CN115378769B - 数据传输方法、装置、通信设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种数据传输方法、装置、通信设备及存储介质,属于通信技术领域,本申请实施例的数据传输方法包括:第一通信设备接收第一信号;第一通信设备基于均衡矩阵,对所述第一信号进行处理,获得目标信号;其中,所述均衡矩阵是基于等效信道矩阵确定的。
Description
技术领域
本申请属于通信技术领域,具体涉及一种数据传输方法、装置、通信设备及存储介质。
背景技术
超奈奎斯特(Faster-than-Nyquist,FTN)系统中,发射机中各个符号的间隔远远小于奈奎斯特传输的最小间隔,因此造成了相邻数据之间的彼此重叠,即码间干扰(Inter-Symbol Interference,ISI);由此导致了FTN系统中接收机必须采用白化滤波器和最大似然序列检测(Maximum likehood sequence estimation,MLSE)算法来消除这种ISI。
MLSE虽然是理论最优的接收机算法,但是其复杂度与调制阶数和重叠层数呈指数增长关系;即接收机的算法复杂度较高,硬件设计难以实现,尤其对于对成本和功耗有更严苛要求的终端设备,影响了FTN技术的工程应用。
发明内容
本申请实施例提供一种数据传输方法、装置、通信设备及存储介质,能够解决FTN系统接收机算法过于复杂的问题。
第一方面,提供了一种数据传输方法,该方法包括:
第一通信设备接收第一信号;
第一通信设备基于均衡矩阵,对所述第一信号进行处理,获得目标信号;
其中,所述均衡矩阵是基于等效信道矩阵确定的。
第二方面,提供了一种数据传输方法,该方法包括:
第二通信设备基于预编码矩阵,对第一调制符号进行预编码,获得待传输符号;
所述第二通信设备对待传输符号进行超奈奎斯特FTN映射,获得第二信号;
所述第二通信设备传输所述第二信号;
其中,所述预编码矩阵是基于等效信道矩阵确定的。
第三方面,提供了一种数据传输装置,该装置包括:
第一接收模块,用于接收第一信号;
第一处理模块,用于基于均衡矩阵,对所述第一信号进行处理,获得目标信号;
其中,所述均衡矩阵是基于等效信道矩阵确定的。
第四方面,提供了一种数据传输装置,该装置包括:
预编码模块,用于基于预编码矩阵,对第一调制符号进行预编码,获得待传输符号;
映射模块,用于对待传输符号进行超奈奎斯特FTN映射,获得第二信号;
传输模块,用于传输所述第二信号;
其中,所述预编码矩阵是基于等效信道矩阵确定的。
第五方面,提供了一种通信设备,该终端包括处理器、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的步骤。
第六方面,提供了一种通信设备,包括处理器及通信接口,其中,所述通信接口用于:
接收第一信号;所述处理器用于:
基于均衡矩阵,对所述第一信号进行处理,获得目标信号;
其中,所述均衡矩阵是基于等效信道矩阵确定的。
第七方面,提供了一种通信设备,该网络侧设备包括处理器、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二方面所述的方法的步骤。
第八方面,提供了一种网络侧设备,包括处理器及通信接口,其中,所述处理器用于:
基于预编码矩阵,对第一调制符号进行预编码,获得待传输符号;
映射模块,用于对待传输符号进行超奈奎斯特FTN映射,获得第二信号;
所述通信接口用于:
传输所述第二信号;
其中,所述预编码矩阵是基于等效信道矩阵确定的。
第九方面,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的步骤,或者实现如第二方面所述的方法的步骤。
第十方面,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的步骤,或者实现如第二方面所述的方法的步骤。
第十一方面,提供了一种计算机程序/程序产品,所述计算机程序/程序产品被存储在非瞬态的存储介质中,所述程序/程序产品被至少一个处理器执行以实现如第一方面所述的方法的步骤,或者实现如第二方面所述的方法的步骤。
在本申请实施例中,第一通信设备通过接收预编码后的第一信号,并基于等效信道矩阵确定的均衡矩阵对第一信号进行均衡处理,获得目标信号;可以根据预知的等效信道信息,对原始调制符号进行预先处理,以避免接收机的最大似然序列检测处理导致接收机的算法复杂度高,从而转嫁部分接收侧复杂度到发送侧,降低FTN系统接收机的复杂度,使之更易于工程实现。
附图说明
图1示出本申请实施例可应用的一种无线通信系统的结构图;
图2是本申请实施例提供的无时域重叠与有时域重叠的信号对比的示意图;
图3是本申请实施例提供的FTN的收发处理流程示意图;
图4是本申请实施例提供的数据传输方法的流程示意图之一;
图5是本申请实施例提供的FTN等效信道的示意图之一;
图6是本申请实施例提供的数据传输方法的流程示意图之二;
图7是本申请实施例提供的FTN等效信道的示意图之二;
图8是本申请实施例提供的数据传输方法的流程示意图之三;
图9是本申请实施例提供的指示方法的示意图之一;
图10是本申请实施例提供的指示方法的示意图之二;
图11是本申请实施例提供的指示方法的示意图之三;
图12是本申请实施例提供的数据传输方法的流程示意图之四;
图13是本申请实施例提供的数据传输装置的结构示意图之一;
图14是本申请实施例提供的数据传输装置的流程示意图之二;
图15是本申请实施例提供的通信设备的结构示意图;
图16为实现本申请实施例的通信设备的硬件结构示意图之一;
图17为实现本申请实施例的通信设备的硬件结构示意图之二。
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术语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。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,但是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结构图。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(UserEquipment,UE),终端11可以是手机、平板电脑(Tablet Personal Computer)、膝上型电脑(Laptop Computer)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:智能手表、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 TransceiverStation,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(Extended Service Set,ESS)、B节点、演进型B节点(eNB)、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。
下面结合附图,通过一些实施例及其应用场景对本申请实施例提供的数据传输方法及装置进行详细地说明。
首先对以下内容进行说明:
物理资源控制,Radio resource control,RRC;
正交频分复用,Orthogonal frequency division multiplexing,OFDM;
奇异值分解,Singular value decomposition,SVD;
几何平均分解,Geometry mean decomposition,GMD;
均匀通道分解,Uniform channel decomposition,UCD。
超奈奎斯特(Faster-than-Nyquist,FTN)传输,是目前被认为可以突破奈奎斯特采样速率,进一步逼近信道容量物理极限的一种新型信号处理技术。其衍生技术为X域重叠复用(Overlapped X Division Multiplexing,OVXDM)。OVXDM/FTN技术在时域/频域基于波形编码理论人为引入了码间干扰(Inter-Symbol Interference,ISI)和/或码间干扰(Inter-Code Interference,ICI),从而提高了码元发送速率,增加了等效信道容量。然而,波形编码后的信号对接收机的性能提出了更高的要求,增加了译码算法的复杂度以及硬件的功耗。一般来说,波形编码时的时频域重叠系数越大,即人为引入的ISI和ICI越严重,则接收机侧需要判断的状态数越多,接收算法的复杂度越高。
在城市里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,不同路径信号造成的。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ICI。上述在信号传输过程中产生的ISI/ICI与发送时采用波形编码引入的ISI/ICI叠加,对接收机的译码能力产生了更高的要求。
目前在衰落信道下的FTN/重叠时分复用(Overlapped Time DivisionMultiplexing,OVTDM)系统中,可以通过更加复杂的接收机算法对抗衰落信道。例如利用信道均衡,联合信道译码的迭代算法等方法。但在实际应用中,一方面,实际系统受成本和功耗等条件限制,往往无法采用理想接收机,实现的译码算法复杂度有限,当ISI/ICI超出了一定阈值后,会无法正确译码。同时,接收机的译码复杂度增加时,也会增加能量消耗,不利于终端节能降耗。同时,大量仿真结果表明,FTN/OVTDM系统相对传统OFDM系统的吞吐量优势主要在于高信噪比(Signal Noise Ratio,SNR)区域。在高SNR区域,噪声对接收信号的影响程度相对较小,接收机易于根据已知的FTN/OVTDM的符号间编码的约束关系正确的进行译码,误码率很低。在低SNR区域,噪声对接收信号的影响程度相对较大,破坏了符号间编码的约束关系,使得误码率较高,不如传统的OFDM系统。
基于上述原因,在实际系统中,可以通过一些方式,例如利用无线信道的先验信息,利用信道测量结果等,尽量降低接收机算法的复杂度,以利于接收机能供跟踪衰落信道的时变特性,始终保持在最佳的工作状态。
FTN/OVTDM是通过对发送信号进行移位叠加处理(又称波形编码),人为地引入适量ISI和/或ICI一种信号处理方法,其目的是加快码元发送速率,即增加每赫兹每秒(Hz*s)内发送的符号数量。其中,FTN的全称为Faster-than-Nyquist,即超奈奎斯特。OVXDM包括OVTDM,OVFDM和重叠码分复用技术(Overlapped Code Division Multiplexing,OVCDM),以及OVTDM和重叠频分复用(Overlapped Frequency Division Multiplexing,OVFDM)的组合技术,其全称为Overlapped X-Domain Multiplexing,即X域重叠复用;可以统一用FTN指代。同时,引入的ISI和ICI会增加译码的复杂度,可能造成误码率的提升。然而,通过先进的译码算法可以抑制误码率提升带来的负面效应,综合来看仍然可以通过所述加快码元发送速率的方法提升信道容量。其表达式如下:
其中,TΔ=τT,τ∈(0,1),τ为时域重叠系数。特别的,在OVXDM中,取因而有
ζ为频域重叠系数。特别的,在OVXDM中,取因而有
图2是本申请实施例提供的无时域重叠与有时域重叠的信号对比的示意图,以图2为例说明ISI的产生。当T=0.8时,即时域波形重叠系数τ=0.8后,经处理后的信号在在各个采样点所在时刻上,携带其他采样点信息的脉冲波形幅度不为零,因此产生了ISI。
假设多径信道的冲激响应函数为hCH(t),则经过信道后的信号可以等效地表示为:
其中
接收机收到的信号表达式为:
y(t)=s′(t)+w(t) (3)
其中w(t)为高斯白噪声。
FTN/OVTDM信号的生成主要有两种方式:1)在单天线系统中,可以通过对信号过采样+成型滤波的方式来等效生成,其效果类似为一个作用于调制级别的卷积编码器;2)在多天线系统中,可以采用更贴近其物理含义的方式来生成,即控制多天线的每个天线振子/端口按照既定的移位叠加原则,依次以TΔ的延迟来发送信号,不同天线振子/端口以不同延迟发送的信号在空口叠加,和信号的采样点之间引入了ISI,形成FTN/OVTDM信号。
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。理论性能最优的ML类型接收机的复杂度随着波形重叠程度上升而上升,当{K,N}较大时,硬件无法实现。而固定译码复杂度的快速算法对于较高重叠程度的信号无能为力。
本申请各实施例中,重叠系数为的FTN信号,等价为重叠层数为K的OVTDM信号。为表达简洁,可以统一用FTN指代FTN/OVTDM为代表的超奈奎斯特信号族。同时,可以采用重叠层数作为表示FTN/OVTDM信号特征的描述方式。
