CN114788236A - 接入节点、用户设备、以及对应设备、方法和计算机程序 - Google Patents

Abstract

本公开的实施方式涉及用于通信系统的接入节点、用户设备、设备、方法及计算机程序。提供一种用于无线发送器装置(100)的设备(10)，该设备包括：用于发送无线传输的发送器模块(12)、被配置成控制发送器模块(12)的处理模块(14)。该处理模块(14)还被配置成：在延迟多普勒域中生成一个或更多个发送符号，以获得延迟多普勒表示；将延迟多普勒表示变换到时频域中，以获得时频表示，该时频表示具有第一带宽和第一持续时间；将导频符号添加至时频表示，以获得具有扩展的第二带宽或扩展的第二持续时间的时频表示；将具有扩展的第二带宽或扩展的第二持续时间的时频表示变换至时域，以获得时域表示；以及将时域表示发送至无线接收器装置(200)。

Description

接入节点、用户设备、以及对应设备、方法和计算机程序

本公开的实施方式涉及用于通信系统的接入节点、用户设备、设备、方法以及计算机程序，更特别地，但非排它地涉及正交时频与空间(Orthogonal Frequency Time andSpace，OTFS)系统中的导频插入和信道估计的概念。

在诸如车辆到车辆(V2V)通信的高移动性环境中的可靠性和效率方面的新要求正在将传统系统推向其极限。正交频分多路复用(OFDM)是一种流行且众所周知的调制方案，但是其在具有高多普勒展宽(Doppler spread)的环境中可能遭受实质的性能降级和不灵活性。因此，可以考虑和采用新颖的调制方案，该调制方案在双散射信道中是灵活的、高效的以及鲁棒的。

Hadani等人提出了正交时频与空间(OTFS)，作为具有不同的时频(TF)展宽的经典脉冲整形Weyl-Heisenberg(或Gabor)多载波方案的有前途的新近组合。利用辛有限傅立叶变换(SFFT)在整个时频网格上对数据符号进行展宽。这种特定的线性预编码解释了被看作是时频移位的线性组合的时变多径信道的双散射特性。多项研究表明，在这种情形下OTFS优于OFDM。其它的研究专注于OFDM、广义频分复用(GFDM)、以及OTFS的性能比较。该研究揭示了OTFS在误码率(BER)和误帧率(FER)方面相对于其它的显著优点。利用足够准确的信道信息，当使用复杂的均衡器时，OTFS为高移动性用户提供了可靠性和鲁棒性方面的有前途的增加。到目前为止，OTFS是在完美网格匹配的假设下进行研究的，该假设通常利用违反不确定性原理的理想化脉冲，并且在许多情况下利用理想信道知识(包括串扰信道系数)。

OTFS是解决第五代移动通信系统(5G)的挑战的新调制方案。OTFS背后的关键思想是在被称为延迟多普勒表示的信号表示中复用QAM(正交幅度调制)或QPSK(正交相移键控)符号(数据)。为了进行信道均衡，需要在接收器处估计无线信道。这可以通过在发送器处插入导频来完成。先验已知导频音可以被接收器用来估计信道。

文献WO 2017/147439 A1描述了一种无线通信网络，其中，通过确定传输信道的最大延迟展宽，确定传输信道的最大多普勒频率展宽，以及基于最大延迟展宽和最大多普勒频率展宽将时频域中的传输资源集分配给多个导频信号，在无线通信信道上发送导频信号。

在文献WO 2018/191309 A1中，描述了无线通信发送和接收技术。在发送器处，将源数据比特调制成多个星座符号。将可逆变换应用于星座符号，从而导致将所变换的符号映射到时频网格中的Nd个元素。在通信信道上发送由可逆变换产生的信号。

文献WO 2017/087706 A1公开了OTFS作为对于5G系统具有显著益处的新颖调制方案。该论文中介绍了OTFS背后的基本理论及其优点。提供了双衰落延迟多普勒信道的数学描述，并且开发了适于该信道的调制。在时频域中对时变延迟多普勒信道进行建模，并且导出新域(OTFS域)，其中，该新域示出将信道变换成时不变信道，并且所有符号均看到相同的SNR(信噪比)。探索了比如延迟和多普勒分辨率的多个调制方面，并且解决了比如复用多个用户和评估复杂度的设计和实现问题。最后，呈现了一些性能测试结果，其中显示了OTFS的优越性。

需要一种用于OTFS的改进的信道估计构思。

该需求是通过独立权利要求的主题来实现的。

实施方式是基于以下发现的：信道估计可以通过在OFTS系统中的时频(TF)域中插入导频符号来实现。进一步发现：可以将TF表示的带宽和/或持续时间进行扩展以释放导频符号的资源。这种持续时间和带宽扩展可以在接收器处进行反转，从而导致TF表示等于1，而没有任何导频。

