低峰值平均功率比(PAPR)的调制方案的制作方法

低峰值平均功率比(papr)的调制方案
技术领域
1.本专利文档总体上涉及无线通信。


背景技术：

2.移动通信技术正在将世界推向一个日益互联和网络化的社会。移动通信的快速发展和技术的进步导致对于容量和连接性的更大需求。诸如能量消耗、设备成本、频谱效率和时延之类的其它方面对满足各种通信场景的需求也很重要。包括用于提供更高服务质量、更长电池寿命以及改善性能的新方式在内的各种技术正在讨论之中。


技术实现要素：

3.本专利文档描述了除了其它方面以外的用于降低信号传输中的峰值平均功率比(papr)的技术。
4.在一个示例方面，公开了一种无线通信方法。所述方法包括：针对由多个系数组成的输入序列，确定输出序列；并且使用输出序列生成波形。输出序列对应于与1和相关联的三系数函数和中间序列之间的卷积调制的输出。中间序列是通过在由多个系数组成的输入序列的系数之间插入零系数生成的。
5.在另一个示例方面，一种无线通信方法包括：接收通过与1和相关联的三系数函数和中间序列之间的卷积调制生成的序列；并且解调序列以确定输入序列。中间序列是通过在由多个系数组成的输入序列的系数之间插入多个零系数生成的。
6.以下示例列举了由一些实施例优选实施的技术。在一些实施例中，零系数被插入在输入序列的每个系数之前。在一些实施例中，零系数被插入在输入序列的每个系数之后。在一些实施例中，卷积调制包括循环调制或线性调制。在一些实施例中，卷积调制包括多路径延迟操作。多路径延迟操作可以包括中间序列中的系数以循环方式在时域中被移位的循环延迟或中间序列中的系数以线性方式在时域中被移位的线性延迟。在一些实施例中，多路径延迟操作包括：使用不同的延迟值基于中间序列生成多个延迟序列；并且使用三系数函数计算多个延迟序列的加权和。在一些实施例中，多路径延迟操作生成三个延迟序列，并且其中1和是对应的延迟序列的系数。
7.在一些实施例中，由多个系数组成的输入序列是通过根据调制方案将数据比特映射到星座点来确定的。在一些实施例中，调制方案包括π/2-二进制相移键控(bpsk)。在一些实施例中，输入序列包括数据序列或参考序列。在一些实施例中，输入序列包括一个或多个零系数。
8.在又一个示例方面，公开了一种通信装置。所述装置包括处理器，其被配置为实施上述的方法。
9.在又另一个示例方面，公开了一种计算机程序存储介质。所述计算机程序存储介质包括存储在其上的代码。所述代码在由处理器执行时，致使处理器实施所述的方法。
10.在本文档中描述了这些及其它方面。
附图说明
11.图1是根据本技术的一种无线通信方法的流程图表示。
12.图2是根据本技术的另一种无线通信方法的流程图表示。
13.图3示出了根据本技术的示例操作序列。
14.图4示出了在其中可以应用根据本技术的一个或多个实施例的技术的无线通信系统的示例。
15.图5是根据可以应用本技术的一个或多个实施例的无线站的一部分的框图表示。
具体实施方式
16.在本文档中使用的章节标题仅是为了提高可读性，而不是将每个章节中的所公开的实施例和技术的范围仅限于该章节。某些特征是使用5g无线协议的示例来描述的。然而，所公开的技术的适用性不仅限于5g无线系统。
17.在高频无线通信场景下，路径损耗和阴影衰减相对较大。因此，某些区域中的信噪比在小区的边缘处是低的。此外，功率放大器(pa)的效率在高频下相对较低。为了提高信号与干扰加噪声比(sinr)并且同时节省用户设备(ue)的功耗，期望ue在低峰值平均功率比(papr)下发送信号。
18.此外，在海量机器类型通信(mmtc)的情况下，终端设备会希望大为降低功耗。例如，在一些场景下，期望具有(例如，十年以上的)长电池寿命以减少派遣维修团队更换电池的需要。为了提高这类终端设备的pa效率，所发送的信号应当具有低papr。具体而言，当大量的用户设备获得非正交接入时，sinr非常低。存在使用低调制和编码方案(mcs)以及低papr信号调制以改善传输质量的需要。
