CN113055067B - 下行信号处理方法、装置及基站 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种下行信号处理方法，包括：将未经调制的下行信号进行资源映射；对资源映射后的下行信号进行调制处理，以得到调制数据。通过将调制处理步骤调整至资源映射步骤之后执行，使得在实际的电路实现中，RAM或寄存器无需缓存多bit的数据，从而降低了对RAM或寄存器的存储容量要求。本公开还提供了一种下行信号处理装置、基站及计算机可读介质。

Description

下行信号处理方法、装置及基站
技术领域
本公开实施例涉及通信技术领域，特别涉及下行信号处理方法、装置、基站及计算机可读介质。
背景技术
在通信领域，下行信号在下发之前，需要经过调制、层映射、预编码、资源映射(Resource Element Mapping，简称REMAP)及波束赋形等处理流程，其中，调制是指将各种基带信号转换成适用于信道传输的调制信号的过程，在实际应用中，经该调制过程后，数据的bit位会由少bit位变成为多bit位。现有的下行信号处理方法使得整个处理流程需要占用较大的存储器或寄存器资源，从而导致处理功耗损耗过多，处理效率降低。
发明内容
本公开至少解决现有技术中存在的至少之一的技术问题，本公开实施例提供一种下行信号处理方法、装置、基站及计算机可读介质。
第一方面，本公开实施例提供了一种下行信号处理方法，包括：
将未经调制的下行信号进行资源映射；
对资源映射后的下行信号进行调制处理，以得到调制数据。
在一些实施例中，在所述将未经调制的下行信号进行资源映射的步骤之前，还包括：
将下行信号进行层映射处理；
对层映射处理后的下行信号进行预编码处理。
在一些实施例中，在所述对资源映射后的下行信号进行调制处理，以得到调制数据的步骤之后，还包括：
对所述调制数据进行波束赋形。
在一些实施例中，所述波束赋形的具体步骤包括：
基于乘累积求和方法对所述调制数据进行波束赋形。
在一些实施例中，在所述对所述调制数据进行波束赋形的步骤之后，还包括：
对波束赋形后的数据进行逆快速傅里叶变换。
在一些实施例中，在所述将下行信号进行层映射处理的步骤之前，还包括：
对下行信号进行信道编码；
对信道编码后的下行信号进行速率匹配；
对速率匹配后的下行信号进行扰码处理。
在一些实施例中，所述下行信号为数字信号；所述调制处理的方式包括：四相绝对移相键控和正交幅度调制。
第二方面，本公开还提供一种下行信号处理装置，包括：
资源映射功能模块，用于对未经调制的下行信号进行资源映射；
调制功能模块，用于在所述资源映射功能模块对未调制的下行信号进行资源映射后，对资源映射后的下行信号进行调制处理，以得到调制数据。
第三方面，本公开还提供一种基站，包括：
处理器；
存储器，其中存储有计算机程序，所述程序被所述处理器执行时实现本公开所提供的下行信号处理方法。
第四方面，本公开还提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，所述程序被处理器执行时实现本公开所提供的下行信号处理方法。
本公开实施例提供的下行信号处理方法、装置、基站及计算机可读介质，将调制处理步骤调整至资源映射步骤之后执行，从而使得在实际的电路实现中，RAM或寄存器无需缓存多bit的数据，进而降低了对RAM或寄存器的存储容量要求，降低了处理功耗损耗。
附图说明
附图用来提供对本公开实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本公开的实施例一起用于解释本公开，并不构成对本公开的限制。通过参考附图对详细示例实施例进行描述，以上和其他特征和优点对本领域技术人员将变得更加显而易见，在附图中：
图1为本公开实施例提供的一种下行信号处理方法的流程图；
图2为本公开实施例提供的另一种下行信号处理方法的流程图；
图3为本公开实施例提供的又一种下行信号处理方法的流程图；
图4为本公开实施例提供的再一种下行信号处理方法的流程图；
图5为本公开实施例提供的再一种下行信号处理方法的流程图；
图6为本公开实施例提供的一种下行信号处理装置的结构示意图；
图7为本公开实施例提供的另一种下行信号处理装置的结构示意图；
图8为本公开实施例提供的一种基站的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的下行信号处理方法、装置、基站及计算机可读介质进行详细描述。
在下文中将参考附图更充分地描述示例实施例，但是所述示例实施例可以以不同形式来体现且不应当被解释为限于本文阐述的实施例。反之，提供这些实施例的目的在于使本公开透彻和完整，并将使本领域技术人员充分理解本公开的范围。
