CN114095316B - 导频传输方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开了一种导频传输方法和设备，能够解决相关技术中的导频传输方案不能很好的捕获信道的动态的问题。该方法包括：通信设备在第一数据序列中插入导频符号，得到第二数据序列；所述通信设备发送所述第二数据序列，其中，所述第二数据序列经过超奈奎斯特处理。

Description

导频传输方法和设备
技术领域
本申请属于通信技术领域，具体涉及一种导频传输方法和设备。
背景技术
超奈奎斯特(Faster Than Nyquist，FTN)是通过对发送信号进行预处理(又称波形编码)，可加快码元发送速率，即增加每赫兹每秒(Hz*s)内发送的符号数量。
在复杂的电磁波传输环境中，由于存在大量的散射、反射和折射面，造成了无线信号经不同路径到达接收天线的时刻不同，即传输的多径效应。当发送信号的前后符号经过不同路径同时抵达时，或者说，当后一个符号在前一个符号的时延扩展内到达时，即产生了符号间干扰(Inter-Symbol Interference，ISI)。类似的，在频域上，由于频偏效应，多普勒效应等原因，信号所在的各个子载波会产生频率上不同程度的偏移，造成原本可能正交的子载波产生重叠，即信道间干扰(Inter-Channel Interference，ICI)。
由于波形编码和多径信道的叠加效应，导致了等效多径数量的增加，以及更加“靠近”的符号间隔和子载波间隔，使得等效的时频域重叠程度增加。这种时频域重叠程度的增加，在接收端反映为更加严重的ISI和ICI，对接收机的设计提出了挑战。
基于上述原因，一般需要通过插入一段已知信号(在单载波系统中一般称为导频)，通过比较发送端和接收端的上述已知信号的差异来进行信道估计。传统单载波系统中，导频以周期发送的簇(burst)形式存在，一般为几十到几百个符号组成的序列。由于开销限制，发送周期不可能过于频繁，因此，当信道为时域快变时，传统方案不能很好的捕获信道的动态。
发明内容
本申请实施例提供一种导频传输方法和设备，能够解决相关技术中的导频传输方案不能很好的捕获信道的动态的问题。
第一方面，提供了一种导频传输方法，所述方法包括：通信设备在第一数据序列中插入导频符号，得到第二数据序列；所述通信设备发送所述第二数据序列，其中，所述第二数据序列经过超奈奎斯特处理。
第二方面，提供了一种通信设备，包括：导频插入模块，用于在第一数据序列中插入导频符号，得到第二数据序列；发送模块，用于发送所述第二数据序列，其中，所述第二数据序列经过超奈奎斯特处理。
第三方面，提供了一种通信设备，该通信设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的方法。
第四方面，提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的方法。
第五方面，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时，实现如第一方面所述的方法。
第六方面，提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现如第一方面所述的方法。
在本申请实施例中，通信设备在第一数据序列中插入导频符号得到第二数据序列，这样，第二数据序列中的数据符号和插入的导频符号交织放置。本申请实施例可以在数据帧中分布式的放置导频符号，能够解决传统方案中集中放置的导频不能很好的跟踪信道的时变特性的问题，且开销较小；同时，本申请实施例还可以根据信道状态灵活的调整导频符号的插入位置和插入密度，提高导频传输的灵活性。
附图说明
图1是根据本申请的一个实施例的无线通信系统的框图；
图2是根据本申请的一个实施例的导频传输方法的示意性流程图；
图3是根据本申请的一个实施例的成型滤波器运算示意图；
图4是根据本申请的一个实施例的成型滤波后的效果示意图；
图5是根据本申请的一个实施例的上采样处理后的数据序列示意图；
图6是根据本申请的一个实施例的导频符号插入位置示意图；
图7是根据本申请的一个实施例的基带信号处理流程示意图；
图8是根据本申请的一个实施例的帧结构示意图；
图9是图8所示的帧结构节省GAP开销效果示意图；
图10是根据本申请的一个实施例的通信设备的结构示意图；
图11是根据本申请的另一个实施例的通信设备的结构示意图；
图12是根据本申请的一个实施例的终端的结构示意图；
图13是根据本申请的一个实施例的网络侧设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”所区别的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