另外,实际系统中,图3是本申请实施例提供的FTN的收发处理流程示意图。如图3所示,其中白化滤波和最大似然序列检测的部分就是和基于奈奎斯特传输的通信系统不同的地方。其中主要有两点区别:发射机中各个符号的间隔远远小于奈奎斯特传输的最小间隔,这样就造成了相邻数据之间的彼此重叠,即ISI;由此导致了接收机必须采用白化滤波器和最大似然序列检测(Maximum likehood sequence estimation,MLSE)算法来消除这种ISI。
图3中示例的MLSE虽然是理论最优的接收机算法,但是其复杂度与调制阶数和重叠层数呈指数增长关系,并且对信道估计误差的容忍度很低,因此限制了其实际使用的场景。其后,各种致力于改进性能并降低复杂度的算法陆续被提出,例如基于log-MAP的BCJR算法,达到了逼近MLSE的性能,并且对于衰落信道更加鲁棒;基于启发式(heuristic)的球译码算法等,着眼于降低接收机的复杂度,但是牺牲了性能。而且,这些算法的共同特点是属于非线性检测,其复杂度针对SNR的稳定性不佳,因此在进行硬件设计时需要保证足够的性能(复杂度)冗余以适应信道变化,因此在减少工程实现的复杂度方面效果并不如理论上理想。
图4是本申请实施例提供的数据传输方法的流程示意图之一,如图4所示,该方法包括:
步骤400,第一通信设备接收第一信号;
步骤410,第一通信设备基于均衡矩阵,对所述第一信号进行处理,获得目标信号;
其中,所述均衡矩阵是基于等效信道矩阵确定的。
可选地,第一通信设备可以为接收侧;
可选地,第二通信设备可以为发送侧;
可选地,第一通信设备可以为终端,第二通信设备可以为网络侧设备,上行可以表示由接收侧发送,发送侧接收;下行表示由发送侧发送,接收侧接收。
可选地,信号的时域输出输入关系可以写成矩阵化表达式:Y=HX+N;其中,Y可以是第一通信设备接收到的第一信号的时域采样点,X可以是第二通信设备发送的第二信号的时域采样点,其中H为信道矩阵,N是噪声向量。
可选地,等效信道矩阵可以由以下矩阵确定:
成型滤波器对应的第三时域信道矩阵,记作G;和
匹配滤波器对应的第二时域信道矩阵,记作GH。
可选地,用于计算预编码矩阵的等效信道为Heq=GGH,图5是本申请实施例提供的FTN等效信道的示意图之一,如图5所示为FTN等效信道。此时,第一通信设备(接收机)可以首先利用已知信道信息对待处理符号样点(第一信号的时域采样点Y)进行信道均衡,以移除/减轻物理信道H带来的多径干扰。
图6是本申请实施例提供的数据传输方法的流程示意图之二,如图6所示为方案一的流程:第二通信设备可以首先对初始待传输数据进行调制,比如正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM),获得第一调制符号,然后第二通信设备可以基于预编码矩阵,对该第一调制符号进行预编码(Pre-coding),获得待传输符号,然后第二通信设备可以对待传输符号进行超奈奎斯特FTN映射,包括上采样Up sampling和脉冲成形Pulse shaping,获得第二信号的时域采样点;然后第二通信设备可以发送该第二信号的时域采样点。
可选地,第二通信设备发送该第二信号的时域采样点后,第一通信设备可以接收到第一信号的时域采样点,然后可以对第一信号的时域采样点进行信道均衡(ChannelEqualizer)FTN,然后可以进行FTN解调(FTN demapping),包括匹配滤波(Matchedfiltering),以及基于均衡矩阵对第一信号的时域采样点进行FTN均衡(FTN Equalizer),获得目标信号的时域采样点,然后进行正交振幅解调。
可选地,匹配滤波处理后的第一信号的时域采样点可以送入FTN解调器,首先再利用预编码处理中的酉矩阵,对FTN等效信道的作用进行线性均衡,进一步移除FTN等效信道带来的ISI;再送入判决器进行符号检测。上述过程可以看作是一个传统通信系统中的均衡器与预编码FTN信号的检测器的级联,所述级联系统的框图如图6所示。
可选地,方案一的好处是信道信息可以对发送侧(第二通信设备)透明,接收侧(第一通信设备)可以利用发送侧(第二通信设备)发送的参考信号进行信道测量后,直接用于接收侧(第一通信设备)均衡处理,在流程上不需要接收侧(第一通信设备)进行信道信息的反馈,减少收发机之间的信令交互开销。
可选地,方案一的问题在于,级联系统中的信道均衡模块,涉及到对信道矩阵求逆的运算,在天线数较多时,以及多径效应较明显时,复杂度较高。
可选地,等效信道矩阵还可以由以下矩阵确定:
成型滤波器对应的第三时域信道矩阵,记作G;和
匹配滤波器对应的第二时域信道矩阵,记作GH;和
物理信道对应的第一时域信道矩阵,记作H。
可选地,用于计算预编码矩阵的等效信道为Heq=GHGH,图7是本申请实施例提供的FTN等效信道的示意图之二,如图7所示为FTN等效信道。可以称为E2E(end to end,端到端)等效信道。
图8是本申请实施例提供的数据传输方法的流程示意图之三,如图8所示为方案二的流程:第二通信设备可以首先对初始待传输数据进行调制,比如QAM调制(QAMmodulation),获得第一调制符号,然后第二通信设备可以基于预编码矩阵,对该第一调制符号进行预编码(Pre-coding),获得待传输符号,然后第二通信设备可以对待传输符号进行超奈奎斯特FTN映射,包括上采样(Up sampling)和脉冲成形(Pulse shaping),获得第二信号的时域采样点;然后第二通信设备可以发送该第二信号的时域采样点。
可选地,第二通信设备发送该第二信号的时域采样点后,第一通信设备可以接收到第一信号的时域采样点,然后可以对第一信号的时域采样点进行FTN解调(FTNdemapping),包括匹配滤波(Matched filtering),以及基于均衡矩阵对第一信号的时域采样点进行等效信道均衡(Equivalent Channel Equalizer),获得目标信号的时域采样点,然后进行正交振幅解调。
可选地,本申请实施例可以使第一通信设备(接收端)复杂度降低较明显。
可选地,方案二中的预编码时需要根据信道的动态变化及时调整,在快衰落fastfading场景下可能很难应用。另外,为了让第二通信设备(发送侧)获取即时信道信息,进行无论进行上行测量还是下行测量,可以引入额外的信令开销。
例如,采用上行测量时,可以由第一通信设备发送上行参考信号,第二通信设备进行信道估计,计算预编码矩阵,生成预编码Precoded-FTN信号并发送。此时,第一通信设备也需要利用预编码矩阵接收,即第一通信设备也需要获取信道均衡相关信息,即信道参数或发送侧的预编码矩阵。此时第一通信设备有两种选择:
由第二通信设备通知第一通信设备信道均衡相关信息。
由第一通信设备利用发送数据中的下行参考信号进行信道测量,自行计算预编码矩阵。
可选地,第一通信设备可以基于均衡矩阵,对从第二通信设备接收到的第一信号进行处理,获得目标信号;其中,所述均衡矩阵是基于等效信道矩阵确定的。
第一通信设备基于等效信道矩阵确定的,或者所述均衡矩阵是第二通信设备基于等效信道矩阵确定后指示给第一通信设备的。
可选地,本申请实施例提出了一种在第二通信设备,根据预知的等效信道信息,对原始的第一调制符号进行预先处理(预编码,从而转嫁部分接收侧复杂度到发送侧,达到减少接收侧检测算法复杂度的目的。
在本申请实施例中,第一通信设备通过接收预编码后的第一信号,并基于等效信道矩阵确定的均衡矩阵对第一信号进行均衡处理,获得目标信号;可以根据预知的等效信道信息,对原始调制符号进行预先处理,以避免接收机的最大似然序列检测处理导致接收机的算法复杂度高,从而转嫁部分接收侧复杂度到发送侧,降低FTN系统接收机的复杂度,使之更易于工程实现。
可选地,所述方法还包括以下至少一项:
所述第一通信设备对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵;
所述第一通信基于第二通信设备发送的第一指示信息,获得所述均衡矩阵。
可选地,第一通信设备可以基于等效信道矩阵确定均衡矩阵;
可选地,第一通信设备基于等效信道矩阵确定均衡矩阵时,可以对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵;
可选地,第二通信设备可以基于等效信道矩阵确定均衡矩阵,然后第二通信设备通过第一指示信息将均衡矩阵指示给第一通信设备的;
可选地,第二通信设备基于等效信道矩阵确定均衡矩阵时,可以对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵,然后第二通信设备通过第一指示信息将均衡矩阵指示给第一通信设备的。
可选地,信道矩阵分解,通常是将信道矩阵分解为两个酉矩阵分别左乘和右乘一个中间矩阵的形式,例如A=UDV。利用这个结果的进行预编码的思想,其本质是通过样点数据乘以信道矩阵分解后的酉矩阵中的列向量,从而将该样点投射到该向量对应的子空间,即逻辑上子信道中;该向量对应的中间矩阵主对角线元素即为该子信道的增益。
可选地,所述第一通信设备对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵,包括:
在确定预编码方式是GMD方式的情况下,所述第一通信设备基于GMD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵。
可选地,对于GMD方式,D矩阵为第二上三角矩阵。本申请实施例可以利用GMD方式实现预编码,相当于每个样点数据在某个酉矩阵列向量上对应的子信道上传输时,受到大小为对应主对角线元素值的信道增益影响,并且收到来自其他符号的干扰。
可选地,GMD方式的好处是分解后的子信道增益相同(即D矩阵的主对角线元素值近似相等)。
可选地,第一通信设备在确定预编码方式是GMD方式后,可以基于GMD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵。
可选地,所述第一通信设备基于GMD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵,包括:
所述第一通信设备对所述等效信道矩阵Heq1进行矩阵分解,获得Heq1=Q1R1PH;
其中,P是预编码矩阵,R1是第一中间矩阵,Q1 H是所述均衡矩阵。
可选地,在第一通信设备基于GMD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解时,可以对所述等效信道矩阵Heq1进行矩阵分解,分解获得Heq1=Q1R1PH,即可以获得预编码矩阵P,第一中间矩阵R1,和均衡矩阵Q1 H。
可选地,所述第一通信设备基于均衡矩阵,对所述第一信号进行处理,获得目标信号,包括:
所述第一通信设备基于所述均衡矩阵Q1 H,确定均衡后的第一信号为Q1 HY1=R1S+Q1 HN;
所述第一通信设备基于所述均衡后的第一信号,确定所述目标信号为
其中,Y1是所述第一信号,Y1=HX1+N,N为噪声,X1为第二通信设备发送的第二信号,X1=PS,S为预编码前的第一调制符号,H为物理信道对应的第一时域信道矩阵。
可选地,在第一通信设备基于GMD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得均衡矩阵Q1 H后,可以基于所述均衡矩阵Q1 H,确定均衡后的第一信号为Q1 HY1=R1S+Q1 HN;
可选地,可以采用P作为预编码矩阵。假设原始QAM符号为S,发送符号(第二信号)为X=PS;第一通信设备可以利用均衡矩阵Q1 H对接收到的第一信号的离散时域采样点进行线性均衡,即Q1 HY1=Q1 HHPS+Q1 HN=Q1 HQ1R1PHPS+Q1 HN=R1S+Q1 HN;
可选地,利用R的上三角特性,应用SIC接收机可以求得估计样点值即
可选地,本申请实施例可以实现利用SIC接收机迭代求解,可以避免R1 -1的矩阵求逆,复杂度较低。
可选地,所述第一通信设备对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵,包括:
在确定预编码方式是UCD方式的情况下,所述第一通信设备基于UCD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵。
可选地,UCD方式可以通过引入信道矩阵扩展,增加了分解后等效子信道的数量。综合了SVD方式的信道功率分配和GMD方式的信道增益平衡的好处。UCD的预编码矩阵采用构造,其中V是SVD的右侧酉矩阵,Φ是根据SVD的D矩阵进行功率注水得到的对角矩阵,Ω是按照文献[1]中UCD方法构造的半酉矩阵。UCD的均衡矩阵为QH,由求得。
可选地,第一通信设备在确定预编码方式是UCD方式后,可以基于UCD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵。
可选地,所述第一通信设备基于UCD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵,包括:
所述第一通信设备对所述等效信道矩阵Heq2进行矩阵分解,获得Heq2=UΛVH,其中,Λ是功率分配相关矩阵,V是酉矩阵,U是第二中间矩阵;所述第一通信设备基于所述功率分配相关矩阵Λ,确定第一功率分配矩阵Φ=diag{φ1,φ2,...,φK},其中,对角线元素其中,λk为Λ的对角线元素;
所述第一通信设备基于所述酉矩阵,所述第一功率分配矩阵和半酉矩阵Ω,确定预编码矩阵
所述第一通信设备基于所述预编码矩阵,确定所述均衡矩阵Q2 H;
其中,R2是第一上三角矩阵。
可选地,在第一通信设备基于UCD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解时,可以对所述等效信道矩阵Heq2进行矩阵分解,分解获得Heq2=UΛVH,其中,Λ是功率分配相关矩阵,V是UCD矩阵分解方法中的酉矩阵,U是第二中间矩阵;
可选地,在获得UCD矩阵分解方法中的酉矩阵V后,可以基于所述功率分配相关矩阵Λ,确定第一功率分配矩阵(注水功率分配矩阵)Φ=diag{φ1,φ2,...,φK},其对角线元素其中λk为Λ的对角线元素。
可选地,在确定第一功率分配矩阵后,可以构造一个半酉矩阵Ω,需要说明的是,在本申请实施例中,半酉矩阵Ω可以是一定固定矩阵,可以是第一通信设备或第二通信设备构造后指示给通信对侧的,也可以是协议预定义的或者系统预先设置的。
可选地,在构造获得半酉矩阵Ω后,可以基于所述酉矩阵,所述第一功率分配矩阵和半酉矩阵Ω,确定UCD矩阵分解方法中的预编码矩阵
可选地,在确定UCD矩阵分解方法中的预编码矩阵后,可以根据F构造扩展信道矩阵并进行QR分解得到进而可以获得进而可以直接获得均衡矩阵Q2 H。
可选地,所述第一通信设备基于均衡矩阵,对所述第一信号进行处理,获得目标信号,包括:
所述第一通信设备基于所述均衡矩阵Q2 H,确定均衡后的第一信号为Q2 H=R2S+Q2 HN;
所述第一通信设备基于所述均衡后的第一信号,确定所述目标信号为
其中,Y2是所述第一信号,Y2=HX2+N,X2=FS。
其中,N为噪声,X2为第二通信设备发送的第二信号,X2=FS,S为预编码前的第一调制符号,H为物理信道对应的第一时域信道矩阵。
可选地,在第一通信设备基于UCD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得均衡矩阵Q2 H后,可以基于所述均衡矩阵Q2 H,确定均衡后的第一信号为Q2 H=R2S+Q2 HN;
可选地,可以采用P作为预编码矩阵。假设原始QAM符号为S,发送符号(第二信号)为X=PS;第一通信设备可以利用均衡矩阵Q2 H对接收到的第一信号的离散时域采样点进行线性均衡,即
可选地,利用R的上三角特性,应用SIC接收机可以求得估计样点值即
可选地,本申请实施例可以实现利用SIC接收机迭代求解,可以避免R-1的矩阵求逆,复杂度较低。
可选地,所述第一通信设备对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵,包括:
在确定预编码方式是SVD方式的情况下,所述第一通信设备基于SVD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵。
可选地,对于SVD方式,酉矩阵的列向量即为特征向量;而D矩阵为对角矩阵,对角线元素为特征值。因此,利用SVD方式分解进行预编码,相当于每个样点数据在某个特征向量对应的子信道上传输时,仅受到大小为对应特征值的信道增益影响,而无符号间干扰。同时,SVD方式可以利用功率分配来取得信道容量和误码率的平衡。
可选地,第一通信设备在确定预编码方式是SVD方式后,可以基于SVD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵。
可选地,所述第一通信设备基于SVD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵,包括:
所述第一通信设备对所述等效信道矩阵Heq3进行矩阵分解,获得Heq3=Q3MWH;
其中,W是预编码矩阵,M是对角矩阵,Q3 H是所述均衡矩阵。
可选地,在第一通信设备基于SVD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解时,可以对所述等效信道矩阵Heq3进行矩阵分解,分解获得Heq3=Q3MWH,即可以获得预编码矩阵W(SVD矩阵分解方法中的酉矩阵),对角矩阵M,以及均衡矩阵Q3 H。
可选地,所述第一通信设备基于均衡矩阵,对所述第一信号进行处理,获得目标信号,包括:
所述第一通信设备基于所述均衡矩阵Q3 H,确定均衡后的第一信号为Q3 HY3=M∑1S+Q3 HN;
所述第一通信设备基于所述均衡后的第一信号,确定所述目标信号为
其中,Y3是所述第一信号,Y3=HX3+N,X3=FS,∑1为第二功率分配矩阵,所述第二功率分配矩阵是第二通信设备指示给第一通信设备的。
其中,N为噪声,X3为第二通信设备发送的第二信号,X3=FS,S为预编码前的第一调制符号,H为物理信道对应的第一时域信道矩阵。
可选地,在第一通信设备基于SVD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得均衡矩阵Q3 H后,可以基于所述均衡矩阵Q3 H,确定均衡后的第一信号为Q3 HY3=M∑1S+Q3 HN;
可选地,可以采用P作为预编码矩阵。假设原始QAM符号为S,发送符号(第二信号)为X=PS;第一通信设备可以利用均衡矩阵Q3 H对接收到的第一信号的离散时域采样点进行线性均衡,即Q3 HY=Q3 HHW∑1S+Q3 HN=Q3 HQ3MWHW∑1S+Q3 HN=M∑1S+Q3 HN
可选地,利用R的上三角特性,应用SIC接收机可以求得估计样点值
可选地,接收侧线性均衡后的信道响应矩阵0可以变为对角矩阵,完全消除了FTN信号中的ISI,可以直接进行符号判决,既可以获得Q3 HY3=Q3 HHWS+Q3 HN=Q3 HQ3MWHWS+Q3 HN=MS+Q3 HN。
可选地,接收机侧可以利用一次矩阵乘法既可以完成均衡,复杂度极低。
可选地,由于SVD后的子信道增益不平衡,还可以按需对各个子信道进行功率分配。因此,可以引入一个功率分配矩阵,即一个对角矩阵∑1。
可选地,出于不同场景的需求,可以采用功率注水准则确定∑以最大化和信道容量,也可以采用功率逆注水准则确定∑1以保证增益较差的子信道的性能。加入了∑1后的信号输入输出关系为:Q3 HY=Q3 HHW∑1S+Q3 HN=Q3 HQ3MWHW∑1S+Q3 HN=M∑1S+Q3 HN
可选地,所述第一通信设备基于均衡矩阵,对所述第一信号进行处理,获得目标信号,包括:
所述第一通信设备基于所述均衡矩阵Q3 H,确定均衡后的第一信号为
所述第一通信设备基于所述均衡后的第一信号,确定所述目标信号为
其中,Y4是所述第一信号,Y4=HX4+N,∑2为第三功率分配矩阵,所述第三功率分配矩阵是第二通信设备指示给第一通信设备的,其中,的长度为Qftn,Qftn为所有子信道的数量,且其中,为实际用于传输的子信道的数量,K为FTN重叠系数。
其中,N为噪声,X4为第二通信设备发送的第二信号。
可选地,经典SVD方法的问题在于,信道矩阵分解后的M矩阵主对角线元素值不相同,即对应的子信道的增益不同。此时为了兼顾信道容量和误码率,在发送机总功率受限的前提下,如果是以提升信道容量为目的,最优化方法可以是进行功率注水,即为信道增益更大的子信道分配更多的发送功率;可以提升信道容量,牺牲信道增益较弱的子信道的误码率,可能造成在这些子信道上传输的符号永远也无法被正确解调;
可选地,如果是以保证各个子信道均能达到一定的误码率为目的,可以用类似反功率注水的方法,为信道增益更小的子信道分配更多的发送功率,可以提升较弱子信道上的误码率表现,使得这些子信道上传输的符号也能以较低的误码率被解调,但是这样牺牲了能量的利用效率,使得总的信道容量下降。
为了克服经典SVD方法的弊端,本申请实施例提供的改进的SVD方法可以对信道容量和误码率进行综合考虑。
可选地,通过分析等效信道矩阵可知,M矩阵的主对角线元素幅度值的分布存在规律。假设采用的成型滤波器滚降系数为β,则在M矩阵中仅有前1+β个主对角线元素具有较大的幅度值,换言之,只有1+β具有较好信道质量的子信道。因此,为了提高能量利用效率,可以只选择在这1+β个子信道上传输符号;为了兼顾公平性,可以在这1+β个子信道内部,采用逆功率注水准则生成的功率分配矩阵(第三功率分配矩阵∑2),用于平衡选中的各个子信道的增益,保证在各个子信道中传送的符号有近似的误码率性能表现。因此,对应的预编码操作可以是:其中,的长度为Qftn,Qftn为所有子信道的数量,且其中,为实际用于传输的子信道的数量,K为FTN重叠系数,且1+β<K。
可选地,为了子信道的增益相同,此时取∑2=M-1。此时接收侧经均衡后的信号为:
可选地,本申请实施例中在一个符号发送周期的时间内发送的符号数由Qftn降低为而分配到每个符号上的功率则相应增加了倍。对应的等效信道容量C为:
其中Bftn为信号带宽,Es为符号功率,N0为噪声功率。
可选地,本实施例中,所取得主对角线元素数量第一通信设备可以根据已指示的成型滤波器系数中的β(包含关系)自行计算,因此不需要指示。
可选地,在一些场景下,比如不需要高发送速率的场景,可以由发送侧(第二通信设备)指定一个取值此时需要在下行消息中指示给第一通信设备。
可选地,第二通信设备可以发送一个1bit的指示,使SVD预编码方法在前述实施例提供的SVD方法和改进的SVD方法中切换。
可选地,所述方法还包括:
接收第二通信设备发送的第二指示信息,所述第二指示信息用于指示所述等效信道矩阵。
可选地,在Heq=GGH时,第一通信设备解调的信道测量可以由现有技术实现,例如通过测量下行参考信道获得信道,然后利用ZF/MMSE均衡去除ISI。此时,第一通信设备只需要知道第二通信设备生成预编码FTN信号的参数。所述预编码FTN信号生成参数可以由以下任意一组参数唯一确定:
{上采样次数,成型滤波器系数};
{FTN重叠层数,成型滤波器系}。
可选地,为了减少硬件实现的复杂度,成型滤波器的实现通常为少数几种可选值,由协议规定,可以通过索引查表表示;
可选地,成型滤波器如果由协议唯一确定,则不需要指示。
可选地,第一通信设备可以接收第二通信设备发送的第二指示信息,所述第二指示信息用于指示所述等效信道矩阵,其中,第二通信设备可以通过指示第一索引或第一参数来指示等效信道矩阵;其中,所述第一索引用于指示等效信道矩阵表中的第一参数,所述第一参数用于确定所述等效信道矩阵。
可选地,所述第一参数包括成型滤波器系数和以下至少一项:
上采样次数;
FTN重叠系数。
可选地,所述方法还包括:
接收第二通信设备发送的第三指示信息,所述第三指示信息用于指示所述预编码方式。
可选地,第一通信设备可以接收第二通信设备发送的第三指示信息,第一通信设备可以基于第三指示信息确定当前的预编码方式。
可选地,第二通信设备可以根据场景不同选择不同的预编码方式(例如SVD,GMD,UCD的不同方法),第一通信设备需要知道这个信息以选用正确的均衡矩阵。因此,第二通信设备可以发送{预编码方式}(第三指示信息)给接收机侧。
可选地,第二通信设备确定预编码方式时,可以基于协议预定义确定,或者系统预先设置。
图9是本申请实施例提供的指示方法的示意图之一,如图9所示,是广播加单播的预编码FTN参数指示方法,当第二通信设备为基站时,为减少多用户下的信令开销,一种实现形式是基站广播可选的预编码FTN信号生成参数表,和所用的预编码方式,然后用专用(dedicated)RRC通知各UE(第一通信设备)具体的索引。
图10是本申请实施例提供的指示方法的示意图之二,如图10所示,FTN信号的相关参数配置与发送侧的预编码和接收侧的均衡都需要利用信道信息。当存在信道互易性时,可以采用上行测量方案。
图11是本申请实施例提供的指示方法的示意图之三,如图11所示,FTN信号的相关参数配置与发送侧的预编码和接收侧的均衡都需要利用信道信息。当不存在信道互易性时,可以采用下行测量方案。
在本申请实施例中,第一通信设备通过接收预编码后的第一信号,并基于等效信道矩阵确定的均衡矩阵对第一信号进行均衡处理,获得目标信号;可以根据预知的等效信道信息,对原始调制符号进行预先处理,以避免接收机的最大似然序列检测处理导致接收机的算法复杂度高,从而转嫁部分接收侧复杂度到发送侧,降低FTN系统接收机的复杂度,使之更易于工程实现。
图12是本申请实施例提供的数据传输方法的流程示意图之四,如图12所示,该方法包括:
步骤1200,第二通信设备基于预编码矩阵,对第一调制符号进行预编码,获得待传输符号;
步骤1210,所述第二通信设备对待传输符号进行超奈奎斯特FTN映射,获得第二信号;
步骤1220,所述第二通信设备传输所述第二信号;
其中,所述预编码矩阵是基于等效信道矩阵确定的。
可选地,第一通信设备可以为接收侧;
可选地,第二通信设备可以为发送侧;