另一发现是：可以减少多用户上行链路导频开销。如果在延迟多普勒域中发送导频，则各个UE皆具有其自己的导频符号和防护符号以避免干扰。实施方式可以通过在展宽TF域中插入导频来减少导频开销。关于DD域中的导频插入的更多细节可以在Raviteja、Patchava、Khoa T.Phan、以及Yi Hong的“Embedded Pilot-Aided Channel Estimationfor OTFS in Delay–Doppler Channels.”IEEE Transactions on Vehicular Technology68.5(2019):4906-4917”中找到。

实施方式提供了一种用于无线发送器装置的设备。该设备包括：用于发送无线传输的发送器模块、以及被配置成控制发送器模块的处理模块。该处理模块还被配置成在延迟多普勒(DD)域中生成一个或更多个发送符号以获得DD表示，并且将该DD表示变换到TF域中以获得TF表示。TF表示具有第一带宽和第一持续时间。该处理模块还被配置成将导频符号添加至TF表示，以获得具有扩展的第二带宽和/或扩展的第二持续时间的TF表示。该处理模块还被配置成将具有扩展的第二带宽或扩展的第二持续时间的TF表示变换至时域，以获得时域表示；以及将该时域表示发送至无线接收器装置。实施方式通过允许TF表示的带宽和/或持续时间扩展来实现TF域中的导频符号传输。

在一些实施方式中，该处理模块可以被配置成在添加导频符号之前，将具有第一带宽和/或第一持续时间的TF表示展宽。展宽操作(在时间上、频率上、或者这两者上)可以在TF表示中生成用于插入导频符号的资源。

例如，该处理模块可以被配置成在添加导频符号之前，使用手风琴式展宽(accordion-like spreading)，来将具有第一带宽或第一持续时间的TF表示展宽。手风琴式展宽可以使得能够在TF域中生成明确定义的导频位置，并且可以使得能够在接收器处实现无损去展宽。

具有第一带宽和/或第一持续时间的TF表示可以包括时频网格。该处理模块可以被配置成扩展该网格以展开(open)用于添加导频符号的网格点。可以在接收器处去除附加网格点，并且可以恢复原始网格。

而且，该处理模块可以被配置成将导频网格添加至具有第一带宽和第一持续时间的TF表示，其中，使导频网格中的间距适于具有减少的快速衰落影响的无线信道的相干时间。由于DD域中的进一步处理，可以降低多径叠加(快速衰落)和多普勒频移的影响。可以通过使用较少的导频(较宽的导频网格)来有利地利用这种降低，这可以增加总体频谱效率。

实施方式还提供了一种用于无线接收器装置的设备。该设备包括：用于接收无线传输的接收器模块、以及被配置成控制接收器模块的处理模块。该处理模块被配置成从无线发送器装置接收信号的时域表示，并且将时域表示变换成TF表示。TF表示具有扩展的带宽和/或扩展的持续时间。该处理模块被配置成从TF表示中去除导频符号，以获得具有未扩展的带宽和/或未扩展的持续时间的TF表示。该处理模块被配置成将具有未扩展的带宽和/或未扩展的持续时间的TF表示变换到DD域中，以获得DD表示并且基于DD表示来确定估计的传输符号。在实施方式中，可以通过TF域中的导频插入和去除来实现高效导频传输方案。

该处理模块可以被配置成基于导频符号来估计无线信道，并且基于所估计的无线信道来确定估计的发送符号。实施方式可以实现OTFS的高效信道估计构思。

在一些实施方式中，该处理模块可以被配置成基于导频符号来执行无线信道的压缩感测。在实施方式中，压缩感测可以实现更粗略的导频网格。

例如，该处理模块可以被配置成在假定无线信道在DD域中的表示是稀疏的情况下，基于导频符号来执行无线信道的压缩感测。可以有利地利用DD域中的稀疏性来实现接收器处的压缩感测，在DD域中生成并估计发送符号。

具有扩展的带宽和/或扩展的持续时间的TF表示可以包括TF网格。该处理模块可以被配置成从TF网格中删除导频符号和导频符号网格点，以获得具有未扩展的带宽和/或未扩展的持续时间的TF表示。实施方式可以实现导频插入和去除的高效构思。

进一步的实施方式是包括用于无线发送器装置的设备的无线发送器、以及包括用于无线接收器装置的设备的无线接收器。包括上述设备之一的无线通信系统的接入节点是另一实施方式。包括上述装置之一的无线通信系统的用户设备是另一实施方式。同样地，具有无线发送器和无线接收器的系统是另一实施方式。

实施方式还提供了一种用于无线发送器装置的方法。所述方法包括以下步骤：在DD域中生成一个或更多个发送符号，以获得DD表示；以及将该DD表示变换到TF域中以获得TF表示。TF表示具有第一带宽和第一持续时间。所述方法还包括以下步骤：将导频符号添加至TF表示，以获得具有扩展的第二带宽和/或扩展的第二持续时间的TF表示。所述方法包括以下步骤：将具有扩展的第二带宽或扩展的第二持续时间的TF表示变换至时域，以获得时域表示；以及将时域表示发送至无线接收器装置。