19.在当前的第五代(5g)新空口(nr)标准中，虽然dft-s-ofdm信号的峰均比相对较低，但是仍难以满足对b5g或6g的各种应用场景的低papr要求。本专利文档描述了可以在各种实施例中实施以使用进一步降低papr的调制方案的技术。
20.图1是根据本技术的无线通信方法100的流程图表示。方法100包括：在操作102处，针对由多个系数组成的输入序列，确定输出序列。输出序列对应于三系数函数和中间序列之间的卷积调制的输出。例如，三系数函数与1和相关联以实现针对低papr的期望的相位和模数。中间序列是通过在由多个系数组成的输入序列的系数之间插入零系数生成的。方法100还包括：在操作104处，使用输出序列生成波形。
21.图2是根据本技术的另一种无线通信方法200的流程图表示。方法200包括：在操作202处，接收由三系数函数和中间序列之间的卷积调制生成的序列。三系数函数可以与1和相关联以实现针对低papr的期望的相位和模数。中间序列是通过在由多个系数组成的
输入序列的系数之间插入零系数生成的。方法200包括：在操作204处，解调序列以确定输入序列。
22.在一些实施例中，上述方法可以优选地还包括以下特征中的一个或多个。在一些实施例中，将零系数插入在输入序列的每个系数之前。在一些实施例中，将零系数插入在输入序列的每个系数之后。卷积调制可以包括循环调制或线性调制。在一些实施例中，卷积调制包括多路径延迟操作。多路径延迟操作包括其中中间序列中的系数以循环方式在时域中被移位的循环延迟，或中间序列中的系数以线性方式在时域中被移位的线性延迟。在一些实施例中，多路径延迟操作包括使用不同的延迟值基于中间序列生成多个延迟序列，并且使用三系数函数计算多个延迟序列的加权和。例如，多路径延迟操作生成三个延迟序列，并且1和是对应的延迟序列的系数。
23.在输入序列的系数之间插入零系数的优点在于，零系数可以促进多路径延迟操作，以便具有两步路径差的数据不受多个路径的加权和的影响。例如，给定三个路径(或序列)d-1
、d0和d1，路径d0中的数据不会影响路径d-1
和d1中的数据。假设用于路径d-1
的系数是d(-1)，用于路径d0的系数是d(0)，而用于路径d1的系数是d(1)。在一些实施例中，d(0)＝1，以便不存在对用于路径d0的数据的影响。在一些实施例中，以便在多路径延迟操作之后，通过叠加d-1
和d1获得的相位在两个相邻元素的相位之间，从而降低了papr。
24.在一些实施例中，由多个系数组成的输入序列是通过根据调制方案将数据比特映射到星座点来确定的。调制方案包括π/2-二进制相移键控(bpsk)。使用π/2-bpsk作为调制方案的优点在于在数据序列中每相邻的两个元素之间的相位是π/2。在一些实施例中，在多路径延迟操作之后，叠加数据路径d-1
和d1之后的相位与相邻元素具有π/4的差，从而降低了得到的数据序列的峰均比(papr)。
25.当调制方案(例如，π/2-bpsk)与合适的路径系数(例如，1和)组合时，在叠加路径d-1
和d1的数据之后，得到的模数值等于路径d0的模数。因此，数据序列[s(k)]的所有元素数据的模数值相等，并且相邻元素之间的相位差相对较小，从而降低了数据序列[s(k)]的papr。注意，尽管本技术集中于1和的路径系数，但是可以实现相等模数值和相邻元素之间的小相位差的其它系数及相应的调制方案也可以用于实现低papr。
[0026]
此外，在接收到包括数据序列[s(k)]在内的数据之后，接收端通过使用相关检测算法(诸如，最大比合并)获得包括数据序列[x(i)]的数据，这给接收侧添加了最小增加复杂度。数据序列[x(i)]不会导致在解调期间数据元素之间的误差传播。另外，虽然[s(k)]的长度是[x(i)]的长度的两倍，这需要更多的物理资源，但是信噪比(snr)的提高(例如，实验已表明snr可以提高3db)可以补偿传输效率的损失。