可选地,第一通信设备可以为终端,第二通信设备可以为网络侧设备,上行可以表示由接收侧发送,发送侧接收;下行表示由发送侧发送,接收侧接收。
可选地,信号的时域输出输入关系可以写成矩阵化表达式:
Y=HX+N;其中,Y可以是第一通信设备接收到的第一信号的时域采样点,X可以是第二通信设备发送的第二信号的时域采样点,其中H为信道矩阵,N是噪声向量。
可选地,第二通信设备发送该第二信号的时域采样点后,第一通信设备可以接收到第一信号的时域采样点,然后可以对第一信号的时域采样点进行FTN解调FTNdemapping,包括匹配滤波Matched filtering,以及基于均衡矩阵对第一信号的时域采样点进行等效信道均衡Equivalent Channel Equalizer,获得目标信号的时域采样点,然后进行正交振幅解调。
可选地,本申请实施例可以使第一通信设备(接收端)复杂度降低较明显。
可选地,方案二中的预编码时需要根据信道的动态变化及时调整,在快衰落fastfading场景下可能很难应用。另外,为了让第二通信设备(发送侧)获取即时信道信息,进行无论进行上行测量还是下行测量,可以引入额外的信令开销。
例如,采用上行测量时,可以由第一通信设备发送上行参考信号,第二通信设备进行信道估计,计算预编码矩阵,生成Precoded-FTN信号并发送。此时,第一通信设备也需要利用预编码矩阵接收,即第一通信设备也需要获取信道均衡相关信息,即信道参数或发送侧的预编码矩阵。此时第一通信设备有两种选择:
由第二通信设备通知第一通信设备信道均衡相关信息。
由第一通信设备利用发送数据中的下行参考信号进行信道测量,自行计算预编码矩阵。
可选地,第一通信设备可以基于均衡矩阵,对从第二通信设备接收到的第一信号进行处理,获得目标信号;其中,所述均衡矩阵是基于等效信道矩阵确定的。
第一通信设备基于等效信道矩阵确定的,或者所述均衡矩阵是第二通信设备基于等效信道矩阵确定后指示给第一通信设备的。
可选地,本申请实施例提出了一种在第二通信设备,根据预知的等效信道信息,对原始的第一调制符号进行预先处理(预编码,从而转嫁部分接收侧复杂度到发送侧,达到减少接收侧检测算法复杂度的目的。
在本申请实施例中,第一通信设备通过接收预编码后的第一信号,并基于等效信道矩阵确定的均衡矩阵对第一信号进行均衡处理,获得目标信号;可以根据预知的等效信道信息,对原始调制符号进行预先处理,以避免接收机的最大似然序列检测处理导致接收机的算法复杂度高,从而转嫁部分接收侧复杂度到发送侧,降低FTN系统接收机的复杂度,使之更易于工程实现。
可选地,所述方法还包括:
所述第二通信设备对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵。
可选地,第二通信设备可以基于等效信道矩阵确定预编码矩阵;
可选地,第二通信设备基于等效信道矩阵确定预编码矩阵时,可以对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵。
可选地,所述第二通信设备对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵,包括:
在预编码方式是GMD方式的情况下,所述第二通信设备基于GMD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵。
可选地,对于GMD方式,D矩阵为第二上三角矩阵。本申请实施例可以利用GMD方式实现预编码,相当于每个样点数据在某个酉矩阵列向量上对应的子信道上传输时,受到大小为对应主对角线元素值的信道增益影响,并且收到来自其他符号的干扰。
可选地,GMD方式的好处是分解后的子信道增益相同(即D矩阵的主对角线元素值近似相等)。
可选地,第二通信设备在确定预编码方式是GMD方式后,可以基于GMD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵。
可选地,所述第二通信设备基于GMD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵,包括:
所述第一通信设备对所述等效信道矩阵Heq1进行矩阵分解,获得Heq1=Q1R1PH;
其中,P是所述预编码矩阵,R1是第一中间矩阵,Q1 H是均衡矩阵。
可选地,在第一通信设备基于GMD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解时,可以对所述等效信道矩阵Heq1进行矩阵分解,分解获得Heq1=Q1R1PH,即可以获得预编码矩阵P,第一中间矩阵R1,和均衡矩阵Q1 H。
可选地,所述第二通信设备对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵,包括:
在确定预编码方式是UCD方式的情况下,所述第二通信设备基于UCD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵。
可选地,UCD方式可以通过引入信道矩阵扩展,增加了分解后等效子信道的数量。综合了SVD方式的信道功率分配和GMD方式的信道增益平衡的好处。UCD的预编码矩阵采用构造,其中V是SVD的右侧酉矩阵,Φ是根据SVD的D矩阵进行功率注水得到的对角矩阵,Ω是按照文献[1]中UCD方法构造的半酉矩阵。UCD的均衡矩阵为QH,由求得。
可选地,第一通信设备在确定预编码方式是UCD方式后,可以基于UCD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵。
可选地,所述第二通信设备基于UCD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵,包括:
所述第一通信设备对所述等效信道矩阵Heq2进行矩阵分解,获得Heq2=UΛVH,其中,Λ是功率分配相关矩阵,V是酉矩阵,U是第二中间矩阵;
所述第一通信设备基于所述功率分配相关矩阵Λ,确定第一功率分配矩阵Φ=diag{φ1,φ2,...,φK},其中,对角线元素其中,λk为Λ的对角线元素;
所述第一通信设备基于所述酉矩阵,所述第一功率分配矩阵和半酉矩阵Ω,确定预编码矩阵
可选地,在第一通信设备基于UCD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解时,可以对所述等效信道矩阵Heq2进行矩阵分解,分解获得Heq2=UΛVH,其中,Λ是功率分配相关矩阵,V是UCD矩阵分解方法中的酉矩阵,U是第二中间矩阵;
可选地,在获得UCD矩阵分解方法中的酉矩阵V后,可以基于所述功率分配相关矩阵Λ,确定第一功率分配矩阵(注水功率分配矩阵)Φ=diag{φ1,φ2,...,φK},其对角线元素其中λk为Λ的对角线元素。
可选地,在确定第一功率分配矩阵后,可以构造一个半酉矩阵Ω,需要说明的是,在本申请实施例中,半酉矩阵Ω可以是一定固定矩阵,可以是第一通信设备或第二通信设备构造后指示给通信对侧的,也可以是协议预定义的或者系统预先设置的。
可选地,在构造获得半酉矩阵Ω后,可以基于所述酉矩阵,所述第一功率分配矩阵和半酉矩阵Ω,确定UCD矩阵分解方法中的预编码矩阵
可选地,所述方法还包括:
所述第一通信设备基于所述预编码矩阵,确定所述均衡矩阵Q2 H;
其中,R2是第一上三角矩阵。
可选地,在确定UCD矩阵分解方法中的预编码矩阵后,可以根据F构造扩展信道矩阵并进行QR分解得到进而可以获得进而可以直接获得均衡矩阵Q2 H。
可选地,所述第二通信设备对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵,包括:
在确定预编码方式是SVD方式的情况下,所述第二通信设备基于SVD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵。
可选地,对于SVD方式,酉矩阵的列向量即为特征向量;而D矩阵为对角矩阵,对角线元素为特征值。因此,利用SVD方式分解进行预编码,相当于每个样点数据在某个特征向量对应的子信道上传输时,仅受到大小为对应特征值的信道增益影响,而无符号间干扰。同时,SVD方式可以利用功率分配来取得信道容量和误码率的平衡。
可选地,第一通信设备在确定预编码方式是SVD方式后,可以基于SVD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵。
可选地,所述第二通信设备基于SVD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵,包括:
所述第二通信设备对所述等效信道矩阵Heq3进行矩阵分解,获得Heq3=Q3MWH;
其中,W是预编码矩阵,M是对角矩阵,Q3 H是所述均衡矩阵。
可选地,在第一通信设备基于SVD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解时,可以对所述等效信道矩阵Heq3进行矩阵分解,分解获得Heq3=Q3MWH,即可以获得预编码矩阵W(SVD矩阵分解方法中的酉矩阵),对角矩阵M,以及均衡矩阵Q3 H。
可选地,所述方法还包括:
所述第二通信设备基于物理信道对应的第一时域信道矩阵、匹配滤波器对应的第二时域信道矩阵、和成型滤波器对应的第三时域信道矩阵,确定所述等效信道矩阵。
可选地,等效信道矩阵可以由以下矩阵确定:
成型滤波器对应的第三时域信道矩阵,记作G;和
匹配滤波器对应的第二时域信道矩阵,记作GH;和
物理信道对应的第一时域信道矩阵,记作H。
可选地,所述等效信道矩阵Heq=GHGH;其中,G为所述第三时域信道矩阵,GH为所述第二时域信道矩阵,H为所述第一时域信道矩阵。
可选地,用于计算预编码矩阵的等效信道为Heq=GHGH,图7是本申请实施例提供的FTN等效信道的示意图之二,如图7所示为FTN等效信道。可以称为E2E(end to end,端到端)等效信道。
可选地,如图8所示为方案二的流程:第二通信设备可以首先对初始待传输数据进行调制,比如QAM调制(QAM modulation),获得第一调制符号,然后第二通信设备可以基于预编码矩阵,对该第一调制符号进行预编码(Pre-coding),获得待传输符号,然后第二通信设备可以对待传输符号进行超奈奎斯特FTN映射,包括上采样Up sampling和脉冲成形Pulse shaping,获得第二信号的时域采样点;然后第二通信设备可以发送该第二信号的时域采样点。
可选地,第二通信设备发送该第二信号的时域采样点后,第一通信设备可以接收到第一信号的时域采样点,然后可以对第一信号的时域采样点进行FTN解调FTNdemapping,包括匹配滤波Matched filtering,以及基于均衡矩阵对第一信号的时域采样点进行等效信道均衡Equivalent Channel Equalizer,获得目标信号的时域采样点,然后进行正交振幅解调。
可选地,本申请实施例可以使第一通信设备(接收端)复杂度降低较明显。
可选地,方案二中的预编码时需要根据信道的动态变化及时调整,在快衰落fastfading场景下可能很难应用。另外,为了让第二通信设备(发送侧)获取即时信道信息,进行无论进行上行测量还是下行测量,可以引入额外的信令开销。
可选地,所述方法还包括:
基于当前物理信道质量信息,确定所述第一时域信道矩阵。
可选地,第二通信设备可以首先获得当前物理信道质量信息,然后基于当前物理信道质量信息,确定所述第一时域信道矩阵。
如图10所示,FTN信号的相关参数配置与发送侧的预编码和接收侧的均衡都需要利用信道信息。当存在信道互易性时,可以采用上行测量方案。如图11所示,当不存在信道互易性时,可以采用下行测量方案。
可选地,所述方法还包括:
第二通信设备基于成型滤波器对应的第三时域信道矩阵和匹配滤波器对应的第二时域信道矩阵,确定所述等效信道矩阵。
可选地,等效信道矩阵可以由以下矩阵确定:
成型滤波器对应的第三时域信道矩阵,记作G;和
匹配滤波器对应的第二时域信道矩阵,记作GH。
可选地,所述等效信道矩阵Heq=GGH;其中,GH为所述第二时域信道矩阵,G为所述第三时域信道矩阵。
可选地,用于计算预编码矩阵的等效信道为Heq=GGH,图5是本申请实施例提供的FTN等效信道的示意图之一,如图5所示为FTN等效信道。此时,第一通信设备(接收机)可以首先利用已知信道信息对待处理符号样点(第一信号的时域采样点Y)进行信道均衡,以移除/减轻物理信道H带来的多径干扰。
图6是本申请实施例提供的数据传输方法的流程示意图之二,如图6所示为方案一的流程:第二通信设备可以首先对初始待传输数据进行调制,比如QAM调制(QAMmodulation),获得第一调制符号,然后第二通信设备可以基于预编码矩阵,对该第一调制符号进行预编码(Pre-coding),获得待传输符号,然后第二通信设备可以对待传输符号进行超奈奎斯特FTN映射,包括上采样Up sampling和脉冲成形Pulse shaping,获得第二信号的时域采样点;然后第二通信设备可以发送该第二信号的时域采样点。