用于无线接收器装置的方法是另一实施方式。所述方法包括以下步骤：从无线发送器装置接收接收信号的时域表示；以及将时域表示变换成TF表示。TF表示具有扩展的带宽和/或扩展的持续时间。所述方法还包括以下步骤：从TF表示中去除导频符号，以获得具有未扩展的带宽和/或未扩展的持续时间的TF表示。所述方法包括以下步骤：将具有未扩展的带宽和/或未扩展的持续时间的TF表示变换到DD域中，以获得DD表示；以及基于DD表示来确定估计的发送符号。

实施方式还提供了一种具有程序代码的计算机程序，该程序代码用于当在计算机、处理器、或可编程硬件组件上执行该计算机程序时，执行上述方法中的一种或更多种方法。另一实施方式是一种存储指令的计算机可读存储介质，该指令在由计算机、处理器、或可编程硬件组件执行时，使该计算机实现本文所述的方法之一。

仅通过示例的方式，并且参照附图，使用设备或方法或计算机程序或计算机程序产品的以下非限制性实施方式来描述一些其它特征或方面，其中：

图1例示了用于无线发送器装置和用于无线接收器装置的设备的实施方式以及无线发送器和接收器装置的实施方式的框图；

图2例示了用于无线发送器装置的方法的实施方式的框图；

图3例示了用于无线接收器装置的方法的实施方式的框图；

图4示出了实施方式中的多载波OTFS处理步骤；

图5例示了实施方式中的辛傅立叶对偶性；

图6描绘了实施方式中的在整个时频域上在DD域中展宽一个符号的OTFS基函数的示例；

图7示出了实施方式中的在时频域中使符号展宽的OTFS基函数的示例；

图8例示了在OTFS符号之前或之后的导频插入方法；

图9描绘了实施方式中的在OTFS发送器处的手风琴式导频插入；以及

图10示出了实施方式中的在OTFS接收器处的手风琴式导频逆变换和压缩信道估计。

现在参照附图，对各种示例实施方式进行更全面描述，附图中例示了一些示例实施方式。在附图中，为了清楚起见，线、层或区域的厚度可能被夸大。可以使用虚线、断线或点线来例示可选组件。

因此，虽然示例实施方式能够具有各种修改例和另选形式，但是其实施方式是在附图中通过示例的方式示出的并且本文中将进行详细描述。然而，应理解，并非旨在将示例实施方式限制成所公开的特定形式，而是相反，示例实施方式要覆盖落入本发明的范围内的所有修改例、等同物以及另选例。贯穿附图的描述，相同的编号指的是相同或相同的元件。

如本文所使用的，除非另外指明(例如，“要不就”或者“或在另选例中”)，否则术语“或”指的是非排它的或。而且，如本文所使用的，除非另外指明，否则被用于描述元件之间的关系的词语应当被广泛地解释成包括直接关系或者存在中间元件。例如，当元件被称为“连接”或“联接”至另一元件时，该元件可以被直接地连接或联接至另一元件，或者可以存在中间部件。与此相反，当元件被称为“直接连接”或“直接联接”至另一元件时，不存在插入元件。类似地，诸如“在…之间”、“相邻”等的词语应以类似的方式来加以解释。

本文所使用的术语仅用来描述特定实施方式，并非旨在限制示例实施方式。如本文所使用的，除非上下文另外明确指示，否则单数形式“一”、“一个”和“所述”的描述旨在包括复数形式。还应理解，术语“包括”或“包含”在本文中使用时，指定存在规定特征、整数、步骤、操作、元件或组件，而非排除存在或增加一个或更多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件或其组。

除非另有定义，否则本文所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与示例实施方式所属的领域的普通技术人员所共同理解的含义相同的含义。还应理解，除非本文如此明确地定义，否则例如在公用词典中定义的那些术语的术语应被解释为具有和它们在相关领域的背景下的含义一致的含义，而不应按理想化或过度形式化的意义来解释。

图1例示了用于无线发送器装置和用于无线接收器装置的设备的实施方式以及无线发送器和接收器装置的实施方式的框图。图1示出了用于无线发送器装置100的设备10的实施方式。设备10包括：用于发送无线传输的发送器模块12、以及与发送器模块12联接的处理模块14。处理模块14被配置成控制发送器模块12，并且在延迟多普勒(DD)域中生成32一个或更多个发送符号以获得DD表示。处理模块14还被配置成将DD表示变换34到TF域中以获得TF表示。TF表示具有第一带宽和第一持续时间。处理模块14还被配置成将导频符号添加36至TF表示，以获得具有扩展的第二带宽和/或扩展的第二持续时间的TF表示。即，具有扩展的第二带宽和未扩展的持续时间、具有未扩展的带宽和扩展的第二持续时间、或者具有第二扩展的带宽和第二扩展的持续时间。处理模块14被配置成将具有扩展的第二带宽/或扩展的第二持续时间的时频表示变换38至时域，以获得时域表示。处理模块14被配置成使用发送器模块12将时域表示发送至无线接收器装置200。图1还例示了包括设备10的无线发送器装置100的实施方式。