值得指出的是，本申请实施例所描述的技术不限于长期演进型(Long TermEvolution，LTE)/LTE的演进(LTE-Advanced，LTE-A)系统，还可用于其他无线通信系统，诸如码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)、时分多址(Time DivisionMultiple Access，TDMA)、频分多址(Frequency Division Multiple Access，FDMA)、正交频分多址(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，OFDMA)、单载波频分多址(Single-carrier Frequency-Division Multiple Access，SC-FDMA)和其他系统。本申请实施例中的术语“系统”和“网络”常被可互换地使用，所描述的技术既可用于以上提及的系统和无线电技术，也可用于其他系统和无线电技术。然而，以下描述出于示例目的描述了新空口(New Radio，NR)系统，并且在以下大部分描述中使用NR术语，这些技术也可应用于NR系统应用以外的应用，如第6代(6th Generation，6G)通信系统。
图1示出本申请实施例可应用的一种无线通信系统的框图。无线通信系统包括终端11和网络侧设备12。其中，终端11也可以称作终端设备或者用户终端(User Equipment，UE)，终端11可以是手机、平板电脑(Tablet Personal Computer)、膝上型电脑(LaptopComputer)或称为笔记本电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、掌上电脑、上网本、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、移动上网装置(Mobile Internet Device，MID)、可穿戴式设备(Wearable Device)或车载设备(VUE)、行人终端(PUE)等终端侧设备，可穿戴式设备包括：手环、耳机、眼镜等。需要说明的是，在本申请实施例并不限定终端11的具体类型。网络侧设备12可以是基站或核心网，其中，基站可被称为节点B、演进节点B、接入点、基收发机站(Base Transceiver Station，BTS)、无线电基站、无线电收发机、基本服务集(Basic Service Set，BSS)、扩展服务集(ExtendedService Set，ESS)、B节点、演进型B节点(eNB)、下一代节点B(gNB)、家用B节点、家用演进型B节点、WLAN接入点、WiFi节点、发送接收点(Transmitting Receiving Point，TRP)或所述领域中其他某个合适的术语，只要达到相同的技术效果，所述基站不限于特定技术词汇，需要说明的是，在本申请实施例中仅以NR系统中的基站为例，但是并不限定基站的具体类型。
由于无线电信号在通过无线信道过程中产生的符号间干扰(Inter-SymbolInterference，ISI)和/或信道间干扰(Inter-Channel Interference，ICI)，与发送机采用波形编码引入的ISI/ICI叠加，造成了等效的更加严重的ISI/ICI。接收机受硬件条件限制，实现的译码算法复杂度有限，当重叠程度超过一定阈值时，所需求的译码复杂度会大大增加，超过译码算法的能力，造成无法译码。此时需要通过引入导频符号，通过引入导频符号，以降低接收端译码算法复杂度，具体地，在接收端通过导频符号对无线信道进行信道估计，用信道估计的结果对收端信号进行补偿(信道均衡)，之后再进行超奈奎斯特(Faster-Than-Nyquist，FTN)信号的解调和译码。
传统单载波系统中，导频以周期发送的簇(burst)形式存在，一般为几十到几百个符号组成的序列，导频与数据分块发送。由于开销限制，导频发送周期不可能过于频繁，因此，当信道为时域快变时，传统方案不能很好的捕获信道的动态变化。
此外，FTN传输中，传统方案中为了生成无符号间干扰(Inter SymbolInterference，ISI)的导频和有ISI的数据，如果用同一套基带处理，需要对导频符号使用与数据相同阶数的成型滤波器，并且进行相应的上采样，可能会造成不必要的开销(因为导频符号不需要重叠发送，导频符号重叠发送则会造成不必要的开销，因此可以考虑采用阶数较小的成型滤波器)。或者，如果想减少导频符号的基带处理开销，就需要两个基带并行处理，或者一个基带使用更长时间串行处理，代价是在流程上或硬件实现上较为复杂。
综上所述，传统单载波系统的导频插入方案是：导频为一簇符号，与数据分块发送，无法很好地捕捉信道时变动态特性的问题。此外，按照传统方案，如果在基带中把导频符号和数据统一处理，会造成导频基带处理开销问题；如果分开处理，则代价是在流程上或硬件实现上较为复杂。
为解决上述技术问题，本申请实施例的主要思想是：在数据序列中插入导频符号，本申请实施例相对于导频为一簇符号且导频与与数据分块发送的方案而言，不仅开销较小，且可以很好的捕获信道的动态。
同时，本申请实施例通过插入导频符号，以及在导频符号左右两侧的至少一侧插入的零电平符号，可以使通信设备导频符号和数据统一处理，可以简化收发端的基带信号处理流程。具体地，发送端通信设备诶可以对导频符号使用与数据符号相同阶数的成型滤波器，减少导频符号的基带处理开销；不需要两个基带分别对导频符号和数据符号进行并行处理，在流程上或硬件实现上较为简便。
上述提到，导频符号的左右两端(或称两侧)的至少一端还设置一个或者多个零电平的符号，该处的一个或多个零电平的符号可以称为保护符号。一个导频符号和它两侧的至少一侧的一个或多个保护符号，称为一个导频符号组。每个导频符号组中，导频符号数量可以为1，即通过单点导频进行信道估计，降低信道估计的开销。
