CN114900267A - 一种nr-5g消除频域数据符号功率陡变的优化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种NR‑5G消除频域数据符号功率陡变的优化方法，涉及NR‑5G通信技术领域，该方法包括：根据DMRS符号的EPRE与数据域符号的EPRE的理论比例因子a，以及当前接收机的实际接收EPRE比值集合B，对数据域符号数据集合进行调整，最后对调整后的数据域符号数据集合进行处理，并将处理结果上报至基站MAC层。本发明方法可解决因频域数据符号间的功率陡变导致均衡后的星座点异常的问题，即利用PUSCH DMRS信号的EPRE与PUSCH数据符号的EPRE存在一定的差异的特点，当数据符号幅度或功率经过外部干扰发生陡变时进行优化调整，使数据域符号功率或幅度恢复正常，使均衡后的星座点正常，从而增大基站接收机对PUSCH的解调率，减小误码率，从而增大吞吐量。

Description

一种NR-5G消除频域数据符号功率陡变的优化方法
技术领域
本发明涉及NR-5G通信技术领域，具体而言，涉及一种NR-5G消除频域数据符号功率陡变的优化方法。
背景技术
在NR-5G中，用户终端(UE)通过接收到基站下发的UL-Grant(上行调度授权)，在对应的时频资源上发送PUSCH信号，其中PUSCH信号中包含数据DATA和参考信号(DMRS，Demodulation reference signal)。
DMRS作为参考信号，基站根据高层的资源配置信息，也会在本地生成同样的DMRS信号，将基站本地的DMRS信号同收到的UE所发送的PUSCH中的DMRS信号进行一定的处理，可以估计出信道相应值H，该方法在接收机叫做信道估计，估计出信道相应H后，通过信道均衡来均衡恢复出PUSCH数据域的调制信号即星座点，然后经过解映射、解调、解扰、解速率匹配和译码等操作完成对PUSCH数据的处理，见图1所示。基站作为接收机，在PUSCH的均衡处理为符号级处理，通过DMRS完成信道估计和均衡后，可以得到星座点映射图，图2为正常情况下64QAM的星座点映射图。图3为正常情况下的PUSCH频域数据功率图，当数据符号有干扰情况下，有时候干扰会带来符号间的功率差异很大，通过DMRS估计出信道相应H后，通过DMRS估计出的H对每个数据符号进行均衡，会导致星座点异常，从而在星座点解调(De-modulation)时会出现错误，最终导致CRC Failed。图4为PUSCH频域数据符号间功率异常时的图，可以看到PUSCH有效符号调度是13个符号，最后3个符号功率与前面符号功率有差异。利用DMRS信道估计得到的H用于数据符号均衡后的星座图图5所示，从图5可以看到星座点出现异常，出现该现象的原因是因为PUSCH的符号间的EPRE不一致，而每个数据符号在均衡时是按照DMRS估计出的信道相应值H来完成均衡(即使进行时域插值也是同样效果)。若接收到的PUSCH数据符号的EPRE与DMRS的EPRE不满足协议要求，则会对均衡后的数据带来幅度和相位上的偏差，影响最终的译码和CRC结果。
电信科学技术研究院提出的公开号为CN 106452697A的专利技术方案，其描述了一种上行数据发送、接收方法，里面对上行数据的处理流程进行了详细描述，其中包含对调制符号的功率调整，这里的调整是指在发送端根据不同的调制信号的功率调整，是发送端的常规操作。而对上行数据的接收装置并未详细描述利用参考信号DMRS的处理过程。该方法只描述了一个常见且普遍的处理过程，并未考虑有干扰或者符号数据异常情况。
发明内容
本发明在于提供一种NR-5G消除频域数据符号功率陡变的优化方法，其能够解决上述问题。
为了缓解上述的问题，本发明采取的技术方案如下：
本发明提供了一种NR-5G消除频域数据符号功率陡变的优化方法，包括以下步骤：
S1、接收机收到PUSCH时域数据后，根据高层资源配置，对PUSCH时域数据进行预处理，从中提取用户PUSCH的频域数据；
S2、根据高层资源配置从用户PUSCH的频域数据提取数据域符号数据集合和DMRS符号数据；
S3、根据DMRS powerboosting的值计算DMRS符号的EPRE与数据域符号的EPRE的理论比例因子a，其中，EPRE即子载波功率；
S4、根据数据域符号数据集合和DMRS符号数据，计算得到当前接收机的实际接收功率比值集合B＝{b1，b2，……bi}，其中i表示数据域符号数据集合中数据域符号的索引，bi表示DMRS符号的EPRE与第i个数据域符号的EPRE的比值；
S5、根据理论比例因子a与实际接收功率比值集合B，对数据域符号数据集合进行调整；
S6、对调整后的数据域符号数据集合进行处理，并将处理结果上报至基站MAC层。
本技术方案的技术效果是：可解决因频域数据符号间的功率陡变导致均衡后的星座点异常的问题，即利用PUSCH DMRS信号的EPRE(子载波功率)与PUSCH数据符号的EPRE存在一定的差异的特点，当数据符号幅度或功率经过外部干扰发生陡变时进行优化调整，使数据域符号功率或幅度恢复正常，使均衡后的星座点正常，从而增大基站接收机对PUSCH的解调率，减小误码率，从而增大吞吐量。
在本发明的一较佳实施方式中，在步骤S1中，所述预处理包括去CP、FFT和解映射。