[0027]
在以下示例实施例中描述了所公开的技术的一些示例。
[0028]
实施例1
[0029]
输入数据序列是[x(i)]＝[x(1),x(2),
…
,x(i)]。将零系数插入在每个元素之后
以形成第二数据序列[y(j)]＝[x(1),0,x(2),0,
…
,x(i),0]。相应地，y(1)＝x(1)，y(2)＝0，y(3)＝x(2)，y(4)＝0，...，并且j＝2i。然后，第二数据序列[y(j)]经历延迟长度为的多路径延迟操作。在本实施例中，多路径延迟操作是多径循环延迟操作，其包括以下步骤：
[0030]
(1)在第一路径中，数据序列[y(j)]经历延迟值为-1的循环延迟。得到的数据序列是：注意，由于延迟操作的循环或圆周性质，元素x(1)被移位到序列的末尾。
[0031]
(2)在第二路径中，数据序列[y(j)]经历延迟值为0的循环延迟。因为延迟值是0，所以该路径的数据序列仍然是[y(j)]。得到的数据序列是：[x(1),0,x(2),0,
…
,x(i),0]。
[0032]
(3)在第三路径中，数据序列[y(j)]经历延迟值为1的循环延迟。得到的数据序列是：
[0033]
在添加由(1)、(2)和(3)中的三个路径获得的数据序列之后，获得数据序列[s(k)]如下：
[0034][0035]
因此，s(1)＝x(1)，s(3)＝x(2)，...，s(3)＝x(2)，...，并且k＝j＝2i。
[0036]
数据序列[s(k)]被承载在物理时频资源上进行传输。当在物理时频资源上传输时，也可以丢弃s(k)元素中的一些以便节省资源。
[0037]
实施例2
[0038]
输入数据序列是[x(i)]＝[x(1),x(2),
…
,x(i)]。将零系数插入在每个元素之前以形成第二数据序列[y(j)]＝[0,x(1),0,x(2),0,
…
,x(i)]。相应地，y(1)＝0，y(2)＝x(1)，y(3)＝0，y(4)＝x(2)并且j＝2i。然后，第二数据序列[y(j)]经历延迟长度为的多路径延迟操作。在本实施例中，多路径延迟操作是多路径循环延迟操作，其包括以下步骤：
[0039]
(1)在第一路径中，数据序列[y(j)]经历延迟值为-1的循环延迟。得到的数据序列是：
[0040]
(2)在第二路径中，数据序列[y(j)]经历延迟值为0的循环延迟。因为延迟值是0，所以该路径的数据序列仍然是[y(j)]。得到的数据序列是：[0,x(1),0,x(2),0,
…
,x(i)]。
[0041]
(3)在第三路径中，数据序列[y(j)]经历延迟值为1的循环延迟。得到的数据序列
是：注意，由于延迟操作的循环或圆周性质，元素x(i)被移位到序列的开头。
[0042]
在添加由(1)、(2)和(3)中的三个路径获得的数据序列之后，获得数据序列[s(k)]如下：
[0043][0044]
因此，s(2)＝x(1)，...，s(k)＝x(i)并且k＝j＝2i。
[0045]
数据序列[s(k)]被承载在物理时频资源上进行传输。当在物理时频资源上传输时，也可以丢弃s(k)元素中的一些以便节省资源。
[0046]
实施例3
[0047]
输入数据序列是[x(i)]＝[x(1),x(2),
…
,x(i)]。将零系数插入在每个元素之后以形成第二数据序列[y(j)]＝[x(1),0,x(2),0,
…
,x(i),0]。相应地，y(1)＝x(1)，y(2)＝0，y(3)＝x(2)，y(4)＝0，...，并且j＝2i。然后，第二数据序列[y(j)]经历延迟长度为的多路径延迟操作。在本实施例中，多路径延迟操作是多路径线性延迟操作，其包括以下步骤：
[0048]