图1还例示了用于无线接收器装置200的设备20的实施方式。设备20包括：用于接收无线传输的接收器模块22、以及与接收器模块22联接的处理模块24。处理模块24被配置成控制接收器模块22、以及从无线发送器装置100接收52信号的时域表示。处理模块24被配置成将时域表示变换54成TF表示。TF表示具有扩展的带宽和/或扩展的持续时间。处理模块24被配置成从TF表示中去除导频符号56，以获得具有未扩展的带宽和/或未扩展的持续时间(一者或两者)的TF表示。处理模块24还被配置成将具有未扩展的带宽和/或未扩展的持续时间的TF表示变换58到DD域中，以获得DD表示并且基于DD表示来确定估计的传输符号。图1还例示了包括设备20的无线接收器装置200的实施方式。

图1还例示了包括无线发送器100和无线接收器200的系统400的实施方式。另一实施方式是一种用于包括由发送器设备10执行的方法和由接收器设备20执行的方法的系统的方法。

发送器模块12和接收器模块22可以被实现为用于发送、接收或收发(即，接收和/或发送等)的任何装置、一个或更多个发送器/接收器单元、一个或更多个发送器/接收器装置，并且其可以包括典型的接收器和/或发送器组件，诸如具有以下项的组中的一个或更多个元件：一个或更多个低噪声放大器(LNA)、一个或更多个功率放大器(PA)、一个或更多个滤波器或滤波器电路、一个或更多个同向双工器、一个或更多个双工器、一个或更多个模数转换器(A/D)、一个或更多个数模转换器(D/A)、一个或更多个调制器或解调制器、一个或更多个混频器、一个或更多个天线等。在一些实施方式中，处理模块14、24可以提供可以在收发器模块中找到的一些功能。例如，处理模块14、24可以是发送器/接收器/收发器模块12、22的处理模块，并且可以包括一个或更多个滤波器或滤波器电路、和/或一个或更多个调制器或解调制器。

在实施方式中，处理模块14、24可以使用一个或更多个处理单元、一个或更多个处理装置、用于处理的任何装置(诸如处理器、计算机或者可利用相应适配的软件来操作的可编程硬件组件)来实现。换句话说，所描述的处理模块24的功能也可以以软件来实现，然后在一个或更多个可编程硬件组件上执行。此类硬件组件可以包括通用处理器、数字信号处理器(DSP)、微控制器等。相应的处理模块14、24可以被配置成执行本文所描述的方法中的任一方法。

无线装置可以是使用OTFS的无线通信系统(例如，移动通信系统、广播系统、单播系统等)中的任何装置。

图2例示了用于无线发送器装置100的方法30的实施方式的框图。方法30包括以下步骤：在DD域中生成32一个或更多个发送符号以获得DD表示；以及将DD表示变换34到TF域中以获得TF表示。TF表示具有第一带宽和第一持续时间。方法30还包括以下步骤：将导频符号添加36至TF表示，以获得具有扩展的第二带宽和/或扩展的第二持续时间的TF表示；以及将具有扩展的第二带宽或扩展的第二持续时间的TF表示变换38至时域，以获得时域表示。方法30包括将时域表示发送40至无线接收器装置200。

图3例示了用于无线接收器装置200的方法50的实施方式的框图。方法50包括以下步骤：从无线发送器装置100接收52接收信号的时域表示；以及将时域表示变换54成TF表示。TF表示具有扩展的带宽和/或扩展的持续时间。方法50还包括以下步骤：从TF表示中去除56导频符号，以获得具有未扩展的带宽和/或未扩展的持续时间的TF表示；以及将具有未扩展的带宽和/或未扩展的持续时间的TF表示变换58到DD域中，以获得DD表示。方法50还包括以下步骤：基于DD表示来确定60估计的发送符号。

图4示出了实施方式中的多载波OTFS处理步骤。图4示出了在左侧的发送器处理以及在右侧的接收器处理。在左上侧，发送器在DD域中组成发送符号。正交调幅(QAM)发送符号x_τ，ν被插入DD域中的网格中，以获得DD发送器表示。然后，使用二维变换(例如，辛傅立叶变换)将该DD发送器表示变换到TF域中，随后将对该二维变换进行详细描述。然后，使用另一变换或多载波滤波器组(filter bank)将TF表示变换到时域中，在时域中将信号发送至接收器200。时域中的信道是公知的多径无线信道。

在接收器200处，因无线信道而失真的信号在时域中被接收，并且被变换或滤波到TF域中。可以将信号从TF域变换回到DD域中，以获得接收符号y_τ，ν，基于该接收符号来估计发送符号。在DD域中，x_τ，ν＝h(τ，ν)*x_τ，ν，，其中，h(τ，ν)表示DD域中的无线信道。如在TF域中已知的，可以使用相应的频谱Y_f，t＝H(f，t)·X_f，t来表示无线电信道的影响。例如，被称为OTFS的这种调制方案解决了5G的挑战。OTFS背后的关键思想是复用DD信号表示中的QAM符号(数据)。