本文所使用的术语仅用于描述特定实施例，且不意欲限制本公开。如本文所使用的，单数形式“一个”和“该”也意欲包括复数形式，除非上下文另外清楚指出。还将理解的是，当本说明书中使用术语“包括”和/或“由……制成”时，指定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。
将理解的是，虽然本文可以使用术语第一、第二等来描述各种元件/指令/请求，但这些元件/指令/请求不应当受限于这些术语。这些术语仅用于区分一个元件元件/指令/请求和另一元件元件/指令/请求。
除非另外限定，否则本文所用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与本领域普通技术人员通常理解的含义相同。还将理解，诸如那些在常用字典中限定的那些术语应当被解释为具有与其在相关技术以及本公开的背景下的含义一致的含义，且将不解释为具有理想化或过度形式上的含义，除非本文明确如此限定。
在通信领域，下行信号的传输需要经过信道编码、加扰、调制、层映射、预编码、资源映射及波束赋形等处理流程。
其中，调制是指将各种基带信号转换成适用于信道传输的调制信号(已调信号或频带信号)的过程，根据所控制信号的参量的不同，调制可分为：调幅、调频和调相，其中，调幅是使载波的幅度随着调制信号的大小变化而变化；调频是使载波的瞬时频率随着控制信号的大小而变，而幅度保持不变；调相是利用原始信号控制载波信号的相位。基带信号在经过调制后，在时域中，通过控制载波信号的某个或几个参量的变化将信息荷载在载波上以进行传输，在频域中，通过将频谱搬移到信道通带中或者其中的某个频段上以传输信息。
数字基带信号因只有几个离散值，因而就像用数字信号去控制开关选择具有不同参量的震荡一样，因此数字基带信号的调制过程称为键控，对应于不同的调制方式，分别称为幅度键控(Amplitude shift keying，简称ASK)、频移键控(Frequency-shift keying，简称FSK)和相移键控(Phase Shift Keying，简称PSK)，其中，对于PSK而言，实际中大多采用四相绝对移相键控(Quadrature Phase shift keying，简称QPSK)，其信号可表示为i(t)cos2πft-q(t)sin2πfct，其中第一项是同相分量，第二项称为正交分量，所以QPSK又称为正交相移键控调制。而还有一种性能更好称之为正交幅度调制(Quadrature AmplitudeModulation，简称QAM)的调制方式，QAM的特点是各码元之间不仅幅度不同，相位也不同，属于幅度和相位相结合的调制方式，在QPSK中各码元的幅度相同只是相位不同，故其平均功率较高，QAM由于各码元的幅度不同，故平均功率较小，因此在平均功率相同的情况下，QAM各码元的电平取值可高于QPSK各码元的取值，从而使信噪比得以提高。
层映射用于将数据映射到一个或多个层上，通过将待传输的码字复值调制符号映射到一个或者多个层中，以完成串并转换并且控制空间复用的复用率。
预编码用于将层数据匹配到天线端口上，同时降低或者控制空间复用数据流之间的干扰，降低接收机实现的复杂度，减少系统开销。
资源映射(Resource Element Mapping，简称REMAP)主要是把各个下行物理信道如PDSCH、PDCCH等的数据在频域上按照顺序排满整个带宽，将来自多个信道的数据块复用在一个共享的数据信道中，即所谓的资源映射，并且每个正交频分复用(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，简称OFDM)符号都会有自己的资源映射。
波束赋形又叫波束成型、空域滤波，是一种使用传感器阵列定向发送和接收信号的信号处理技术，波束赋形技术通过调整相位阵列的基本单元的参数，使得某些角度的信号获得相长干涉，而另一些角度的信号获得相消干涉，通过波束赋形处理可进行有效的干扰抑制。
现有技术中，3GPP 5G协议中约定，在CU-DU的IF3切分方式中，5G NR在进行下行信号处理时，按照调制、层映射、预编码、REMAP、波束赋形等来进行一系列下行数据处理流程，该流程一直是业界广泛使用的下行信号处理流程，本公开发明人基于现有技术认识到，在调制过程中，不管是QPSK还是QAM，调制后原本的数据bit位都会由少bit数据变成多bit数据，如QPSK是将每个2bit的IQ数据调制成32bit的IQ数据，256QAM则是将每个8bit的IQ数据调制成32bit的IQ数据，数据量分别扩大了16倍及4倍，当按照现有的下行信号处理方法进行处理时，在电路级的实现中，RAM或寄存器等存储装置需要缓存的单位数据都是32bit，这对RAM或寄存器等的资源具有较大的占用。基于此，本公开发明人对现有的下行信号处理方法做出改进而提出一种新的下行信号处理方法。本公开提供的下行信号处理方法特别适用于5G场景中。
图1为本公开提供的一种下行信号处理方法的流程图，如图1所示，该方法包括：
步骤S101、将未经调制的下行信号进行资源映射。