本申请实施例提供的导频传输方法可以应用在超奈奎斯特传输中，导频符号两端的至少一端的保护符号的数量与FTN的时域重叠系数τ按照本申请实施例后续呈现的规则计算得出，经基带处理后，可以同时得到无符号间干扰(Inter-Symbol Interference，ISI)的导频符号和有ISI的数据符号，通过上述无ISI的导频符号，可以更准确地捕获信道的动态。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的导频传输方法和设备进行详细地说明。
如图2所示，本申请的一个实施例提供一种导频传输方法200，该方法可以由通信设备执行，换言之，该方法可以由安装在通信设备的软件或硬件来执行，该方法包括如下步骤。
S202：通信设备在第一数据序列中插入导频符号，得到第二数据序列。
S204：通信设备发送第二数据序列，其中，第二数据序列经过超奈奎斯特处理。
本申请实施例提供的导频传输方法可以应用在单载波系统中。
本申请实施例中，通信设备在发送第二数据序列之前还可以对第二数据序列进行超奈奎斯特(Faster-Than-Nyquist，FTN)处理，FTN处理可以包括以下两个步骤：上采样处理；成型滤波器的匹配滤波处理。S202中提到的在第一数据序列中插入导频符号，可以是在上采样处理的步骤之前执行；也可以是在上采样处理的步骤之后且在匹配滤波处理之前。
可选地，插入导频符号得到的第二数据序列中，导频符号两端的至少一端设置有零电平符号，例如，导频符号左端设置有多个零电平符号；或导频符号右端设置有多个零电平符号；或导频符号左端设置有多个零电平符号，且导频符号的右端也设置有多个零电平符号。
在一个具体的例子中，在导频符号两端均设置有零电平符号时，导频符号两端的所述零电平符号的数量相等，或所述导频符号两端的所述零电平符号的数量相差1。
该实施例在S204中提到通信设备发送第二数据序列，可选地，第二数据序列在第一子帧中发送，一个所述第一子帧包括保护间隔(GAP)、所述导频符号和数据段，其中，在一个所述第一子帧内，所述导频符号的数量可以为1。
可选地，所述第一子帧所在的帧结构包括多个所述第一子帧，每个所述第一子帧包括一个所述保护间隔、一个所述导频符号以及一个所述数据段。
可选地，所述帧结构还包括第二子帧，所述第二子帧用于发送同步信号簇(Syncburst)。每个所述帧结构中的第二子帧的数量为1，且第二子帧可以位于帧结构的头部。
本申请实施例提供的导频传输方法，通信设备在第一数据序列中插入导频符号得到第二数据序列，这样，第二数据序列中的数据符号和插入的导频符号交织放置。本申请实施例可以在数据帧中分布式的放置导频符号，能够解决传统方案中集中放置的导频不能很好的跟踪信道的时变特性的问题，且开销较小；同时，本申请实施例还可以根据信道状态灵活的调整导频符号的插入位置和插入密度，提高导频传输的灵活性。
可以理解，在信道的时变特性变化较快(例如时变特性满足第一条件)时，本申请实施例可以提高导频符号的插入密度，便于更好的跟踪信道的时变特性；在信道的时变特性变化较慢(例如时变特性满足第二条件)时，本申请实施例可以降低导频符号的插入密度，降低开销。
另外，本申请实施例可以调整导频符号的插入位置，例如，导频符号插入在保护间隔和数据段之间，这样，可以无需在保护间隔和导频符号之间添加零电平符号，只需在导频符号和数据段之间添加一定数量的零电平符号即可，便于降低开销(具体见后文实施例四)；其中，该处提到的添加一定数量的零电平符号，其目的是为了保证导频符号和数据符号之间无ISI。
可选地，实施例200中通信设备在第一数据序列中插入导频符号，得到第二数据序列之后(在S204之前)，所述方法还包括如下步骤：所述通信设备对所述第二数据序列进行上采样处理；其中，所述超奈奎斯特处理包括所述上采样处理。该实施例对应于后文提到的实施例一。
上述提到的对所述第二数据序列进行上采样处理之后，所述方法还包括：在所述第二数据序列中所述导频符号的至少一侧添加零电平符号。
在一个具体例子中，添加的所述零电平符号的数量满足如下公式：
K≥LO-2N+1；
K为添加的所述零电平符号的数量；LO为插入所述导频符号后所述导频符号以及与所述导频符号相邻的零电平符号的总数量的最小取值；N为所述上采样处理的上采样倍数。
本申请各个实施例中使用的LO，可以是导频符号组中导频符号以及导频符号两侧的零电平符号的总数量(需满足无ISI)的最小取值。该最小取值意味着：如果导频符号组中的符号数量小于LO，则导频符号可能会产生ISI，如果导频符号组中的符号数量大于或等于LO，则可以实现导频符号无ISI。
该实施例插入零电平符号的规则可以是：导频符号两端的所述零电平符号的数量相等，或所述导频符号两端的所述零电平符号的数量相差1。
在其他的实施例中，如后文介绍的实施例四，仅需要在导频符号的单侧插入零电平符号，则插入的零电平符号的数量可以是上述公式计算的取值的一半，也即
该实施例通过添加到零电平符号，可以同时得到无ISI的导频符号和有ISI的数据符号，通过上述无ISI的导频符号，可以更准确地捕获信道的动态。
可选地，实施例200中通信设备在第一数据序列中插入导频符号，得到第二数据序列之前，所述方法还包括：所述通信设备对所述第一数据序列进行上采样处理；其中，所述超奈奎斯特处理包括所述上采样处理。该实施例对应于后文提到的实施例二。
通信设备对所述第一数据序列进行上采样处理之前，所述方法还包括：在所述第一数据序列中待插入所述导频符号的位置添加零电平符号。该例子中提到的添加零电平符号，可以是在所述第一数据序列中待插入所述导频符号的位置，对原始数据序列中的数据符号进行置零的操作；还可以是原始数据中多添加的零电平符号。