本技术方案的技术效果是：从收到的PUSCH时域数据中提取UE的PUSCH频域数据，由于空口传输的数据是时域信号，而基站需要处理UE的PUSCH频域数据来得到发送端所发送的比特流，所以需要先对接收到的PUSCH时域数据进行去CP和FFT处理变换到频域，然后根据UE的高层配置信息，从PUSCH频域数据中，提取UE的PUSCH频域数据。
在本发明的一较佳实施方式中，在步骤S3中，根据Number of DM-RS CDM groupswithout data值和DMRS的类型，在3GPP 38.214协议中的表6.2.2-1中，查表得到DMRSpowerboosting的值；所述DMRS的类型根据高层资源配置得到。
本技术方案的技术效果是：采用该方法能方便、快速的得到DMRS powerboosting的值。在本发明的一较佳实施方式中，在步骤S4中，比值bi的计算方法包括：
根据DMRS符号数据计算得到DMRS符号EPRE为Pdmrs；
根据第i个数据域符号数据计算得到第i个数据域符号的EPRE为
Figure BDA0003593298380000031
比值
Figure BDA0003593298380000032
在步骤S5中，对于数据域符号数据集合中的第i个数据域符号数据datai，其调整计算方法如下：
Figure BDA0003593298380000033
Figure BDA0003593298380000034
其中，Datai表示第i个调整后的数据域符号数据。
本技术方案的技术效果是：通过预期的比例因子来调整当前的数据域符号的幅度或功率，可以使数据域符号的EPRE与DMRS符号的EPRE达到协议要求的比例值，均衡后的数据不会发生缩放。
在本发明的一较佳实施方式中，在步骤S6中，对调整后的数据域符号数据集合进行处理的过程包括均衡、解层映射、解调、解扰、码块分割、解速率匹配、信道译码以及CRC检测。
本技术方案的技术效果是：通过均衡处理可将数据域符号通过估计出的信道相应值恢复出发送端的星座点，通过解层映射可将发送端的层映射的数据分离出来，通过解调处理可将符号流转换为比特流，通过解扰、码块分割、解速率匹配、信道译码和CRC检测后可获得最终的CRC结果，以此可判断PUSCH数据是否解调正确。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是现有技术的PUSCH接收机处理流程示意图；
图2是现有技术正常情况下的64QAM星座点映射图；
图3是现有技术正常情况下的PUSCH频域数据功率图；
图4是现有技术异常情况下的PUSCH频域数据功率图；
图5是现有技术异常情况下的64QAM星座点映射图；
图6是本发明新增功率调整后的PUSCH处理流程示意图；
图7为数据符号幅度调整处理流程示意图；
图8为实施例中PUSCH频域数据收到干扰后导致符号间的功率不同时的功率图；
图9为实施例中对PUSCH频域数据进行调整并恢复后的功率图；
图10为实施例中对调整后的数据域符号数据进行处理后得到的星座点映射图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
请参照图6和图7，本实施例提供了一种NR-5G消除频域数据符号功率陡变的优化方法，包括以下步骤：
S1、接收机收到PUSCH时域数据后，根据高层资源配置，对PUSCH时域数据去CP、FFT和解映射，从中提取用户PUSCH的频域数据。
在本实施例中，高层资源配置包括但不限于UE的频域位置，时域符号位置，DMRS的类型，Number of DM-RS CDM groups without data值。
S2、根据高层资源配置从用户PUSCH的频域数据提取数据域符号数据集合和DMRS符号数据。
在高层资源配置中，会在调度信息里明确指示出DMRS符号所在的位置，和数据域符号数据所在的位置，根据这些信息即可分别提取DMRS符号数据和数据域符号数据。
S3、根据DMRS powerboosting的值，计算DMRS符号的EPRE与数据域符号的EPRE的理论比例因子a。
在本实施例中，根据Number of DM-RS CDM groups without data值和DMRS的类型，在3GPP 38.214协议中的表6.2.2-1中，查表得到DMRS powerboosting的值；DMRS的类型根据高层资源配置得到。
在本实施例中，理论比例因子a的计算方法为：将以dB为单位的值大小设为x,进行线性转换得到DMRS符号的EPRE(子载波功率)与数据域符号EPRE的线性比值：a＝10^(x/10)。
以DMRS-TYPE1和CDM groups without data＝2为例，DMRS符号的EPRE比数据域符号的EPRE高3dB(DMRSpowerboosting的值)，折算为线性关系为2，即a＝2，计算方法为a＝10^(3/10)＝2，其中EPRE表示子载波功率。S4、根据数据域符号数据集合和DMRS符号数据，计算得到当前接收机的实际接收功率比值集合B＝{b1，b2，……bi}，其中i表示数据域符号数据集合中数据域符号的索引，bi表示DMRS符号的EPRE与第i个数据域符号的EPRE的比值。