可选地,第二通信设备发送该第二信号的时域采样点后,第一通信设备可以接收到第一信号的时域采样点,然后可以对第一信号的时域采样点进行信道均衡ChannelEqualizerFTN,然后可以进行FTN解调FTN demapping,包括匹配滤波Matched filtering,以及基于均衡矩阵对第一信号的时域采样点进行FTN均衡FTN Equalizer,获得目标信号的时域采样点,然后进行正交振幅解调。
可选地,匹配滤波处理后的第一信号的时域采样点可以送入FTN解调器,首先再利用预编码处理中的酉矩阵,对FTN等效信道的作用进行线性均衡,进一步移除FTN等效信道带来的ISI;再送入判决器进行符号检测。上述过程可以看作是一个传统通信系统中的均衡器与预编码FTN信号的检测器的级联,所述级联系统的框图如图6所示。
可选地,方案一的好处是信道信息可以对发送侧(第二通信设备)透明,接收侧(第一通信设备)可以利用发送侧(第二通信设备)发送的参考信号进行信道测量后,直接用于接收侧(第一通信设备)均衡处理,在流程上不需要接收侧(第一通信设备)进行信道信息的反馈,减少收发机之间的信令交互开销。
可选地,所述第二通信设备传输所述第二信号,包括:
所述第二通信设备在物理信道的1+β个子信道传输所述第二信号;
其中,所述β为所述成型滤波器的滚降系数。
为了兼顾信道容量和误码率,在发送机总功率受限的前提下,如果是以提升信道容量为目的,最优化方法可以是进行功率注水,即为信道增益更大的子信道分配更多的发送功率;可以提升信道容量,牺牲信道增益较弱的子信道的误码率,可能造成在这些子信道上传输的符号永远也无法被正确解调;
可选地,如果是以保证各个子信道均能达到一定的误码率为目的,可以用类似反功率注水的方法,为信道增益更小的子信道分配更多的发送功率,可以提升较弱子信道上的误码率表现,使得这些子信道上传输的符号也能以较低的误码率被解调,但是这样牺牲了能量的利用效率,使得总的信道容量下降。
为了克服经典SVD方法的弊端,本申请实施例提供的改进的SVD方法可以对信道容量和误码率进行综合考虑。
可选地,通过分析等效信道矩阵可知,M矩阵的主对角线元素幅度值的分布存在规律。假设采用的成型滤波器滚降系数为β,则在M矩阵中仅有前1+β个主对角线元素具有较大的幅度值,换言之,只有1+β具有较好信道质量的子信道。因此,为了提高能量利用效率,可以只选择在这1+β个子信道上传输符号;
可选地,所述第二通信设备在物理信道的1+β个子信道传输所述第二信号,包括:
基于第三功率分配矩阵,确定映射在所述1+β个子信道中每一个子信道的第二信号。
可选地,为了兼顾公平性,可以在这1+β个子信道内部,采用逆功率注水准则生成的功率分配矩阵(第三功率分配矩阵∑2),用于平衡选中的各个子信道的增益,保证在各个子信道中传送的符号有近似的误码率性能表现。因此,对应的预编码操作可以是:其中,的长度为Qftn,Qftn为所有子信道的数量,且其中,为实际用于传输的子信道的数量,K为FTN重叠系数,且1+β<K。
可选地,其特征在于,所述方法还包括:
第二通信设备通过第二指示信息,将所述等效信道矩阵指示给第一通信设备。
可选地,在Heq=GGH时,第一通信设备解调的信道测量可以由现有技术实现,例如通过测量下行参考信道获得信道,然后利用ZF/MMSE均衡去除ISI。此时,第一通信设备只需要知道第二通信设备生成预编码FTN信号的参数。所述预编码FTN信号生成参数可以由以下任意一组参数唯一确定:
{上采样次数,成型滤波器系数};
{FTN重叠层数,成型滤波器系}。
可选地,为了减少硬件实现的复杂度,成型滤波器的实现通常为少数几种可选值,由协议规定,可以通过索引查表表示;
可选地,成型滤波器如果由协议唯一确定,则不需要指示。
可选地,第一通信设备可以接收第二通信设备发送的第二指示信息,所述第二指示信息用于指示所述等效信道矩阵。第二通信设备可以通过指示第一索引或第一参数来指示等效信道矩阵;其中,所述第一索引用于指示等效信道矩阵表中的第一参数,所述第一参数用于确定所述等效信道矩阵。
可选地,所述第一参数包括成型滤波器系数和以下至少一项:
上采样次数;
FTN重叠系数。
可选地,所述指示信息包括:
第一索引,所述第一索引用于指示等效信道矩阵表中的第一参数,所述第一参数用于确定所述等效信道矩阵;
第一参数。
可选地,第二通信设备可以通过指示第一索引或第一参数来指示等效信道矩阵;其中,所述第一索引用于指示等效信道矩阵表中的第一参数,所述第一参数用于确定所述等效信道矩阵。
可选地,所述第一参数包括成型滤波器系数和以下至少一项:
上采样次数;
FTN重叠系数。
可选地,预编码FTN信号生成参数可以由以下任意一组参数唯一确定:
{上采样次数,成型滤波器系数};
{FTN重叠层数,成型滤波器系}。
可选地,所述方法还包括:
第二通信设备通过第三指示信息,将所述预编码方式指示给第一通信设备。
可选地,可选地,第一通信设备可以接收第二通信设备发送的第三指示信息,第一通信设备可以基于第三指示信息确定当前的预编码方式。
可选地,第二通信设备可以根据场景不同选择不同的预编码方式(例如SVD,GMD,UCD的不同方法),第一通信设备需要知道这个信息以选用正确的均衡矩阵。因此,第二通信设备可以发送{预编码方式}(第三指示信息)给接收机侧。
可选地,第二通信设备确定预编码方式时,可以基于协议预定义确定,或者系统预先设置。
图9是本申请实施例提供的指示方法的示意图之一,如图9所示,是广播加单播的预编码FTN参数指示方法,当第二通信设备为基站时,为减少多用户下的信令开销,一种实现形式是基站广播可选的预编码FTN信号生成参数表,和所用的预编码方式,然后用(dedicated)RRC通知各UE(第一通信设备)具体的索引。
可选地,所述方法还包括:
第二通信设备通过第一指示信息,将所述均衡矩阵指示给第一通信设备。
可选地,第二通信设备可以基于等效信道矩阵确定均衡矩阵,然后第二通信设备通过第一指示信息将均衡矩阵指示给第一通信设备的;
可选地,第二通信设备基于等效信道矩阵确定均衡矩阵时,可以对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵,然后第二通信设备通过第一指示信息将均衡矩阵指示给第一通信设备的。
在本申请实施例中,第一通信设备通过接收预编码后的第一信号,并基于等效信道矩阵确定的均衡矩阵对第一信号进行均衡处理,获得目标信号;可以根据预知的等效信道信息,对原始调制符号进行预先处理,以避免接收机的最大似然序列检测处理导致接收机的算法复杂度高,从而转嫁部分接收侧复杂度到发送侧,降低FTN系统接收机的复杂度,使之更易于工程实现。
需要说明的是,本申请实施例提供的数据传输方法,执行主体可以为数据传输装置,或者,该数据传输装置中的用于执行数据传输的方法的控制模块。本申请实施例中以数据传输装置执行数据传输的方法为例,说明本申请实施例提供的数据传输装置。
图13是本申请实施例提供的数据传输装置的结构示意图之一,如图13所示,包括:第一接收模块1310,和第一处理模块1320;其中:
第一接收模块1310用于接收第一信号;
第一处理模块1320用于基于均衡矩阵,对所述第一信号进行处理,获得目标信号;
其中,所述均衡矩阵是基于等效信道矩阵确定的。
可选地,数据传输装置可以通过第一接收模块1310接收第一信号;然后基于等效信道矩阵确定的均衡矩阵,通过第一处理模块1320对所述第一信号进行处理,获得目标信号。
在本申请实施例中,第一通信设备通过接收预编码后的第一信号,并基于等效信道矩阵确定的均衡矩阵对第一信号进行均衡处理,获得目标信号;可以根据预知的等效信道信息,对原始调制符号进行预先处理,以避免接收机的最大似然序列检测处理导致接收机的算法复杂度高,从而转嫁部分接收侧复杂度到发送侧,降低FTN系统接收机的复杂度,使之更易于工程实现。
可选地,所述装置还包括以下至少一项:
矩阵分解模块,用于所述第一通信设备对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵;
矩阵获取模块,用于所述第一通信基于第二通信设备发送的第一指示信息,获得所述均衡矩阵。
可选地,所述矩阵分解模块还用于:
在确定预编码方式是GMD方式的情况下,所述第一通信设备基于GMD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵。
可选地,所述矩阵分解模块还用于:
所述第一通信设备对所述等效信道矩阵Heq1进行矩阵分解,获得Heq1=Q1R1PH;
其中,P是预编码矩阵,R1是第一中间矩阵,Q1 H是所述均衡矩阵。
可选地,所述矩阵分解模块还用于:
所述第一通信设备基于所述均衡矩阵Q1 H,确定均衡后的第一信号为Q1 HY1=R1S+Q1 HN;
所述第一通信设备基于所述均衡后的第一信号,确定所述目标信号为
其中,Y1是所述第一信号,Y1=HX1+N,N为噪声,X1为第二通信设备发送的第二信号,X1=PS,S为预编码前的第一调制符号,H为物理信道对应的第一时域信道矩阵。
可选地,所述矩阵分解模块还用于:
在确定预编码方式是UCD方式的情况下,所述第一通信设备基于UCD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵。
可选地,所述矩阵分解模块还用于:
所述第一通信设备对所述等效信道矩阵Heq2进行矩阵分解,获得Heq2=UΛVH,其中,Λ是功率分配相关矩阵,V是酉矩阵,U是第二中间矩阵;所述第一通信设备基于所述功率分配相关矩阵Λ,确定第一功率分配矩阵Φ=diag{φ1,φ2,...,φK},其中,对角线元素其中,λk为Λ的对角线元素;
所述第一通信设备基于所述酉矩阵,所述第一功率分配矩阵和半酉矩阵Ω,确定预编码矩阵
所述第一通信设备基于所述预编码矩阵,确定所述均衡矩阵Q2 H;
其中,R2是第一上三角矩阵。
可选地,所述矩阵分解模块还用于:
所述第一通信设备基于所述均衡矩阵Q2 H,确定均衡后的第一信号为Q2 H=R2S+Q2 HN;
所述第一通信设备基于所述均衡后的第一信号,确定所述目标信号为
其中,Y2是所述第一信号,Y2=HX2+N,X2=FS。
可选地,所述矩阵分解模块还用于:
在确定预编码方式是SVD方式的情况下,所述第一通信设备基于SVD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵。
可选地,所述矩阵分解模块还用于:
所述第一通信设备对所述等效信道矩阵Heq3进行矩阵分解,获得Heq3=Q3MWH;
其中,W是预编码矩阵,M是对角矩阵,Q3 H是所述均衡矩阵。
可选地,所述第一处理模块还用于:
所述第一通信设备基于所述均衡矩阵Q3 H,确定均衡后的第一信号为Q3 HY3=M∑1S+Q3 HN;
所述第一通信设备基于所述均衡后的第一信号,确定所述目标信号为
其中,Y3是所述第一信号,Y3=HX3+N,X3=FS,∑1为第二功率分配矩阵,所述第二功率分配矩阵是第二通信设备指示给第一通信设备的。
可选地,所述第一处理模块还用于:
所述第一通信设备基于所述均衡矩阵Q3 H,确定均衡后的第一信号为
所述第一通信设备基于所述均衡后的第一信号,确定所述目标信号为
其中,Y4是所述第一信号,Y4=HX4+N,∑2为第三功率分配矩阵,所述第三功率分配矩阵是第二通信设备指示给第一通信设备的,其中,的长度为Qftn,Qftn为所有子信道的数量,且其中,为实际用于传输的子信道的数量,K为FTN重叠系数。
可选地,所述装置还包括:
第二接收模块,用于接收第二通信设备发送的第二指示信息,所述第二指示信息用于指示所述等效信道矩阵。
可选地,所述装置还包括:
第三接收模块,用于接收第二通信设备发送的第三指示信息,所述第三指示信息用于指示所述预编码方式。
在本申请实施例中,第一通信设备通过接收预编码后的第一信号,并基于等效信道矩阵确定的均衡矩阵对第一信号进行均衡处理,获得目标信号;可以根据预知的等效信道信息,对原始调制符号进行预先处理,以避免接收机的最大似然序列检测处理导致接收机的算法复杂度高,从而转嫁部分接收侧复杂度到发送侧,降低FTN系统接收机的复杂度,使之更易于工程实现。
图14是本申请实施例提供的数据传输装置的流程示意图之二,如图14所示,包括:预编码模块1410,映射模块1420,和传输模块1430;其中:
预编码模块1410用于基于预编码矩阵,对第一调制符号进行预编码,获得待传输符号;
映射模块1420用于对待传输符号进行超奈奎斯特FTN映射,获得第二信号;
传输模块1430用于传输所述第二信号;
其中,所述预编码矩阵是基于等效信道矩阵确定的。
可选地,数据传输装置可以基于等效信道矩阵确定预编码矩阵,通过预编码模块1410对第一调制符号进行预编码,获得待传输符号;然后通过传输模块1430传输所述第二信号。
在本申请实施例中,第一通信设备通过接收预编码后的第一信号,并基于等效信道矩阵确定的均衡矩阵对第一信号进行均衡处理,获得目标信号;可以根据预知的等效信道信息,对原始调制符号进行预先处理,以避免接收机的最大似然序列检测处理导致接收机的算法复杂度高,从而转嫁部分接收侧复杂度到发送侧,降低FTN系统接收机的复杂度,使之更易于工程实现。