在一个例子中，添加的所述零电平符号的数量满足如下公式：
q为添加的所述零电平符号的数量；LO为插入所述导频符号后所述导频符号以及与所述导频符号相邻的零电平符号的总数量的最小取值；N为所述上采样处理的上采样倍数。
该实施例插入零电平符号的规则可以是：导频符号两端的所述零电平符号的数量相等，或所述导频符号两端的所述零电平符号的数量相差1。
在其他的实施例中，如后文介绍的实施例四，仅需要在导频符号的单侧插入零电平符号，则插入的零电平符号的数量可以是上述公式计算的取值的一半，也即
该实施例通过添加到零电平符号，可以同时得到无ISI的导频符号和有ISI的数据符号，通过上述无ISI的导频符号，可以更准确地捕获信道的动态。
可选地，上述两个例子中，插入所述导频符号后所述导频符号以及与所述导频符号相邻的零电平符号的总数量的最小取值通过以下公式确定：
τ为所述超奈奎斯特处理的时域重叠系数。
为详细说明上述几个实施例中提到的添加的零电平符号的数量，以下将对其实现原理进行说明。
FTN基带信号处理时，对于时域重叠系数τ的灵活调节是通过分别调整数据和成型滤波器的上采样系数来实现的。假设数据的上采样倍数为N(指一个符号时间/采样周期T内的数据采样点数，一个符号时间内数据是一个冲激响应，所以上采样等效为补N-1个零的操作)，成型滤波器的上采样倍数为M(指一个符号时间/采样周期T内的滤波器采样点数)，则有如下公式成立：
X域重叠复用(Overlapped X-Domain Multiplexing，OVXDM)是FTN技术的一个特例，在OVTDM中，τ为一系列离散的点值：
当τ＝1/K时，则可以称所得到OVXTM信号为奈奎斯特采样信号的K倍重叠。推广到FTN系统，则可认为τ＝N/M的FTN信号为奈奎斯特采样信号的M/N倍重叠。
下面将分析插入导频符号的一般规则。已知奈奎斯特信号的采样周期为T，则FTN信号的采样周期为τT。假设前文提到的第二数据序列中，导频符号为p0，与以p0为中心的导频符号组左右分别相邻的两个数据符号为x-和x+，关于导频符号组的概念在前文已经介绍过，即包括导频符号及其左右两端的一个或多个零电平符号。
假设p0与x-的距离为t-，p0与x+的距离为t+，x-与x+的距离为t±，易知导频符号p0与数据符号x-和x+无符号间干扰的充分必要条件为：
t-≥T,t+≥T
由此可得，
t±＝t-+t+≥2T
对于经过N倍上采样处理的发送序列x[n]，即前文提到的第一数据序列，其符号间隔为τT。令在x-与x+间需要空出分配给导频符号组的符号数为L，则L满足则满足条件的L的最小取值为：
该公式表示向上取整。在LO个上采样符号中，假设实际发送的原始数据符号数为q个(这q个数据符号实际上可能是置零处理)，由于上采样，而添加的零电平的符号数为(q+1)*(N-1)个，以下等式成立：
q+(q+1)*(N-1)＝Lo
解得：
至此，我们得出了原始数据符号中，需要置零作为所插入的导频符号的保护符号原始符号的数量。
本申请实施例中，导频符号可以插入L个上采样符号的中心位置，确保导频符号与数据符号间无符号间干扰。假设长度为L的导频符号组为S＝{s0,s1,…,sL-1}。
当L为奇数时，导频符号位于导频符号组中心，即：
当L为偶数时，导频符号位置为：
或者；
下面举例说明本申请实施例的原理。如图3所示，发送数据序列x[n]和所用的成型滤波器进行卷积运算。其中N＝2,M＝3，该处的N为上采样处理的上采样倍数，M为成型滤波器的上采样倍数。
通过上述卷积运算得到图4所示的波形。需要说明是的是，此处为了描述方便，用不同的滤波器波形表示符号波形叠加的形式，实际的波形包络应该是这些滤波器波形的叠加效果。
假设2倍上采样处理，则发送序列(即第一数据序列)间隔补零，零电平符号的位置并不存在波形分量，实际波形分解如图5所示。
此时，假设要在x2后插入导频符号，则需要x2和x5之间的间隔满足公式：t±＝t-+t+≥2T。由此需要把x3和x4置零，并且在x2和x5之间的采样点的中心放置导频符号p0，如图6所示。
可以看出，在图6所示的导频信号的采样位置，没有来自数据符号脉冲的主瓣干扰；而在数据信号的采样位置，则保持了之间的ISI。
本申请各个实施例提供的技术方案可以在基带信号处理的不同阶段灵活实施。如图7所示：在图7中，竖直方向的箭头指向部分是可以进行导频符号插入的节点。情况1和情况2分别在实施例一和二中具体阐述。
实施例一
实施例一对应图7中的情况1。本实施例中，假设导频映射位置(即前文提到的待插入导频符号的位置)已经确定，导频符号直接插入原始数据符号的特定位置中。
数据经过N倍上采样之后，导频符号左右两侧的零电平符号数各为N-1。又根据前述公式的计算，保证导频无干扰的导频符号组数为Lo，减去一个导频符号，则导频符号组中的零电平符号数为Lo-1，则在上采样后的第二数据序列中的导频符号所在位置两侧补零(即添加零电平符号)即可，保证补零数量满足如下公式：
K≥LO-1-2*(N-1)＝LO-2N+1
经过上述补零处理后，导频符号两端均设置有零电平符号，导频符号两端的零电平符号的数量相等，或导频符号两端的零电平符号的数量相差1。
实施例二
实施例二对应图7中的情况2。本实施例中，假设导频映射位置已经确定，则对原始数据需要进行预补零操作。