图4示出了用于OTFS的三个所使用的域：

第一，延迟多普勒域(DD域)，其中放置数据符号；

第二，时频域(TF-域)；以及

第三，时域，其中通过信道发送波形。存在由两次2D变换(或滤波器组操作)来实现的两次域变化。

第一且最重要的变换(OTFS调制背后的原理)是从DD域到TF域的OTFS变换，其可以被描述为

N(由n编索引)和M(由m编索引)分别对应于符号数和副载波的数量。图5例示了实施方式中的辛傅立叶对偶性。而且，x[k，l]对应于各个延迟多普勒QAM符号，而X[n，m]对应于TF域中的展宽或“码”。图5示出了在左下侧的DD域、在中间的TF域、以及在右上侧的时域。DD域中的网格是由TF域中的带宽(1/BW)以及TF域中的无线电帧的持续时间T₁来确定的。如对于这些变换已知的是，一个域中的采样持续时间可以确定另一域中的分辨率，反之亦然。Heisenberg变换是从TF域变换至时域的一个候选，而Wigner变换是从时域变换回至TF域的候选。这些变换也被称为Gabor(或Weyl-Heisenberg)变换(Gabor合成滤波器组对应于Heisenberg变换，而Gabor分析滤波器组对应于Wigner变换)。

可以将OTFS变换看作以下基函数(时频展宽)：

图6描绘了实施方式中的在整个TF域上在DD域中对一个符号展宽的OTFS基函数的示例。将DD域中的所述一个符号在左侧示出为网格点0、0(0延迟、0多普勒)处的尖锐脉冲。对于各个QAM符号(取决于位置)，在时频域上对所得到的波形是不同的。图6示出了在右侧的TF域中的这种波形。这进一步在图7中例示，图7示出了实施方式中的在时频域中对符号展宽的OTFS基函数的示例。DD域中的不同符号位置导致TF域中的不同波形。

如果第二2D变换是一维变换，即N＝1，并且使用矩形脉冲，则第二2D变换被称为Heisenberg变换，并且可以被看作用于OFDM(正交频分复用)的传统多载波变换。

在

是发送脉冲的情况下，其必须与接收脉冲正交。对于有关OTFS的更多信息，鼓励读者去阅读：

Hadani、Ronny、以及Anton Monk的“OTFS：A new generation of modulationaddressing the challenges of 5G”arXiv preprint arXiv：1802.02623(2018)；以及

Hadani、Ronny等人的“Orthogonal time frequency space modulation”Wireless Communications and Networking Conference(WCNC)，2017 IEEE，IEEE，2017。

在引入OTFS之后，下面将阐明用于基于导频的信道估计的压缩感测。压缩感测是指以压缩方式来感测可压缩信号。换句话说，只采取一些测量来估计信号，因为信号无论如何都是可压缩的。在我们的情况下，如果将延迟多普勒域与它在TF域中的对偶(dual)相比较，则延迟多普勒域是非常稀疏的(许多零)。一个域中的稀疏性是必要条件，以便使用压缩感测。

已经表明，对于脉冲整形多载波系统，通过使用压缩感测，可以提高频谱效率，参见：

Georg等人的“Compressive estimation of doubly selectivechannels in multicarrier systems:Leakage effects and sparsity-enhancingprocessing”,IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing 4.2(2010):255-271；

Georg等人的“A COMPRESSED SENSING TECHNIQUE FOR OFDM CHANNELESTIMATION IN MOBILE ENVIRONMENTS:EXPLOITING CHANNEL SPARSITY FOR REDUCINGPILOTS”,in Proceedings IEEE ICASSP-08,Las Vegas,NV,March-April,2008；以及

Christin R、Berger等人的“Application of Compressive Sensing to SparseChannel Estimation”,IEEE Communications Magazin,November 2010。

对于多载波系统，可以在TF域中插入QAM符号，该QAM符号不在整个时频域上被展宽。为了使用压缩感测，导频需要很好地分布在整个TF域上。因此，压缩感测不可直接适用于OTFS，并且至今尚未进行过研究。实施方式可以实现对(展宽波形的)OTFS的压缩感测。

实施方式可以实现比如OTFS的调制方案的信道估计，其中，符号是在整个时域上被展宽的。图8示出了在TF表示中的展宽OTFS符号之前或之后(前同步码或后同步码)插入导频的可能方法。图8示出了在左侧的DD域，其使用OFTS变换而被变换到TF域中。TF域在中间示出。然后，可以在TF域中的OFTS符号之前或之后插入导频符号300。Heisenberg变换被用于在传输之前将具有导频的TF表示变换到时域中。