可选地,所述装置还包括:
矩阵分解模块,用于对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵。
可选地,所述矩阵分解模块用于:
在预编码方式是GMD方式的情况下,所述第二通信设备基于GMD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵。
可选地,所述矩阵分解模块用于:
所述第一通信设备对所述等效信道矩阵Heq1进行矩阵分解,获得Heq1=Q1R1PH;
其中,P是所述预编码矩阵,R1是第一中间矩阵,Q1 H是均衡矩阵。
可选地,所述矩阵分解模块用于:
在确定预编码方式是UCD方式的情况下,所述第二通信设备基于UCD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵。
可选地,所述矩阵分解模块用于:
所述第一通信设备对所述等效信道矩阵Heq2进行矩阵分解,获得Heq2=UΛVH,其中,Λ是功率分配相关矩阵,V是酉矩阵,U是第二中间矩阵;
所述第一通信设备基于所述功率分配相关矩阵Λ,确定第一功率分配矩阵Φ=diag{φ1,φ2,...,φK},其中,对角线元素其中,λk为Λ的对角线元素;
所述第一通信设备基于所述酉矩阵,所述第一功率分配矩阵和半酉矩阵Ω,确定预编码矩阵
可选地,所述装置还包括:
第一确定模块,用于基于所述预编码矩阵,确定所述均衡矩阵Q2 H;
其中,
可选地,所述矩阵分解模块用于:
在确定预编码方式是SVD方式的情况下,所述第二通信设备基于SVD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵。
可选地,所述矩阵分解模块用于:
所述第二通信设备对所述等效信道矩阵Heq3进行矩阵分解,获得Heq3=Q3MWH;
其中,W是预编码矩阵,M是对角矩阵,Q3 H是所述均衡矩阵。
可选地,所述装置还包括:
第二确定模块,用于基于物理信道对应的第一时域信道矩阵、匹配滤波器对应的第二时域信道矩阵、和成型滤波器对应的第三时域信道矩阵,确定所述等效信道矩阵。
可选地,所述等效信道矩阵Heq=GHGH;其中,G为所述第三时域信道矩阵,GH为所述第二时域信道矩阵,H为所述第一时域信道矩阵。
可选地,所述装置还包括:
第三确定模块,用于基于当前物理信道质量信息,确定所述第一时域信道矩阵。
可选地,所述装置还包括:
第四确定模块,用于基于成型滤波器对应的第三时域信道矩阵和匹配滤波器对应的第二时域信道矩阵,确定所述等效信道矩阵。
可选地,所述等效信道矩阵Heq=GGH;其中,GH为所述第二时域信道矩阵,G为所述第三时域信道矩阵。
可选地,所述传输模块用于:
在物理信道的1+β个子信道传输所述第二信号;
其中,所述β为所述成型滤波器的滚降系数。
可选地,所述传输模块用于:
基于第三功率分配矩阵,确定映射在所述1+β个子信道中每一个子信道的第二信号。
可选地,所述装置还包括:
第一指示模块,用于通过第二指示信息,将所述等效信道矩阵指示给第一通信设备。
可选地,所述指示信息包括:
第一索引,所述第一索引用于指示等效信道矩阵表中的第一参数,所述第一参数用于确定所述等效信道矩阵;
第一参数。
可选地,所述第一参数包括成型滤波器系数和以下至少一项:
上采样次数;
FTN重叠系数。
可选地,所述装置还包括:
第二指示模块,用于通过第三指示信息,将所述预编码方式指示给第一通信设备。
可选地,所述装置还包括:
第三指示模块,用于通过第一指示信息,将所述均衡矩阵指示给第一通信设备。
在本申请实施例中,第一通信设备通过接收预编码后的第一信号,并基于等效信道矩阵确定的均衡矩阵对第一信号进行均衡处理,获得目标信号;可以根据预知的等效信道信息,对原始调制符号进行预先处理,以避免接收机的最大似然序列检测处理导致接收机的算法复杂度高,从而转嫁部分接收侧复杂度到发送侧,降低FTN系统接收机的复杂度,使之更易于工程实现。
本申请实施例中的数据传输装置可以是装置,具有操作系统的装置或电子设备,也可以是终端中的部件、集成电路、或芯片。该装置或电子设备可以是移动终端,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(Network Attached 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。
本申请实施例提供的数据传输装置能够实现图4至图11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,图15是本申请实施例提供的通信设备的结构示意图。如图15所示,本申请实施例还提供一种通信设备1500,包括处理器1501,存储器1502,存储在存储器1502上并可在所述处理器1501上运行的程序或指令,例如,该通信设备1500为终端时,该程序或指令被处理器1501执行时实现上述数据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1500为网络侧设备时,该程序或指令被处理器1501执行时实现上述数据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。
可选地,第一通信设备可以是终端,第二通信设备可以是网络侧设备。
可选地,第一通信设备可以是网络侧设备,第二通信设备可以是终端。
本申请实施例还提供一种通信设备,包括处理器和通信接口,通信接口用于:接收第一信号;处理器用于:基于均衡矩阵,对所述第一信号进行处理,获得目标信号;其中,所述均衡矩阵是基于等效信道矩阵确定的。该通信设备实施例是与上述通信设备侧方法实施例对应的,上述方法实施例的各个实施过程和实现方式均可适用于该通信设备实施例中,且能达到相同的技术效果。具体地,图16为实现本申请实施例的通信设备的硬件结构示意图之一。
该通信设备1600包括但不限于:射频单元1601、网络模块1602、音频输出单元1603、输入单元1604、传感器1605、显示单元1606、用户输入单元1607、接口单元1608、存储器1609、以及处理器1610等中的至少部分部件。
本领域技术人员可以理解,通信设备1600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1610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16中示出的通信设备结构并不构成对通信设备的限定,通信设备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1604可以包括图形处理器(GraphicsProcessing Unit,GPU)16041和麦克风16042,图形处理器16041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1606可包括显示面板16061,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16061。用户输入单元1607包括触控面板16071以及其他输入设备16072。触控面板16071,也称为触摸屏。触控面板16071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16072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1601将来自网络侧设备的下行数据接收后,给处理器1610处理;另外,将上行的数据发送给网络侧设备。通常,射频单元1601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1609可用于存储软件程序或指令以及各种数据。存储器1609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1609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1610可包括一个或多个处理单元;可选的,处理器1610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1610中。
其中,处理器1610用于:
接收第一信号;
基于均衡矩阵,对所述第一信号进行处理,获得目标信号;
其中,所述均衡矩阵是基于等效信道矩阵确定的。
在本申请实施例中,第一通信设备通过接收预编码后的第一信号,并基于等效信道矩阵确定的均衡矩阵对第一信号进行均衡处理,获得目标信号;可以根据预知的等效信道信息,对原始调制符号进行预先处理,以避免接收机的最大似然序列检测处理导致接收机的算法复杂度高,从而转嫁部分接收侧复杂度到发送侧,降低FTN系统接收机的复杂度,使之更易于工程实现。
可选地,处理器1610还用于以下至少一项:
所述第一通信设备对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵;
所述第一通信基于第二通信设备发送的第一指示信息,获得所述均衡矩阵。
可选地,处理器1610还用于:
在确定预编码方式是GMD方式的情况下,所述第一通信设备基于GMD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵。
可选地,处理器1610还用于:
所述第一通信设备对所述等效信道矩阵Heq1进行矩阵分解,获得Heq1=Q1R1PH;
其中,P是预编码矩阵,R1是第一中间矩阵,Q1 H是所述均衡矩阵。
可选地,处理器1610还用于:
所述第一通信设备基于所述均衡矩阵Q1 H,确定均衡后的第一信号为Q1 HY1=R1S+Q1 HN;
所述第一通信设备基于所述均衡后的第一信号,确定所述目标信号为
其中,Y1是所述第一信号,Y1=HX1+N,N为噪声,X1为第二通信设备发送的第二信号,X1=PS,S为预编码前的第一调制符号,H为物理信道对应的第一时域信道矩阵。
可选地,处理器1610还用于:
在确定预编码方式是UCD方式的情况下,所述第一通信设备基于UCD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵。
可选地,处理器1610还用于:
所述第一通信设备对所述等效信道矩阵Heq2进行矩阵分解,获得Heq2=UΛVH,其中,Λ是功率分配相关矩阵,V是酉矩阵,U是第二中间矩阵;所述第一通信设备基于所述功率分配相关矩阵Λ,确定第一功率分配矩阵φ=diag{φ1,φ2,...,φK},其中,对角线元素其中,λk为Λ的对角线元素;
所述第一通信设备基于所述酉矩阵,所述第一功率分配矩阵和半酉矩阵Ω,确定预编码矩阵
所述第一通信设备基于所述预编码矩阵,确定所述均衡矩阵Q2 H;
其中,R2是第一上三角矩阵。
可选地,处理器1610还用于:
所述第一通信设备基于所述均衡矩阵Q2 H,确定均衡后的第一信号为Q2 H=R2S+Q2 HN;
所述第一通信设备基于所述均衡后的第一信号,确定所述目标信号为
其中,Y2是所述第一信号,Y2=HX2+N,X2=FS。
可选地,处理器1610还用于:
在确定预编码方式是SVD方式的情况下,所述第一通信设备基于SVD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵。
可选地,处理器1610还用于:
所述第一通信设备对所述等效信道矩阵Heq3进行矩阵分解,获得Heq3=Q3MWH;
其中,W是预编码矩阵,M是对角矩阵,Q3 H是所述均衡矩阵。
可选地,处理器1610还用于:
所述第一通信设备基于所述均衡矩阵Q3 H,确定均衡后的第一信号为Q3 HY3=M∑1S+Q3 HN;
所述第一通信设备基于所述均衡后的第一信号,确定所述目标信号为
其中,Y3是所述第一信号,Y3=HX3+N,X3=FS,∑1为第二功率分配矩阵,所述第二功率分配矩阵是第二通信设备指示给第一通信设备的。
可选地,处理器1610还用于:
所述第一通信设备基于所述均衡矩阵Q3 H,确定均衡后的第一信号为
所述第一通信设备基于所述均衡后的第一信号,确定所述目标信号为
其中,Y4是所述第一信号,Y4=HX4+N,∑2为第三功率分配矩阵,所述第三功率分配矩阵是第二通信设备指示给第一通信设备的,其中,的长度为Qftn,Qftn为所有子信道的数量,且其中,为实际用于传输的子信道的数量,K为FTN重叠系数。
可选地,处理器1610还用于:
接收第二通信设备发送的第二指示信息,所述第二指示信息用于指示所述等效信道矩阵。
可选地,处理器1610还用于:
接收第二通信设备发送的第三指示信息,所述第三指示信息用于指示所述预编码方式。
在本申请实施例中,第一通信设备通过接收预编码后的第一信号,并基于等效信道矩阵确定的均衡矩阵对第一信号进行均衡处理,获得目标信号;可以根据预知的等效信道信息,对原始调制符号进行预先处理,以避免接收机的最大似然序列检测处理导致接收机的算法复杂度高,从而转嫁部分接收侧复杂度到发送侧,降低FTN系统接收机的复杂度,使之更易于工程实现。