如图6所示，假设原始数据的信息比特{x1，x2，x5，…}，为了达到本申请实施例的设计效果，在x2和x5之间插入“虚拟的”x3和x4，实际是一个符号长度的0电平时间间隔。经过这样预处理的信号，进行上采样处理，得到上采样信号。则导频符号插入上采样后信号的x3和x4中间的某一位置即可。
实施例三
实施例三阐述了采用本申请实施例提供的导频插入方案下的数据处理技术。
FTN技术的自身特点决定，其数据译码复杂度与存在卷积关系的数据码块长度L呈指数相关。采用申请实施例提供的导频插入方案时，假定插入了W个导频符号，长度为L的数据码块被分成了W个长度为的数据码段，数据码块段之间不存在卷积关系，因此可以独立译码。
假设二进制相移键控(Binary Phase Shift Keying，BPSK)调制，则相关技术中导频簇的方案的复杂度为0(2L)，使用本申请实施例提供的导频传输方法，复杂度降为显然在大部分情况下本申请实施例的方法复杂度较低。
此外，对于更高阶的调制，假设调制符号集的数量为m，则相应的复杂度为0(mL)对本申请实施例提供的导频传输方法优势更为明显。因此，本申请实施例提供的导频传输方法的导频插入方案带来的额外好处是：可以让被导频符号分割的数据单独处理，减少了接收机译码复杂度。
实施例四
实施例四给出了一种帧结构，该帧结构利用前文实施例提供的导频传输方法，通过合理放置导频符号所在位置，可以进一步减少在多径信道中的保护间隔(GAP)开销，该帧结构如图8所示。图9是图8所示的帧结构节省GAP开销效果示意图。
该实施例提供的帧结构包括多个第一子帧(图8中示意性地显示出3个)和一个第二子帧，每个所述第一子帧包括保护间隔、导频符号和数据段，其中，在一个第一子帧内，导频符号的数量可以为1。该帧结构中的第二子帧用于发送同步信号簇(sync burst)。
本实施例提供的的帧结构中的同步信号簇用于获取时间定时同步，其中：
1、周期性的同步信号簇可以用于多径估计。
2、本申请实施例提供的点状离散导频符号可以用于精确信道估计。
3、导频符号放在一段数据段的起始位置，导频符号前放置保护间隔(GAP)应对多径干扰，导频符号和数据段之间可以按前文实施例介绍的方案进行插入零电平符号的操作，导频符号左侧因存在保护间隔，因此无需执行插入零电平符号的操作，充分利用保护间隔的保护，便于节约开销。
a)该实施例可以保证导频符号无ISI。
b)导频符号和数据段间不需要为多径设置额外GAP，理由为：导频符号已知，由多径造成的对数据的ISI可以通过连续干扰消除(Successive Interference Cancellation，SIC)消除；或者，FTN系统就是利用ML/MAP接收机，算法本身可以克服单点导频的少许ISI影响。这里不同于传统奈奎斯特系统的MMSE接收机，其性能受ISI影响很大。
c)传统方案的帧结构，数据帧前也需要留一段GAP，本方案数据段导频符号前的GAP并没有带来额外开销。
d)传统方案的簇形式的导频，通过进行圆周卷积可以估计多径；采用144或其他数量的符号是为了增加相关峰能量易于检测，本质上还是为了同步服务的。本申请实施例中利用同步信号簇实现这个功能，而进行精确信道估计只需要利用后面的单点导频符号实现，可以减少信道估计的符号开销。
e)实际环境中，多径的生灭较慢，所以本申请实施例利用周期较长的同步信号簇进行跟踪。如果需要粒度更细腻的信道信息，则可以通过数据帧内插入的离散单点导频符号进行精确测量。
4、本申请实施例的额外益处(类似实施例三的阐述)：GAP+导频符号+数据段的结构，相当于FTN数据流被插入的导频分割，使FTN带来的ISI只存在于本地数据段之间，每个数据段可以单独解调，减少了单次最大似然(Maximum Likelihood，ML)/最大后验概率(Maximum A Posteriori，MAP)接收机处理的码长，极大减少了FTN解调复杂度。
在实施例四中提到的第一子帧，在其他的实施方式中，还可以是数据段在第一子帧的头部，保护间隔位于第一子帧的尾部，导频符号位于数据段和保护间隔之间，该实施方式可以达到图8所示的实施例相同或等同的技术效果。
需要说明的是，本申请实施例提供的导频传输方法，执行主体可以为通信设备，或者，该通信设备中的用于执行导频传输方法的控制模块。本申请实施例中以通信设备执行导频传输方法为例，说明本申请实施例提供的通信设备。
图10是根据本申请实施例的通信设备的结构示意图，该通信设备可以是终端，还可以是网络侧设备。如图10所示，通信设备1000包括：
导频插入模块1002，可以用于在第一数据序列中插入导频符号，得到第二数据序列；
发送模块1004，可以用于发送所述第二数据序列，其中，所述第二数据序列经过超奈奎斯特处理。
在本申请实施例中，通信设备在第一数据序列中插入导频符号得到第二数据序列，这样，第二数据序列中的数据符号和插入的导频符号交织放置。本申请实施例可以在数据帧中分布式的放置导频符号，能够解决传统方案中集中放置的导频不能很好的跟踪信道的时变特性的问题，且开销较小；同时，本申请实施例还可以根据信道状态灵活的调整导频符号的插入位置和插入密度，提高导频传输的灵活性。
可选地，作为一个实施例，所述通信设备100还包括处理模块，用于对所述第二数据序列进行上采样处理；其中，所述超奈奎斯特处理包括所述上采样处理。
可选地，作为一个实施例，所述处理模块，还用于在所述第二数据序列中所述导频符号的至少一侧添加零电平符号。
可选地，作为一个实施例，添加的所述零电平符号的数量满足如下公式：
K≥LO-2N+1；