步骤S102、对资源映射后的下行信号进行调制处理，以得到调制数据。
本公开实施例提供的下行信号处理方法，将调制处理步骤调整至资源映射步骤之后执行，从而使得在实际的电路实现中，RAM或寄存器无需缓存多bit的数据，进而降低了对RAM或寄存器的存储容量要求，降低了处理功耗损耗。
另外，需要说明的是，经实验证明，调制和REMAP的先后顺序并不影响最终的处理结果，即，本公开实施例所提供的下行信号处理方法不会影响下行系统的性能。
图2为本公开实施例提供的另一种下行信号处理方法，如图2所示，在一些实施例中，在步骤S101之前，还包括：
步骤S100a、将下行信号进行层映射处理。
步骤S100b、对层映射处理后的下行信号进行预编码处理。
步骤S100a和步骤S100b分别对下行信号进行层映射处理和预编码处理，在实际应用中，步骤S100a和步骤S100b合作实现MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出)功能，用于在不增加带宽的情况下，成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率，其过程是首先通过层映射把要传输的待下行数据映射到一个或者多个层中(即，按照一定的规则将码字流重新映射到多个层，以形成新的数据流)，完成串并转换并且控制空间复用的复用率，然后对层映射后的下行信号进行预编码，以将层数据匹配到天线端口上，从而实现MIMO功能。
需要说明的是，层映射处理和预编码处理的具体实现过程属于本领域的常规技术，因而本公开实施例不再做具体赘述。
另外，本公开实施例中的步骤S101是对经过预编码处理后的下行信号进行资源映射。即是说，本公开中，下行信号并非特指而是泛指。
图3为本公开实施例提供的又一种下行信号处理方法，如图3所示，在一些实施例中，在步骤S102之后，还包括：
步骤S103、对调制数据进行波束赋形。
波束赋形(又称为智能天线)属于广义MIMO，但仅发送端需支持多天线，接收端并不一定需配置多天线。波束赋形通过小间距天线阵(通常天线间距与电磁波波长相比较小，如半波长)实现信号的方向性发送，从而提高目标用户的接收信号强度、降低对其它方向用户的干扰。本公开实施例中波束赋形可采用现有技术中的任意的适用于下行信号处理的波束赋形方法，此处不再具体赘述。
在一些实施例中，波束赋形可基于乘累积求和方法实现，本公开实施例采用乘累积求和方法可获取更好的收敛速度。
需要说明的是，上述各实施例中不同步骤之间可以相互组合，组合出的新技术方案也应属于本公开的保护范围，此处不再一一列举。
图4为本公开实施例提供的再一种下行信号处理方法，如图4所示，在一些实施例中，在步骤S103之后，还包括：
步骤S104、对波束赋形后的数据进行逆快速傅里叶变换。
逆傅里叶变换用于将信号的频域表示转换为时域表示，本公开实施例中，调制数据在经波束赋形后进行逆快速傅里叶变换使得调制数据能够从频域转化到时域，以便于后续由发射电路将时域信号发射出去。逆快速傅里叶变换是本领域的常规技术手段，本公开实施例不再赘述。
图5为本公开实施例提供的再一种下行信号处理方法，如图5所示，在一些实施例中，在步骤S100a之前，还包括：
步骤S100X、对下行信号进行信道编码。
步骤S100Y、对信道编码后的下行信号进行速率匹配。
步骤S100Z、对速率匹配后的下行信号进行扰码处理。
下行信号在发送之前需要经过信道编码、速率匹配及扰码处理，以降低传输信道的干扰，并提高传输信道的传输效率。信道编码、速率匹配及扰码处理过程均属于本领域的常规技术手段，本公开实施例不再赘述。另外，本公开实施例中，在步骤S100a中是对扰码处理后的下行信号进行层映射处理。
在一些实施例中，下行信号可为数字信号，此时，对应的步骤S102中所进行的调制处理的方式优选的可包括：四相绝对移相键控(Quadrature Phase shift keying，简称QPSK)和正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation，简称QAM)，QPSK和QAM在对数字信号进行调制时具有较好的性能。
本公开实施例还提供一种下行信号处理装置，如图4所示，该装置包括：资源映射功能模块1和调制功能模块2。
其中，资源映射功能模块1用于对未调制的待下行数据进行资源映射(即，将各个信道的信息映射到每个OFDM的符号的完整频域带宽内)；调制功能模块2用于响应于资源映射功能模块1对未调制的待下行数据进行资源映射后，对资源映射后的待下行数据进行调制处理，以得到调制数据(即，将基带信号的频谱搬移到信道通带中或者其中的某个频段上)。
本公开实施例提供的下行信号处理装置，将调制处理步骤调整至资源映射步骤之后执行，从而使得在实际的电路实现中，RAM或寄存器无需缓存多bit的数据，进而降低了对RAM或寄存器的存储容量要求，降低了处理功耗损耗。