本申请实施例还提供一种网络侧设备,包括处理器和通信接口,处理器用于:
基于预编码矩阵,对第一调制符号进行预编码,获得待传输符号;
对待传输符号进行超奈奎斯特FTN映射,获得第二信号;
通信接口用于:
传输所述第二信号;其中,所述预编码矩阵是基于等效信道矩阵确定的。该网络侧设备实施例是与上述网络侧设备方法实施例对应的,上述方法实施例的各个实施过程和实现方式均可适用于该网络侧设备实施例中,且能达到相同的技术效果。
具体地,本申请实施例还提供了一种通信设备。图17为实现本申请实施例的通信设备的硬件结构示意图之二,如图17所示,该网络设备1700包括:天线1701、射频装置1702、基带装置1703。天线1701与射频装置1702连接。在上行方向上,射频装置1702通过天线1701接收信息,将接收的信息发送给基带装置1703进行处理。在下行方向上,基带装置1703对要发送的信息进行处理,并发送给射频装置1702,射频装置1702对收到的信息进行处理后经过天线1701发送出去。
上述频带处理装置可以位于基带装置1703中,以上实施例中通信设备执行的方法可以在基带装置1703中实现,该基带装置1703包括处理器1704和存储器1705。
基带装置1703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17所示,其中一个芯片例如为处理器1704,与存储器1705连接,以调用存储器1705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1703还可以包括网络接口1706,用于与射频装置1702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,本发明实施例的通信设备还包括:存储在存储器1705上并可在处理器1704上运行的指令或程序,处理器1704调用存储器1705中的指令或程序执行图14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。
可选地,处理器1704用于:
基于预编码矩阵,对第一调制符号进行预编码,获得待传输符号;
对待传输符号进行超奈奎斯特FTN映射,获得第二信号;
传输所述第二信号;
其中,所述预编码矩阵是基于等效信道矩阵确定的。
在本申请实施例中,第一通信设备通过接收预编码后的第一信号,并基于等效信道矩阵确定的均衡矩阵对第一信号进行均衡处理,获得目标信号;可以根据预知的等效信道信息,对原始调制符号进行预先处理,以避免接收机的最大似然序列检测处理导致接收机的算法复杂度高,从而转嫁部分接收侧复杂度到发送侧,降低FTN系统接收机的复杂度,使之更易于工程实现。
可选地,处理器1704还用于:
所述第二通信设备对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵。
可选地,处理器1704还用于:
在预编码方式是GMD方式的情况下,所述第二通信设备基于GMD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵。
可选地,处理器1704还用于:
所述第一通信设备对所述等效信道矩阵Heq1进行矩阵分解,获得Heq1=Q1R1PH;
其中,P是所述预编码矩阵,R1是第一中间矩阵,Q1 H是均衡矩阵。
可选地,处理器1704还用于:
在确定预编码方式是UCD方式的情况下,所述第二通信设备基于UCD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵。
可选地,处理器1704还用于:
所述第一通信设备对所述等效信道矩阵Heq2进行矩阵分解,获得Heq2=UΛVH,其中,Λ是功率分配相关矩阵,V是酉矩阵,U是第二中间矩阵;
所述第一通信设备基于所述功率分配相关矩阵Λ,确定第一功率分配矩阵Φ=diag{φ1,φ2,...,φK},其中,对角线元素其中,λk为Λ的对角线元素;
所述第一通信设备基于所述酉矩阵,所述第一功率分配矩阵和半酉矩阵Ω,确定预编码矩阵
可选地,处理器1704还用于:
所述第一通信设备基于所述预编码矩阵,确定所述均衡矩阵Q2 H;
其中,R2是第一上三角矩阵。
可选地,处理器1704还用于:
在确定预编码方式是SVD方式的情况下,所述第二通信设备基于SVD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵。
可选地,处理器1704还用于:
所述第二通信设备对所述等效信道矩阵Heq3进行矩阵分解,获得Heq3=Q3MWH;
其中,W是预编码矩阵,M是对角矩阵,Q3 H是所述均衡矩阵。
可选地,处理器1704还用于:
所述第二通信设备基于物理信道对应的第一时域信道矩阵、匹配滤波器对应的第二时域信道矩阵、和成型滤波器对应的第三时域信道矩阵,确定所述等效信道矩阵。
可选地,所述等效信道矩阵Heq=GHGH;其中,G为所述第三时域信道矩阵,GH为所述第二时域信道矩阵,H为所述第一时域信道矩阵。
可选地,处理器1704还用于:
基于当前物理信道质量信息,确定所述第一时域信道矩阵。
可选地,处理器1704还用于:
第二通信设备基于成型滤波器对应的第三时域信道矩阵和匹配滤波器对应的第二时域信道矩阵,确定所述等效信道矩阵。
可选地,所述等效信道矩阵Heq=GGH;其中,GH为所述第二时域信道矩阵,G为所述第三时域信道矩阵。
可选地,处理器1704还用于:
所述第二通信设备在物理信道的1+β个子信道传输所述第二信号;
其中,所述β为所述成型滤波器的滚降系数。
可选地,处理器1704还用于:
基于第三功率分配矩阵,确定映射在所述1+β个子信道中每一个子信道的第二信号。
可选地,处理器1704还用于:
第二通信设备通过第二指示信息,将所述等效信道矩阵指示给第一通信设备。
可选地,所述指示信息包括:
第一索引,所述第一索引用于指示等效信道矩阵表中的第一参数,所述第一参数用于确定所述等效信道矩阵;
第一参数。
可选地,所述第一参数包括成型滤波器系数和以下至少一项:
上采样次数;
FTN重叠系数。
可选地,处理器1704还用于:
第二通信设备通过第三指示信息,将所述预编码方式指示给第一通信设备。
可选地,处理器1704还用于:
第二通信设备通过第一指示信息,将所述均衡矩阵指示给第一通信设备。
在本申请实施例中,第一通信设备通过接收预编码后的第一信号,并基于等效信道矩阵确定的均衡矩阵对第一信号进行均衡处理,获得目标信号;可以根据预知的等效信道信息,对原始调制符号进行预先处理,以避免接收机的最大似然序列检测处理导致接收机的算法复杂度高,从而转嫁部分接收侧复杂度到发送侧,降低FTN系统接收机的复杂度,使之更易于工程实现。
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数据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,所述处理器为上述实施例中所述的通信设备中的处理器。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,实现上述数据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计算机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通信设备(可以是手机,计算机,服务器,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 (40)
1.一种数据传输方法,其特征在于,包括:
第一通信设备接收第一信号;
第一通信设备基于均衡矩阵,对所述第一信号进行处理,获得目标信号;
其中,所述均衡矩阵是基于等效信道矩阵确定的;
所述等效信道矩阵是通过如下任一种方式确定的:
基于物理信道对应的第一时域信道矩阵、匹配滤波器对应的第二时域信道矩阵、和成型滤波器对应的第三时域信道矩阵,确定所述等效信道矩阵;
基于成型滤波器对应的第三时域信道矩阵和匹配滤波器对应的第二时域信道矩阵,确定所述等效信道矩阵。
2.根据权利要求1所述的数据传输方法,其特征在于,所述方法还包括以下至少一项:
所述第一通信设备对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵;
所述第一通信基于第二通信设备发送的第一指示信息,获得所述均衡矩阵。
3.根据权利要求2所述的数据传输方法,其特征在于,所述第一通信设备对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵,包括:
在确定预编码方式是几何平均分解GMD方式的情况下,所述第一通信设备基于GMD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵。
4.根据权利要求3所述的数据传输方法,其特征在于,所述第一通信设备基于GMD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵,包括:
所述第一通信设备对所述等效信道矩阵Heq1进行矩阵分解,获得Heq1=Q1R1PH;
其中,P是预编码矩阵,R1是第一中间矩阵,Q1 H是所述均衡矩阵。
5.根据权利要求4所述的数据传输方法,其特征在于,所述第一通信设备基于均衡矩阵,对所述第一信号进行处理,获得目标信号,包括:
所述第一通信设备基于所述均衡矩阵Q1 H,确定均衡后的第一信号为Q1 HY1=R1S+Q1 HN;
所述第一通信设备基于所述均衡后的第一信号,确定所述目标信号为
其中,Y1是所述第一信号,Y1=HX1+N,N为噪声,X1为第二通信设备发送的第二信号,X1=PS,S为预编码前的第一调制符号,H为物理信道对应的第一时域信道矩阵。
6.根据权利要求2所述的数据传输方法,其特征在于,所述第一通信设备对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵,包括:
在确定预编码方式是均匀通道分解UCD方式的情况下,所述第一通信设备基于UCD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵。
7.根据权利要求1所述的数据传输方法,其特征在于,所述第一通信设备基于均衡矩阵,对所述第一信号进行处理,获得目标信号,包括:
所述第一通信设备基于所述均衡矩阵Q2 H,确定均衡后的第一信号为Q2 H=R2S+Q2 HN;
所述第一通信设备基于所述均衡后的第一信号,确定所述目标信号为
其中,Y2是所述第一信号,Y2=HX2+N,X2=FS,R2是第一上三角矩阵,S为预编码前的第一调制符号,N为噪声。
8.根据权利要求1所述的数据传输方法,其特征在于,所述第一通信设备对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵,包括:
在确定预编码方式是奇异值分解SVD方式的情况下,所述第一通信设备基于SVD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵。
9.根据权利要求8所述的数据传输方法,其特征在于,所述第一通信设备基于SVD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵,包括:
所述第一通信设备对所述等效信道矩阵Heq3进行矩阵分解,获得Heq3=Q3MWH;
其中,W是预编码矩阵,M是对角矩阵,Q3 H是所述均衡矩阵。
10.根据权利要求9所述的数据传输方法,其特征在于,所述第一通信设备基于均衡矩阵,对所述第一信号进行处理,获得目标信号,包括:
所述第一通信设备基于所述均衡矩阵Q3 H,确定均衡后的第一信号为Q3 HY3=MΣ1S+Q3 HN;
所述第一通信设备基于所述均衡后的第一信号,确定所述目标信号为
其中,Y3是所述第一信号,Y3=HX3+N,X3=FS,Σ1为第二功率分配矩阵,所述第二功率分配矩阵是第二通信设备指示给第一通信设备的,S为预编码前的第一调制符号,H为物理信道对应的第一时域信道矩阵,N为噪声,F为预编码矩阵。
11.根据权利要求8或9所述的数据传输方法,其特征在于,所述第一通信设备基于均衡矩阵,对所述第一信号进行处理,获得目标信号,包括:
所述第一通信设备基于所述均衡矩阵Q3 H,确定均衡后的第一信号为
所述第一通信设备基于所述均衡后的第一信号,确定所述目标信号为
其中,Y4是所述第一信号,Y4=HX4+N,Σ2为第三功率分配矩阵,所述第三功率分配矩阵是第二通信设备指示给第一通信设备的,其中,的长度为Qftn,Qftn为所有子信道的数量,且其中,为实际用于传输的子信道的数量,K为FTN重叠系数,H为物理信道对应的第一时域信道矩阵,N为噪声。
12.根据权利要求1-10任一项所述的数据传输方法,其特征在于,所述方法还包括:
接收第二通信设备发送的第二指示信息,所述第二指示信息用于指示所述等效信道矩阵。
13.根据权利要求3-10任一项所述的数据传输方法,其特征在于,所述方法还包括:
接收第二通信设备发送的第三指示信息,所述第三指示信息用于指示预编码方式。
14.一种数据传输方法,其特征在于,包括:
第二通信设备基于预编码矩阵,对第一调制符号进行预编码,获得待传输符号;
所述第二通信设备对待传输符号进行超奈奎斯特FTN映射,获得第二信号;
所述第二通信设备传输所述第二信号;
其中,所述预编码矩阵是基于等效信道矩阵确定的;
所述方法还包括以下任一项:
所述第二通信设备基于物理信道对应的第一时域信道矩阵、匹配滤波器对应的第二时域信道矩阵、和成型滤波器对应的第三时域信道矩阵,确定所述等效信道矩阵;
所述第二通信设备基于成型滤波器对应的第三时域信道矩阵和匹配滤波器对应的第二时域信道矩阵,确定所述等效信道矩阵。
15.根据权利要求14所述的数据传输方法,其特征在于,所述方法还包括:
所述第二通信设备对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵。
16.根据权利要求15所述的数据传输方法,其特征在于,所述第二通信设备对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵,包括:
在预编码方式是GMD方式的情况下,所述第二通信设备基于GMD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵。
17.根据权利要求16所述的数据传输方法,其特征在于,所述第二通信设备基于GMD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵,包括:
第一通信设备对所述等效信道矩阵Heq1进行矩阵分解,获得Heq1=Q1R1PH;
其中,P是所述预编码矩阵,R1是第一中间矩阵,Q1 H是均衡矩阵。
18.根据权利要求14所述的数据传输方法,其特征在于,所述第二通信设备对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵,包括:
在确定预编码方式是UCD方式的情况下,所述第二通信设备基于UCD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵。
19.根据权利要求15所述的数据传输方法,其特征在于,所述第二通信设备对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵,包括:
在确定预编码方式是SVD方式的情况下,所述第二通信设备基于SVD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵。
20.根据权利要求19所述的数据传输方法,其特征在于,所述第二通信设备基于SVD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵,包括:
所述第二通信设备对所述等效信道矩阵Heq3进行矩阵分解,获得Heq3=Q3MWH;
其中,W是预编码矩阵,M是对角矩阵,Q3 H是均衡矩阵。
21.根据权利要求14所述的数据传输方法,其特征在于,所述等效信道矩阵Heq=GHGH;其中,G为所述第三时域信道矩阵,GH为所述第二时域信道矩阵,H为所述第一时域信道矩阵。
22.根据权利要求21所述的数据传输方法,其特征在于,所述方法还包括:
基于当前物理信道质量信息,确定所述第一时域信道矩阵。
23.根据权利要求14所述的数据传输方法,其特征在于,所述等效信道矩阵Heq=GGH;其中,GH为所述第二时域信道矩阵,G为所述第三时域信道矩阵。
24.根据权利要求23所述的数据传输方法,其特征在于,所述第二通信设备传输所述第二信号,包括:
所述第二通信设备在物理信道的1+β个子信道传输所述第二信号;
其中,所述β为所述成型滤波器的滚降系数。
25.根据权利要求24所述的数据传输方法,其特征在于,所述第二通信设备在物理信道的1+β个子信道传输所述第二信号,包括:
基于第三功率分配矩阵,确定映射在所述1+β个子信道中每一个子信道的第二信号。
26.根据权利要求14-25任一项所述的数据传输方法,其特征在于,所述方法还包括:
第二通信设备通过第二指示信息,将所述等效信道矩阵指示给第一通信设备。
27.根据权利要求26所述的数据传输方法,其特征在于,所述指示信息包括:
第一索引,所述第一索引用于指示等效信道矩阵表中的第一参数,所述第一参数用于确定所述等效信道矩阵;
第一参数。
28.根据权利要求27所述的数据传输方法,其特征在于,所述第一参数包括成型滤波器系数和以下至少一项:
上采样次数;
FTN重叠系数。
29.根据权利要求16、18、19中任一项所述的数据传输方法,其特征在于,所述方法还包括:
第二通信设备通过第三指示信息,将所述预编码方式指示给第一通信设备。
30.根据权利要求17或20所述的数据传输方法,其特征在于,所述方法还包括:
第二通信设备通过第一指示信息,将所述均衡矩阵指示给第一通信设备。
31.一种数据传输装置,其特征在于,包括:
第一接收模块,用于接收第一信号;
第一处理模块,用于基于均衡矩阵,对所述第一信号进行处理,获得目标信号;
其中,所述均衡矩阵是基于等效信道矩阵确定的;
所述等效信道矩阵是通过如下任一种方式确定的:
基于物理信道对应的第一时域信道矩阵、匹配滤波器对应的第二时域信道矩阵、和成型滤波器对应的第三时域信道矩阵,确定所述等效信道矩阵;
基于成型滤波器对应的第三时域信道矩阵和匹配滤波器对应的第二时域信道矩阵,确定所述等效信道矩阵。
32.根据权利要求31所述的数据传输装置,其特征在于,所述装置还包括以下至少一项:
矩阵分解模块,用于第一通信设备对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵;
矩阵获取模块,用于所述第一通信基于第二通信设备发送的第一指示信息,获得所述均衡矩阵。
33.根据权利要求32所述的数据传输装置,其特征在于,所述矩阵分解模块还用于:
在确定预编码方式是GMD方式的情况下,所述第一通信设备基于GMD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵。
34.根据权利要求32所述的数据传输装置,其特征在于,所述矩阵分解模块还用于:
在确定预编码方式是UCD方式的情况下,所述第一通信设备基于UCD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵。
35.根据权利要求32所述的数据传输装置,其特征在于,所述矩阵分解模块还用于:
在确定预编码方式是SVD方式的情况下,所述第一通信设备基于SVD矩阵分解方法,对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述均衡矩阵。
36.一种数据传输装置,其特征在于,包括:
预编码模块,用于基于预编码矩阵,对第一调制符号进行预编码,获得待传输符号;
映射模块,用于对待传输符号进行超奈奎斯特FTN映射,获得第二信号;
传输模块,用于传输所述第二信号;
其中,所述预编码矩阵是基于等效信道矩阵确定的;
所述装置还包括第二确定模块或第三确定模块;
所述第二确定模块,用于基于物理信道对应的第一时域信道矩阵、匹配滤波器对应的第二时域信道矩阵、和成型滤波器对应的第三时域信道矩阵,确定所述等效信道矩阵;
所述第三确定模块,用于基于当前物理信道质量信息,确定所述第一时域信道矩阵。
37.根据权利要求36所述的数据传输装置,其特征在于,所述装置还包括:
矩阵分解模块,用于对所述等效信道矩阵进行矩阵分解,获得所述预编码矩阵。
38.一种通信设备,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13任一项所述的数据传输方法的步骤。
39.一种通信设备,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14至30任一项所述的数据传输方法的步骤。
40.一种可读存储介质,其特征在于,所述可读存储介质上存储程序或指令,所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1至13任一项所述的数据传输方法的步骤,或者实现如权利要求14至30任一项所述的数据传输方法的步骤。
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CN116668247B (zh) * | 2023-06-26 | 2024-02-23 | 安徽大学 | 一种超奈奎斯特系统Cholesky预编码方法 |
CN116633733B (zh) * | 2023-06-26 | 2024-02-09 | 安徽大学 | 基于循环卷积的超奈奎斯特系统gmd预编码方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104394110A (zh) * | 2014-12-19 | 2015-03-04 | 华南师范大学 | 一种时域超奈奎斯特非正交传输导频设计方法 |
WO2015086136A1 (en) * | 2013-12-09 | 2015-06-18 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Pre-coding in a faster-than-nyquist transmission system |
CN106302277A (zh) * | 2015-06-10 | 2017-01-04 | 上海无线通信研究中心 | 一种超奈奎斯特调制系统及方法 |
CN110011947A (zh) * | 2019-04-18 | 2019-07-12 | 重庆邮电大学 | 一种超奈奎斯特传输系统中基于分解矩阵的干扰消除调制方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102983934B (zh) * | 2011-09-06 | 2015-12-02 | 华为技术有限公司 | 多用户多输入多输出系统中线性预编码的方法及装置 |
FR3045993A1 (fr) * | 2015-12-18 | 2017-06-23 | Orange | Procede et dispositif de generation d'un signal multiporteuse, procede et dispositif de reception d'un signal multiporteuse et programme d'ordinateur correspondant |
LU100110B1 (en) * | 2017-03-01 | 2018-09-07 | Univ Luxembourg | Spatio-temporal precoding for faster-than-nyquist signal transmissions |
CN110149287B (zh) * | 2019-06-18 | 2021-06-25 | 西安电子科技大学 | 基于线性预编码的超奈奎斯特系统及其符号估计方法 |
-
2021
- 2021-05-18 CN CN202110541400.3A patent/CN115378769B/zh active Active
-
2022
- 2022-05-13 WO PCT/CN2022/092782 patent/WO2022242573A1/zh active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015086136A1 (en) * | 2013-12-09 | 2015-06-18 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Pre-coding in a faster-than-nyquist transmission system |
CN104394110A (zh) * | 2014-12-19 | 2015-03-04 | 华南师范大学 | 一种时域超奈奎斯特非正交传输导频设计方法 |
CN106302277A (zh) * | 2015-06-10 | 2017-01-04 | 上海无线通信研究中心 | 一种超奈奎斯特调制系统及方法 |
CN110011947A (zh) * | 2019-04-18 | 2019-07-12 | 重庆邮电大学 | 一种超奈奎斯特传输系统中基于分解矩阵的干扰消除调制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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