K为添加的所述零电平符号的数量；LO为插入所述导频符号后所述导频符号以及与所述导频符号相邻的零电平符号的总数量的最小取值；N为所述上采样处理的上采样倍数。
可选地，作为一个实施例，所述通信设备1000还包括处理模块，用于对所述第一数据序列进行上采样处理；其中，所述超奈奎斯特处理包括所述上采样处理。
可选地，作为一个实施例，所述处理模块，还用于在所述第一数据序列中待插入所述导频符号的位置添加零电平符号。
可选地，作为一个实施例，添加的所述零电平符号的数量满足如下公式：
q为添加的所述零电平符号的数量；LO为插入所述导频符号后所述导频符号以及与所述导频符号相邻的零电平符号的总数量的最小取值；N为所述上采样处理的上采样倍数。
可选地，作为一个实施例，插入所述导频符号后所述导频符号以及与所述导频符号相邻的零电平符号的总数量的最小取值通过以下公式确定：
τ为所述超奈奎斯特处理的时域重叠系数。
可选地，作为一个实施例，所述导频符号两端的至少一端设置有零电平符号。
可选地，作为一个实施例，在所述导频符号两端均设置有所述零电平符号时，所述导频符号两端的所述零电平符号的数量相等，或所述导频符号两端的所述零电平符号的数量相差1。
可选地，作为一个实施例，所述第二数据序列在第一子帧中发送，所述第一子帧包括保护间隔、所述导频符号和数据段。
可选地，作为一个实施例，所述第一子帧所在的帧结构包括多个所述第一子帧，每个所述第一子帧包括一个所述保护间隔、一个所述导频符号以及一个所述数据段。
可选地，作为一个实施例，所述帧结构还包括一个第二子帧，所述第二子帧位于所述帧结构的头部，所述第二子帧用于发送同步信号簇，第二子帧的头部设置有保护间隔。
可选地，作为一个实施例，所述通信设备为终端或网络侧设备。
根据本申请实施例的通信设备1000可以参照对应本申请实施例的方法200的流程，并且，该通信设备1000中的各个单元/模块和上述其他操作和/或功能分别为了实现方法200中的相应流程，并且能够达到相同或等同的技术效果，为了简洁，在此不再赘述。
本申请实施例中的通信设备可以是装置，也可以是终端中的部件、集成电路、或芯片。该装置可以是移动终端，也可以为非移动终端。示例性的，移动终端可以包括但不限于上述所列举的终端11的类型，非移动终端可以为服务器、网络附属存储器(NetworkAttached Storage，NAS)、个人计算机(personal computer，PC)、电视机(television，TV)、柜员机或者自助机等，本申请实施例不作具体限定。
本申请实施例中的通信设备可以为具有操作系统的装置。该操作系统可以为安卓(Android)操作系统，可以为ios操作系统，还可以为其他可能的操作系统，本申请实施例不作具体限定。
本申请实施例提供的通信设备能够实现图2至图9的方法实施例实现的各个过程，并达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
可选的，如图11所示，本申请实施例还提供一种通信设备1100，包括处理器1101，存储器1102，存储在存储器1102上并可在所述处理器1101上运行的程序或指令，例如，该通信设备1100为终端时，该程序或指令被处理器1101执行时实现上述导频传输方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果。该通信设备1100为网络侧设备时，该程序或指令被处理器1101执行时实现上述导频传输方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
图12为实现本申请实施例的一种终端的硬件结构示意图。
该终端1200包括但不限于：射频单元1201、网络模块1202、音频输出单元1203、输入单元1204、传感器1205、显示单元1206、用户输入单元1207、接口单元1208、存储器1209、以及处理器1210等部件。
本领域技术人员可以理解，终端1200还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，电源可以通过电源管理系统与处理器1210逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。图12中示出的终端结构并不构成对终端的限定，终端可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置，在此不再赘述。
应理解的是，本申请实施例中，输入单元1204可以包括图形处理器(GraphicsProcessing Unit，GPU)12041和麦克风12042，图形处理器12041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像头)获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。显示单元1206可包括显示面板12061，可以采用液晶显示器、有机发光二极管等形式来配置显示面板12061。用户输入单元1207包括触控面板12071以及其他输入设备12072。触控面板12071，也称为触摸屏。触控面板12071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其他输入设备12072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆，在此不再赘述。