图5为本公开实施例提供的另一种下行信号处理装置的结构示意图，如图5所示，在一些实施例中，该装置还包括：层映射功能模块3和预编码功能模块4。
其中，层映射功能模块3用于在资源映射功能模块1对未调制的下行信号进行资源映射之前，将下行信号进行层映射处理(即，按照一定的规则将码字流重新映射到多个层，得到新的数据流)；预编码功能模块4用于在层映射功能模块3将下行信号进行层映射处理之后，对层映射处理后的下行信号进行预编码处理(即，将层映射后的数据映射到不同的天线端口上)。
本公开实施例中的层映射功能模块3和预编码功能模块4用于实现本公开中上述方法步骤S100a和S100b，具体请参照上述步骤S100a和S100b的描述，此处不再赘述。
继续参照图5，在一些实施例中，该装置还包括：波束赋形功能模块5，其用于在调制功能模块2对资源映射后的下行信号进行调制处理，以得到调制数据后，对调制数据进行波束赋形。
在一些实施例中，波束赋形功能模块5具体可基于乘累积求和方法来实现波束赋形。
本公开实施例中波束赋形功能模块5用于实现本公开中上述方法步骤S103，具体请参照上述步骤S103的描述，此处不再赘述。
图8为本公开实施例提供的一种基站的结构示意图，如图8所示，该基站11包括：处理器111和存储器112；其中，存储器112中存储有计算机程序，所述程序被该处理器111执行时实现本公开上述实施例所提供的任一一种下行信号处理方法。
本公开实施例还提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现本公开上述实施例所提供的任一一种下行信号处理方法。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
本文已经公开了示例实施例，并且虽然采用了具体术语，但它们仅用于并仅应当被解释为一般说明性含义，并且不用于限制的目的。在一些实例中，对本领域技术人员显而易见的是，除非另外明确指出，否则可单独使用与特定实施例相结合描述的特征、特性和/或元素，或可与其他实施例相结合描述的特征、特性和/或元件组合使用。因此，本领域技术人员将理解，在不脱离由所附的权利要求阐明的本公开的范围的情况下，可进行各种形式和细节上的改变。

Claims (9)

1.一种下行信号处理方法，其中，包括：
将未经调制的下行信号进行资源映射；具体包括：将未经调制的下行信号在频域上按照顺序排满整个带宽；
对资源映射后的下行信号进行调制处理，以得到调制数据；
在所述将未经调制的下行信号进行资源映射的步骤之前，还包括：将下行信号进行层映射处理；对层映射处理后的下行信号进行预编码处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述对资源映射后的下行信号进行调制处理，以得到调制数据的步骤之后，还包括：
对所述调制数据进行波束赋形。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述波束赋形的具体步骤包括：
基于乘累积求和方法对所述调制数据进行波束赋形。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述对所述调制数据进行波束赋形的步骤之后，还包括：
对波束赋形后的数据进行逆快速傅里叶变换。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述将下行信号进行层映射处理的步骤之前，还包括：
对下行信号进行信道编码；
对信道编码后的下行信号进行速率匹配；
对速率匹配后的下行信号进行扰码处理。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述下行信号为数字信号；所述调制处理的方式包括：四相绝对移相键控和正交幅度调制。
7.一种下行信号处理装置，其中，包括：
资源映射功能模块，用于对未经调制的下行信号进行资源映射；具体包括：将未经调制的下行信号在频域上按照顺序排满整个带宽；
调制功能模块，用于在所述资源映射功能模块对未经调制的下行信号进行资源映射后，对资源映射后的下行信号进行调制处理，以得到调制数据；
层映射功能模块，用于在所述资源映射功能模块对未调制的下行信号进行资源映射之前，将下行信号进行层映射处理；
预编码功能模块，用于对层映射处理后的下行信号进行预编码处理。
8.一种基站，其中，包括：
处理器；
存储器，其中存储有计算机程序，所述程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-6任一所述的方法。
9.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一所述的方法。
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