(1)在第一路径中，数据序列[y(j)]经历延迟值为-1的线性延迟。得到的数据序列是：注意，由于延迟操作的线性性质，第一个元素x(1)被线性地移位到时域位置t＝-1。
[0049]
(2)在第二路径中，数据序列[y(j)]经历延迟值为0的线性延迟。因为延迟值是0，所以该路径的数据序列仍然是[y(j)]。得到的数据序列是：[0,x(1),0,x(2),0,
…
,x(i),0]。注意，虽然不存在对[y(j)]的改变，但是将一个前导零(leading zero)添加到序列，以便第二序列可以从时域位置t＝-1开始与第一序列对齐。
[0050]
(3)在第三路径中，数据序列[y(j)]经历延迟值为1的线性延迟。得到的数据序列是：注意，虽然第三路径仅经历了1的延迟值，但是将两个前导零添加到序列，以便第三序列可以从时域位置t＝-1开始与其它两个序列对齐。
[0051]
在添加由(1)、(2)和(3)中的三个路径获得的数据序列之后，获得数据序列[s(k)]如下：
[0052]
[0053]
因此，s(2)＝x(1)，s(4)＝x(2)，...，s(k)＝0并且k》j＝2i。
[0054]
数据序列[s(k)]被承载在物理时频资源上进行传输。当在物理时频资源上传输时，将第一个数据元素s(1)与前一个数据块叠加并且一起传输，并且将最后一个数据元素s(k)与后一个数据块叠加并且一起传输。
[0055]
实施例4
[0056]
输入数据序列是[x(i)]＝[x(1),x(2),
…
,x(i)]。将零系数插入在每个元素之前以形成第二数据序列[y(j)]＝[0,x(1),0,x(2),0,
…
,x(i)]。相应地，y(1)＝0，y(2)＝x(1)，y(3)＝0，y(4)＝x(2)，...，并且j＝2i。然后，第二数据序列[y(j)]经历延迟长度为的多路径延迟操作。在本实施例中，多路径延迟操作是多路径线性延迟操作，其包括以下步骤：
[0057]
(1)在第一路径中，数据序列[y(j)]经历延迟值为-1的线性延迟。得到的数据序列是：[0,x(1),0,x(2),0,
…
,x(i)]。注意，由于延迟操作的线性性质，第一个元素0被线性地移位到时域位置t＝-1。
[0058]
(2)在第二路径中，数据序列[y(j)]经历延迟值为0的线性延迟。因为延迟值是0，所以该路径的数据序列仍然是[y(j)]。得到的数据序列是：[0,0,x(1),0,x(2),0,
…
,x(i),0]。注意，虽然不存在对[y(j)]的改变，但是将一个前导零添加到序列，以便第二序列可以从时域位置t＝-1开始与第一序列对齐。
[0059]
(3)在第三路径中，数据序列[y(j)]经历延迟值为1的线性延迟。得到的数据序列是：注意，虽然第三路径仅经历了1的延迟值，但是将两个前导零添加到序列，以便第三序列可以从时域位置t＝-1开始与其它两个序列对齐。
[0060]
在添加由(1)、(2)和(3)中的三个路径获得的数据序列之后，获得数据序列[s(k)]如下：
[0061][0062]
因此，s(1)＝0，s(3)＝x(1)，...，并且k》j＝2i。
[0063]
数据序列[s(k)]被承载在物理时频资源上进行传输。当在物理时频资源上传输时，将第一个数据元素s(1)与前一个数据块叠加并且一起传输，并且将最后一个数据元素s(k)与后一个数据块叠加并且一起传输。
[0064]
实施例5
[0065]
图3示出了根据本技术的示例操作序列。要传输的用户数据序列[b(m)]首先由星
座点调制以生成数据序列[x(i)]。星座调制包括π/2-bpsk、π/4-正交相移键控(qpsk)、qpsk、16-正交幅度调制(qam)和/或幅度和相移键控(apsk)。然后，将零系数插入到数据序列[x(i)]中以生成数据序列[y(j)]。可以将零系数插入在数据序列[x(i)]的每个元素之前或之后。然后，将得到的数据序列[y(j)]卷积调制以生成数据序列[s(k)]。卷积调制包括循环卷积、线性卷积、循环延迟操作或线性延迟操作。