本申请实施例中，射频单元1201将来自网络侧设备的下行数据接收后，给处理器1210处理；另外，将上行的数据发送给网络侧设备。通常，射频单元1201包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器、双工器等。
存储器1209可用于存储软件程序或指令以及各种数据。存储器1209可主要包括存储程序或指令区和存储数据区，其中，存储程序或指令区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序或指令(比如声音播放功能、图像播放功能等)等。此外，存储器1209可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)或闪存。例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。
处理器1210可包括一个或多个处理单元；可选的，处理器1210可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序或指令等，调制解调处理器主要处理无线通信，如基带处理器。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器1210中。
其中，处理器1210，用于在第一数据序列中插入导频符号，得到第二数据序列；射频单元1201，用于发送所述第二数据序列，其中，所述第二数据序列经过超奈奎斯特处理。
在本申请实施例中，终端在第一数据序列中插入导频符号得到第二数据序列，这样，第二数据序列中的数据符号和插入的导频符号交织放置。本申请实施例可以在数据帧中分布式的放置导频符号，能够解决传统方案中集中放置的导频不能很好的跟踪信道的时变特性的问题，且开销较小；同时，本申请实施例还可以根据信道状态灵活的调整导频符号的插入位置和插入密度，提高导频传输的灵活性。
本申请实施例提供的终端1200还可以实现上述导频传输方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
具体地，本申请实施例还提供了一种网络侧设备。如图13所示，该网络设备1300包括：天线131、射频装置132、基带装置133。天线131与射频装置132连接。在上行方向上，射频装置132通过天线131接收信息，将接收的信息发送给基带装置133进行处理。在下行方向上，基带装置133对要发送的信息进行处理，并发送给射频装置132，射频装置132对收到的信息进行处理后经过天线131发送出去。
上述频带处理装置可以位于基带装置133中，以上实施例中网络侧设备执行的方法可以在基带装置133中实现，该基带装置133包括处理器134和存储器135。
基带装置133例如可以包括至少一个基带板，该基带板上设置有多个芯片，如图13所示，其中一个芯片例如为处理器134，与存储器135连接，以调用存储器135中的程序，执行以上方法实施例中所示的网络设备操作。
该基带装置133还可以包括网络接口136，用于与射频装置132交互信息，该接口例如为通用公共无线接口(common public radio interface，简称CPRI)。
具体地，本发明实施例的网络侧设备还包括：存储在存储器135上并可在处理器134上运行的指令或程序，处理器134调用存储器135中的指令或程序执行图10所示各模块执行的方法，并达到相同的技术效果，为避免重复，故不在此赘述。
本申请实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述导频传输方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
其中，所述处理器可以为上述实施例中所述的终端中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等。
本申请实施例另提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现上述导频传输方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
应理解，本申请实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片，系统芯片，芯片系统或片上系统芯片等。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请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(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (21)

1.一种导频传输方法，其特征在于，所述方法包括：
通信设备在第一数据序列中插入导频符号，得到第二数据序列；对所述第二数据序列进行上采样处理；在所述第二数据序列中所述导频符号的至少一侧添加零电平符号；发送所述第二数据序列，其中，所述第二数据序列经过超奈奎斯特处理，所述超奈奎斯特处理包括所述上采样处理；
或