如图8所示，可以在TF域中附加导频300，以仅扩展持续时间、仅扩展带宽、或者扩展二者。

图9描绘了实施方式中的在OTFS发送器处的手风琴式导频插入。图9示出了与图8类似的表示，其中DD域在左侧，TF域在中间，而TD域在右侧。类似于图8，将导频符号300插入TF域中。在该实施方式中，代替附加导频符号，使导频符号300与TF表示交织(interleaved)。在该实施方式中，处理模块14被配置成在添加导频符号300之前，将具有第一带宽和第一持续时间的TF表示展宽。该展宽是以为了导频插入而展开间隙的方式进行的，从而在时间维度、频率维度或两者中对表示进行扩展。例如，作为OFTS变换输出的TF表示具有512×512个样本的维度。手风琴式展宽可以将512×512映射至更大的网格，例如，520×520。因此，对于各个副载波，有8个额外的网格点用于导频插入，并且有8个额外的副载波。总共可以插入额外的520×520-512×512＝8256个导频符号300，而其它样本可以被相应地移位(在时间和频率维度上)。520×520网格是在TF域中以频率维度(带宽扩展)和时间维度(持续时间扩展)来扩展的。在其它实施方式中，仅一个维度内的扩展也是可以设想的，例如，仅在时域中扩展(例如，520×512)或者仅在频域中扩展(例如，512×520)。

在另一实施方式中，处理模块14被配置成在添加导频符号300之前，使用手风琴式展宽来将具有第一带宽或第一持续时间的TF表示展宽。手风琴式展宽是指：在扩展的表示上进行映射，这允许展开(或引入)网格点以用于导频插入，同时将原始样本进行移位。例如，具有第一带宽和第一持续时间的TF表示包括时频网格，并且处理模块14被配置成扩展该网格以展开用于添加导频符号300的网格点。

可以使导频符号的模式适于相应的无线电信道。例如，处理模块14被配置成将导频网格添加至具有第一带宽或第一持续时间的TF表示，其中，使所述导频网格中的间距适于具有减少的快速衰落影响的无线信道的相干时间。由于DD域中的后期处理，因此在一些实施方式中，可以在一定程度上解决多路径叠加。当沿着不同路径传播的多个信号副本的叠加(由此经历不同的延迟和多普勒频移)正在引起快速衰落时，可以以较低的采样率对总体信道进行采样。

图10示出了实施方式中的在OTFS接收器处的手风琴式导频逆变换和压缩信道估计。图10示出了在左侧的信号被接收的时域。然后，使用Heisenberg变换将TD表示变换到TF域中。在接收器处，处理模块24可以被配置成基于导频符号300来估计无线信道，并且基于所估计的无线信道来确定估计的发送符号。可以从TF表示中取出导频符号300，并且可以执行去展宽操作，例如，通过删除由被去除的导频符号留下的间隙，从而生成具有原始带宽和/或持续时间的TF表示(就像图9中的中间左侧)。然后，该TF表示可以被OFTS变换到DD域中，其中可以基于所估计的信道来执行符号检测。

在一些实施方式中，处理模块24被配置成基于导频符号来执行无线信道的压缩感测。因此，实施方式可以利用被分布在整个TF域上的导频符号。压缩感测可以使得能够使用较少的导频符号并且能够增加总体传输效率(有效载荷符号相对于导频符号的更好配额)。处理模块24可以被配置成在假定无线信道在延迟多普勒域中的表示是稀疏的情况下，基于导频符号来执行无线信道的压缩感测。

如图10所示，具有扩展的带宽或扩展的持续时间的TF表示包括时频网格，并且处理模块24可以被配置成从时频网格中删除导频符号和导频符号网格点，以获得具有未扩展的带宽和/或未扩展的持续时间的TF表示。

一些实施方式在TF域中使用OTFS符号的手风琴式展宽，并且放置导频以用于压缩信道估计。例如，这可能意味着只使用一些导频，由于压缩感测和稀疏延迟多普勒域的特性，因此通常小于10％。

图9示出了实施方式中的OTFS发送器处理，其中，通过像手风琴一样对OTFS码字进行展宽来将导频插入TF域中。由于在接收器处使用压缩感测的事实，因此仅需要很少的导频。图10描绘了接收器处理，其中，导频是在TF域中获得的，并且使手风琴式展宽反转。在接收器处，基于所获得的导频，通过使用压缩感测来进行信道估计。在估计信道之后，由均衡器进行均衡。

压缩感测是众所周知的，但是可能不以简单明了的方式应用于OTFS。在实施方式中，手风琴式导频插入可以实现压缩感测。压缩感测可以允许急剧减少的导频数量(<10％)。

与先前详细说明的示例和附图中的一者或更多者一起提及和描述的多个方面和特征也可以与其它示例中的一个或更多个其它示例进行组合，以便替换其它示例的相似特征，或者以便将该特征另外引入到其它示例中。