在本实施例中，比值bi的计算方法如下：
根据DMRS符号数据计算得到DMRS符号的EPRE：Pdmrs＝power(dmrs)；
根据第i个数据域符号数据计算得到第i个数据域符号的EPRE：
Figure BDA0003593298380000061
比值
Figure BDA0003593298380000062
S5、根据理论比例因子a与实际接收功率比值集合B，对数据域符号数据集合进行调整。
以数据域符号数据集合中的第i个数据域符号数据datai为例，首先计算调整因子ci,然后用调整因子补偿每个数据域符号数据的幅度，如下式：
Figure BDA0003593298380000063
Figure BDA0003593298380000064
其中，Datai表示第i个调整后的数据域符号数据。
在调整后，数据域符号功率就可达到理论值，例如将数据域符号的EPRE调整到只与DMRS符号的EPRE差3dB的程度。
如图8、图9所示，可以看到图9所示的情况相对于图8所示的情况有明显的改善。
S6、对调整后的数据域符号数据集合进行处理，处理的过程包括均衡、解层映射、解调、解扰、码块分割、解速率匹配、信道译码以及CRC检测，之后将处理结果上报至基站MAC层。
对图9对应的调整后的数据域符号数据进行处理时，得到的星座点映射图如图10所示，相对于图5所示的星座点映射图，其分布更均匀。
在本实施例中，引入理论比例因子a和实际接收功率比值对数据域符号数据进行调整，能取得很好的调整效果，理由是：因为UE发送数据时，PUSCH的数据域符号的EPRE和DMRS符号的EPRE要按照3GPP协议中38.214-表6.2.2-1要求进行设置。基站作为接收端接收PUSCH信号，期望收到的PUSCH数据域符号的EPRE和DMRS符号的EPRE的比值也是符合38.214中的表6.2.2-1的要求。基站利用DMRS符号做信道估计，估计出信道相应值，然后通过DMRSpowerboosting值计算数据域符号的信道相应值，然后对数据域符号进行均衡。若接收到的PUSCH数据域符号的功率有偏差，则数据域符号均衡出来的星座点就会出现缩放，星座点解调会出错，导致最后的CRC Fail。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种NR-5G消除频域数据符号功率陡变的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、接收机收到PUSCH时域数据后，根据高层资源配置，对PUSCH时域数据进行预处理，从中提取用户PUSCH的频域数据；
S2、根据高层资源配置从用户PUSCH的频域数据提取数据域符号数据集合和DMRS符号数据；
S3、根据DMRS powerboosting的值计算DMRS符号的EPRE与数据域符号的EPRE的理论比例因子a；
S4、根据数据域符号数据集合和DMRS符号数据，计算得到当前接收机的实际接收的EPRE比值集合B＝{b1，b2，……bi}，其中i表示数据域符号数据集合中数据域符号的索引，bi表示DMRS符号的EPRE与第i个数据域符号的EPRE的比值；
S5、根据理论比例因子a与实际接收功率比值集合B，对数据域符号数据集合进行调整；
S6、对调整后的数据域符号数据集合进行处理，并将处理结果上报至基站MAC层。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S1中，所述预处理包括去CP、FFT和解映射。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，根据Number of DM-RS CDMgroups without data值和DMRS的类型，在3GPP 38.214协议中的表6.2.2-1中，查表得到DMRS powerboosting的值；所述DMRS的类型根据高层资源配置得到。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤S4中，比值bi的计算方法包括：
根据DMRS符号数据计算得到DMRS符号的EPRE为Pdmrs；
根据第i个数据域符号数据计算得到第i个数据域符号的EPRE为
Figure FDA0003593298370000013
比值
Figure FDA0003593298370000011
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤S5中，对于数据域符号数据集合中的第i个数据域符号数据datai，其调整计算方法如下：
Figure FDA0003593298370000012
Figure FDA0003593298370000021
其中，Datai表示第i个调整后的数据域符号数据。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤S6中，对调整后的数据域符号数据集合进行处理的过程包括均衡、解层映射、解调、解扰、码块分割、解速率匹配、信道译码以及CRC检测。
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