通信设备在第一数据序列中待插入导频符号的位置添加零电平符号；对所述第一数据序列进行上采样处理；在所述第一数据序列中插入导频符号，得到第二数据序列；发送所述第二数据序列，其中，所述第二数据序列经过超奈奎斯特处理，所述超奈奎斯特处理包括所述上采样处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第二数据序列中所述导频符号的至少一侧添加的所述零电平符号的数量满足如下公式：
K≥LO-2N+1；
K为添加的所述零电平符号的数量；LO为插入所述导频符号后所述导频符号以及与所述导频符号相邻的零电平符号的总数量的最小取值；N为所述上采样处理的上采样倍数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述待插入导频符号的位置添加的所述零电平符号的数量满足如下公式：
q为添加的所述零电平符号的数量；LO为插入所述导频符号后所述导频符号以及与所述导频符号相邻的零电平符号的总数量的最小取值；N为所述上采样处理的上采样倍数。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，插入所述导频符号后所述导频符号以及与所述导频符号相邻的零电平符号的总数量的最小取值通过以下公式确定：
τ为所述超奈奎斯特处理的时域重叠系数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述导频符号两端的至少一端设置有零电平符号。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述导频符号两端均设置有所述零电平符号时，所述导频符号两端的所述零电平符号的数量相等，或所述导频符号两端的所述零电平符号的数量相差1。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二数据序列在第一子帧中发送，所述第一子帧包括保护间隔、所述导频符号和数据段。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一子帧所在的帧结构包括多个所述第一子帧，每个所述第一子帧包括一个所述保护间隔、一个所述导频符号以及一个所述数据段。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述帧结构还包括一个第二子帧，所述第二子帧位于所述帧结构的头部，所述第二子帧用于发送同步信号簇。
10.一种通信设备，其特征在于，包括：
导频插入模块，用于在第一数据序列中插入导频符号，得到第二数据序列；处理模块，用于对所述第二数据序列进行上采样处理；在所述第二数据序列中所述导频符号的至少一侧添加零电平符号；发送模块，用于发送所述第二数据序列，其中，所述第二数据序列经过超奈奎斯特处理，所述超奈奎斯特处理包括所述上采样处理；
或
处理模块，用于在第一数据序列中待插入导频符号的位置添加零电平符号；对所述第一数据序列进行上采样处理；导频插入模块，用于在所述第一数据序列中插入导频符号，得到第二数据序列；发送模块，用于发送所述第二数据序列，其中，所述第二数据序列经过超奈奎斯特处理，所述超奈奎斯特处理包括所述上采样处理。
11.根据权利要求10所述的通信设备，其特征在于，在所述第二数据序列中所述导频符号的至少一侧添加的所述零电平符号的数量满足如下公式：
K≥LO-2N+1；
K为添加的所述零电平符号的数量；LO为插入所述导频符号后所述导频符号以及与所述导频符号相邻的零电平符号的总数量的最小取值；N为所述上采样处理的上采样倍数。
12.根据权利要求10所述的通信设备，其特征在于，在所述待插入导频符号的位置添加的所述零电平符号的数量满足如下公式：
q为添加的所述零电平符号的数量；LO为插入所述导频符号后所述导频符号以及与所述导频符号相邻的零电平符号的总数量的最小取值；N为所述上采样处理的上采样倍数。
13.根据权利要求11或12所述的通信设备，其特征在于，插入所述导频符号后所述导频符号以及与所述导频符号相邻的零电平符号的总数量的最小取值通过以下公式确定：
τ为所述超奈奎斯特处理的时域重叠系数。
14.根据权利要求10所述的通信设备，其特征在于，所述导频符号两端的至少一端设置有零电平符号。
15.根据权利要求14所述的通信设备，其特征在于，当所述导频符号两端均设置有所述零电平符号时，所述导频符号两端的所述零电平符号的数量相等，或所述导频符号两端的所述零电平符号的数量相差1。
16.根据权利要求10所述的通信设备，其特征在于，所述第二数据序列在第一子帧中发送，一个所述第一子帧包括保护间隔、所述导频符号和数据段。
17.根据权利要求16所述的通信设备，其特征在于，所述第一子帧所在的帧结构包括多个所述第一子帧，每个所述第一子帧包括一个所述保护间隔、一个所述导频符号以及一个所述数据段。
18.根据权利要求17所述的通信设备，其特征在于，所述帧结构还包括第二子帧，所述第二子帧位于所述帧结构的头部，所述第二子帧用于发送同步信号簇。
19.根据权利要求10所述的通信设备，其特征在于，所述通信设备为终端或网络侧设备。
20.一种通信设备，其特征在于，包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求1至9任一项所述的导频传输方法。
21.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求1至9任一项所述的导频传输方法。
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