示例还可以是或者涉及一种具有程序代码的计算机程序，该程序代码用于当在计算机或处理器上执行该计算机程序时，执行上述方法中的一种或更多种方法。各种上述方法的步骤、操作或处理可以由编程计算机或处理器来执行。示例还可以涵盖程序存储装置(诸如数字数据存储介质)，其是机器、处理器或计算机可读的并且对机器可执行、处理器可执行或计算机可执行的指令程序进行编码。该指令执行或导致执行上述方法的一些或全部动作。该程序存储装置例如可以包括或者可以是数字存储器、诸如磁盘和磁带的磁存储介质、硬盘驱动器、或者光学可读数字数据存储介质。进一步的示例还可以涵盖被编程为执行上述方法的动作的计算机、处理器或控制单元，或者被编程为执行上述方法的动作的(现场)可编程逻辑阵列((F)PLA)或(现场)可编程门阵列((F)PGA)。

说明书和附图仅例示了本公开的原理。而且，本文所列举的所有示例明确地主要旨在仅用于例示性目的，以帮助读者理解本公开的原理和本发明人为促进本领域所贡献的构思。本文列举本公开的原理、方面、和示例以及其特定示例的所有陈述均旨在涵盖其等同物。

执行特定功能的被表示为“用于……的装置”的功能块可以指的是被配置成执行特定功能的电路。因此，“用于某事项的装置”可以被实现为“被配置成或适于某事项的装置”，诸如被配置成或适于相应任务的装置或电路。

图中所示的各种元件的功能(包括被标注为“装置”、“用于提供信号的装置”、“用于生成信号的装置”等的任何功能块)可以以专用硬件的形式来实现，诸如“信号提供器”、“信号处理单元”、“处理器”、“控制器”等、以及能够执行与恰当软件相关联的软件的硬件。在由处理器提供时，所述功能可以由单个专用处理器、由单个共享处理器、或者由多个单独处理器来提供，所述多个单独处理器中的一些或全部单独处理器可以被共享。然而，术语“处理器”或“控制器”到目前为止不限于专门能够执行软件的硬件，而是可以包括数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、以及非易失性存储装置。也可以包括常规和/或定制的其它硬件。

框图例如可以例示实现本公开的原理的高级电路图。类似地，流程图、程序框图、状态转移图、伪代码等可以表示各种处理、操作或步骤，其例如可以实质上以计算机可读介质来表示并因此由计算机或处理器来执行，而无论此类计算机或处理器是否被明确地示出。在说明书或权利要求书中公开的方法可以由具有用于执行这些方法的各个相应动作的装置的装置来实现。

要理解，除非例如出于技术原因而另外明确或隐含地声明，否则在说明书或权利要求书中公开的多个动作、处理、操作、步骤或功能的公开内容可以不被解释为处于特定次序内。因此，除非多个动作或功能出于技术原因而不可互换，否则这些动作或功能的公开内容不会将这些限制成特定次序。而且，在一些示例中，单个动作、功能、处理、操作或步骤可以分别包括或可以被分解成多个子动作、子功能子处理、子操作或子步骤。除非明确排除，否则可以包括这样的子动作以及该单个动作的公开内容的部分。

而且，所附权利要求由此被并入详细描述中，其中各个权利要求皆可以独立地作为单独的示例。虽然各个权利要求皆可以独立地作为单独的示例，但是要注意(尽管从属权利要求可以在权利要求书中涉及与一个或更多个其它权利要求的特定组合)，其它示例也可以包括从属权利要求与各个其它从属或独立权利要求的主题的组合。除非声明并非旨在特定组合，否则在本文中将此类组合明确地提出。而且，即使权利要求不直接从属于任何其它独立权利要求，也旨在将该权利要求的特征包括在该独立权利要求中。

标号列表

10 用于无线发送器装置的设备

12 发送器模块

14 处理模块

20 用于无线接收器装置的设备

22 接收器模块

24 处理模块

30 用于无线发送器装置的方法

32 在延迟多普勒域中生成一个或更多个发送符号，以获得延迟多普勒表示

34 将延迟多普勒表示变换到时频域中，以获得时频表示，该时频表示具有第一带宽和第一持续时间

36 将导频符号添加至时频表示，以获得具有扩展的第二带宽或扩展的第二持续时间的时频表示

38 将具有扩展的第二带宽或扩展的第二持续时间的时频表示变换至时域，以获得时域表示

40 将时域表示发送至无线接收器装置

50 用于无线接收器装置的方法

52 从无线发送器装置接收接收信号的时域表示

54 将时域表示变换成时频表示，该时频表示具有扩展的带宽或扩展的持续时间

56 从时频表示中去除导频符号，以获得具有未扩展的带宽或未扩展的持续时间的时频表示

58 将具有未扩展的带宽或未扩展的持续时间的时频表示变换到延迟多普勒域中，以获得延迟多普勒表示

60 基于延迟多普勒表示来确定估计的发送符号

100 无线发送器装置

200 无线接收器装置

300 导频符号

400 通信系统。

Claims (15)

