信号。
在步骤S14，由Tx 2.0发射信号。
参考图7.2，示出了表示根据本发明的DFT后合并符号的步骤的流程图。
在步骤S21，以静态方式或动态地或通过两者的组合如图7.1中那样配置合并模块5.1。
合并模块5.1可以向调制器模块5.0通知所选择的配置。
在步骤S22，如先前在图5中所描述的，基于合并模块5.1的配置，调制器模块5.0将符号(其中，/>并且/>的值设置为0。
在步骤S23，如先前在图5中所解释的，DFT模块2.1应用于符号XZero的不完整块。
在步骤S24，如在图5中所描述的，合并模块5.1向符号SZero添加信号SIncor。
在步骤S25，其余的DFTsOFDM方案(子载波映射模块2.2、IDFT模块2.3)应用于由SZero和SIncor之和得到的信号S。
在步骤S26，由Tx 2.0发射信号。
参考图7.3，示出了表示根据本发明的IDFT后合并符号的步骤的流程图。
在步骤S31，以静态方式或动态地或通过两者的组合如图7.1中那样配置合并模块6.1。
合并模块6.1可以向调制器模块6.0通知所选择的配置。
在步骤S32，如先前在图6中所描述的，基于配置，调制器模块6.0将符号(其中，/>并且/>的值设置为0。
在步骤S33，处理信号，即，对符号块(Xn)Zero应用DFTsOFDM方案(DFT模块2.1、子载波映射模块2.2、IDFT模块2.3)。
在步骤S34，合并模块6.1向IDFT模块2.3的输出信号添加信号/>可以如先前在图6中提到的那样计算信号/>
在步骤S35，由Tx 2.0发射信号。

Claims (12)

1.一种用于在要经由无线通信系统发送的无线电信号中发送至少一组Q个符号(A0；…；AQ-1)的方法，所述无线电信号旨在由包括被配置用于在至少M个不同频率上进行发送的至少一个发送天线的发射器发射，M等于L·K，其中L和K严格为正整数，并且Q为严格小于L的严格正整数，所述无线电信号通过以下来提供：
-将M尺寸的DFT应用于符号块X＝(X0，…XM-1)，并针对每个第k频率获得频域中的复符号Sk，其中k＝0至M-1；
-在对应于发送天线的IDFT模块的输出处获得信号，该信号在频域中表示针对每个第k频率的Sk的复符号相应函数，其中k＝0至M-1；
-发射与所述信号相对应的所述无线电信号；
所述方法包括以下步骤：
-确定所述符号块中的Q个位置ni，使得
-通过所述无线电信号发送所述Q个符号，使得对于每个i，所述无线电信号中的符号Ai的样本等于由所述IDFT模块输出的、将所述DFT应用于M个符号的块的结果，在所述M个符号的块中在位置ni+mL中的符号的值分别为/>其中k为整数以使得0≤k<K，m为整数以使得0≤m<K，并且j为虚数。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，针对每个i和m，通过将所述符号设置为值来发送所述Q个符号。
3.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：在应用所述DFT并在所述IDFT模块的输出处获得后续信号之前，将符号的值设置为0，其中，
并且其中，针对每个i和m，通过在所述IDFT模块的输出处的所述后续信号中添加所述样本，来发送所述Q个符号。
4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：在应用所述DFT并在所述DFT模块的输出处获得后续信号之前，将符号的值设置为0，其中，/>
并且其中，针对每个i和m，通过在所述DFT模块的输出处的所述后续信号中添加所述样本，来发送所述Q个符号。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，在所述无线电信号中发送至少K′组Qp个符号其中所述Qp为严格正整数并且∑Qp≤L且K′≤K，所述方法包括针对每个p：
-确定所述符号块中的kp整数和Qp个位置使得
并且
-通过所述无线电信号发送所述Qp个符号，使得针对每个i，所述无线电信号中的符号的样本等于由所述IDFT模块输出的、将所述DFT应用于M个符号的块的结果，在所述M个符号的块中在位置/>的符号/>的值分别为/>其中/>
6.根据权利要求5所述的方法，其中，如果∑Qp≠L，其中/> 则在应用所述DFT之前将符号Xn的值设置为0。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，K′＜K。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，K′＝K。
9.根据权利要求5所述的方法，其中，针对至少一个p，L＝Qpc，其中c为正整数，并且
10.根据权利要求5所述的方法，其中，针对至少一个p，
11.一种计算机可读介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现根据权利要求1至10中任一项所述的方法的步骤。
12.一种用于在要经由无线通信系统发送的无线电信号中发送至少一组Q个符号(A0；…；AQ-1)的装置，所述无线电信号旨在由包括被配置用于在至少M个不同频率上进行发送的至少一个发送天线的发射器发射，M等于L·K，其中L和K为严格正整数，Q为严格小于L的严格正整数，所述无线电信号通过以下提供：
-将M尺寸的DFT模块应用于符号块X＝(X0，…XM-1)，并针对每个第k频率获得频域中的复符号Sk，其中k＝0至M-1；
-在对应于发送天线的IDFT模块的输出处获得信号，该信号在频域中表示针对每个第k频率的Sk的复符号相应函数，其中k＝0至M-1；
-发射与所述信号相对应的所述无线电信号；
所述装置被配置为：
-确定所述符号块中的Q个位置ni，使得
-通过所述无线电信号发送所述Q个符号，使得针对每个i，所述无线电信号中的符号Ai的样本等于由所述IDFT模块输出的、将所述DFT应用到M个符号的块的结果，在所述M个符号的块中在位置ni+mL中的符号的值分别为/>其中k为整数以使得0≤k<K，m为整数以使得0≤m<K，并且j为虚数。
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