1.一种用于无线发送器装置(100)的设备(10)，所述设备(10)包括：

发送器模块(12)，所述发送器模块用于发送无线传输；以及

处理模块(14)，所述处理模块被配置成：

控制所述发送器模块(12)；

在延迟多普勒域中生成一个或更多个发送符号，以获得延迟多普勒表示；

将所述延迟多普勒表示变换到时频域中，以获得时频表示，所述时频表示具有第一带宽和第一持续时间；

将导频符号添加至所述时频表示，以获得具有扩展的第二带宽或扩展的第二持续时间的时频表示；

将具有所述扩展的第二带宽或所述扩展的第二持续时间的所述时频表示变换至所述时域，以获得时域表示；以及

将所述时域表示发送至无线接收器装置(200)。

2.根据权利要求1所述的设备(10)，其中，所述处理模块(14)被配置成在添加所述导频符号之前，将具有所述第一带宽或所述第一持续时间的所述时频表示展宽。

3.根据权利要求2所述的设备(10)，其中，所述处理模块(14)被配置成在添加所述导频符号之前，使用手风琴式展宽来将具有所述第一带宽或所述第一持续时间的所述时频表示展宽。

4.根据权利要求1至3中的一项所述的设备(10)，其中，具有所述第一带宽或所述第一持续时间的所述时频表示包括时频网格，并且其中，所述处理模块(14)被配置成扩展所述网格以展开用于添加所述导频符号的网格点。

5.根据权利要求1至4中的一项所述的设备(10)，其中，所述处理模块(14)被配置成将导频网格添加至具有所述第一带宽或所述第一持续时间的所述时频表示，其中，所述导频网格中的间距适于具有减少的快速衰落影响的无线信道的相干时间。

6.一种用于无线接收器装置(200)的设备(20)，所述设备(20)包括：

接收器模块(22)，所述接收器模块用于发送无线传输；以及

处理模块(24)，所述处理模块被配置成：

控制所述接收器模块(22)；

从无线发送器装置(100)接收信号的时域表示；

将所述时域表示变换成时频表示，所述时频表示具有扩展的带宽或扩展的持续时间；

从所述时频表示中去除导频符号，以获得具有未扩展的带宽或未扩展的持续时间的时频表示；

将具有所述未扩展的带宽或所述未扩展的持续时间的所述时频表示变换到延迟多普勒域中，以获得延迟多普勒表示；以及

基于所述延迟多普勒表示来确定估计的发送符号。

7.根据权利要求6所述的设备(20)，其中，所述处理模块(24)被配置成基于所述导频符号来估计无线信道，并且基于所估计的无线信道来确定所述估计的发送符号。

8.根据权利要求6或7中的一项所述的设备(20)，其中，所述处理模块(24)被配置成基于所述导频符号来执行所述无线信道的压缩感测。

9.根据权利要求8所述的设备(20)，其中，所述处理模块(24)被配置成在假定所述无线信道在所述延迟多普勒域中的表示是稀疏的情况下，基于所述导频符号来执行所述无线信道的压缩感测。

10.根据权利要求6至8中的一项所述的设备(20)，其中，具有所述扩展的带宽或所述扩展的持续时间的所述时频表示包括时频网格，并且其中，所述处理模块(24)被配置成从所述时频网格中删除所述导频符号和导频符号网格点，以获得具有所述未扩展的带宽或所述未扩展的持续时间的时频表示。

11.一种无线通信系统的接入节点，所述接入节点包括根据权利要求1所述的设备(10)和/或根据权利要求6所述的设备(20)。

12.一种用于无线通信系统的用户设备，所述用户设备包括根据权利要求6所述的设备(20)和/或根据权利要求1所述的设备(10)。

13.一种用于无线发送器装置(100)的方法(30)，所述方法(30)包括以下步骤：

在延迟多普勒域中生成(32)一个或更多个发送符号，以获得延迟多普勒表示；

将所述延迟多普勒表示变换(34)到时频域中，以获得时频表示，所述时频表示具有第一带宽和第一持续时间；

将导频符号添加(36)至所述时频表示，以获得具有扩展的第二带宽或扩展的第二持续时间的时频表示；

将具有所述扩展的第二带宽或所述扩展的第二持续时间的所述时频表示变换(38)至所述时域，以获得时域表示；以及

将所述时域表示发送至无线接收器装置(200)。

14.一种用于无线接收器装置(200)的方法(50)，所述方法(50)包括以下步骤：

从无线发送器装置(100)接收(52)接收信号的时域表示；

将所述时域表示变换(54)成时频表示，所述时频表示具有扩展的带宽或扩展的持续时间；

从所述时频表示中去除(56)导频符号，以获得具有未扩展的带宽或未扩展的持续时间的时频表示；

将具有所述未扩展的带宽或所述未扩展的持续时间的所述时频表示变换(58)到延迟多普勒域中，以获得延迟多普勒表示；以及

基于所述延迟多普勒表示来确定(60)估计的发送符号。

15.一种具有程序代码的计算机程序，所述程序代码用于当在计算机、处理器、或可编程硬件组件上执行所述计算机程序时，执行至少一种根据权利要求13和14中的一项所述的方法(30；50)。

Images