[0066]
实施例6
[0067]
当图3中的卷积调制是循环卷积调制时，循环卷积调制包括数据序列[y(j)]和数据序列[d(-1),d(0),d(1)]的循环卷积。选择[d(-1),d(0),d(1)]的值，以便得到的序列中相邻元素之间的相位差相对较小。在一些实施例中，d(-1)＝d(1)。例如，d(0)＝1。注意到，数据序列[y(j)]和数据序列[d(-1),d(0),d(1)]的循环卷积相当于数据序列[y(j)]和数据序列[d(v)]的循环卷积，其中对于v＝其它值，d(0)＝1且d(v)＝0。v＝0,1,2,
…
,v-1且j＝v。
[0068]
当图3中的卷积调制是线性卷积调制时，线性卷积调制包括数据序列[y(j)]和数据序列[d(-1),d(0),d(1)]的线性卷积。类似地，[d(-1),d(0),d(1)]的值被选择为使得得到的序列中相邻元素之间的相位差相对较小。在一些实施例中，d(-1)＝d(1)。例如，d(0)＝1。
[0069]
在一些实施例中，在数据序列[s(k)]承载在物理时频资源上进行传输之前可以执行其它操作，诸如，在数据序列[s(k)]中添加参考序列，在数据序列[s(k)]之前或之后添加参考序列，执行快速傅里叶变换(fft)，执行频率整形，执行逆fft(ifft)和/或对数据序列[s(k)]进行滤波。
[0070]
图4示出了在其中可以应用根据本技术的一个或多个实施例的技术的无线通信系统400的示例。无线通信系统400可以包括：一个或多个基站(bs)405a、405b，一个或多个无线设备410a、410b、410c、410d以及核心网425。基站405a、405b可以在一个或多个无线扇区中提供无线服务给无线设备410a、410b、410c和410d。在一些实施方式中，基站405a、405b包括用于产生两个或更多个定向波束的定向天线，以在不同扇区中提供无线覆盖。
[0071]
核心网425可以与一个或多个基站405a、405b通信。核心网425提供与其它无线通信系统和有线通信系统的连接性。核心网可以包括用于存储与订阅的无线设备410a、410b、410c和410d相关的信息的一个或多个业务订阅数据库。第一基站405a可以基于第一无线接入技术提供无线服务，然而第二基站405b可以基于第二无线接入技术提供无线服务。基站405a和405b可以是协同定位的，或者可以是根据部署场景在现场单独安装的。无线设备410a、410b、410c和410d可以支持多种不同的无线接入技术。
[0072]
图5是根据可以应用的本技术的一个或多个实施例的无线站的一部分的框图表示。无线站505(诸如，基站或无线设备(或ue))可以包括实施本文档呈现的无线技术中的一种或多种的处理器电子设备510，诸如微处理器。无线站505可以包括用于经由一个或多个通信接口(诸如，天线520)发送和/或接收有线/无线信号的收发器电子设备515。无线站505可以包括用于发送和接收数据的其它通信接口。无线站505可以包括被配置为存储信息(诸
如，数据和/或指令)的一个或多个存储器(未明确示出)。在一些实施方式中，处理器电子设备910可以包括收发器电子设备515的至少一部分。在一些实施例中，所公开的技术、模块或功能中的至少一些使用无线站505来实施。
[0073]
将理解，本文档公开了可以体现为各种实施例中用于有效地降低信号传输中的papr从而满足各种无线通信应用的低papr要求的技术。本文档中描述的所公开的以及其它实施例、模块和功能性操作可以实施在数字电子电路或者计算机软件、固件或硬件(包括本文档中公开的结构及其等同结构)或者它们的一个或多个的组合中。所公开的以及其它实施例可以被实施为一个或多个计算机程序产品，即，在计算机可读介质上编码以用于由数据处理装置执行或控制数据处理装置的操作的计算机程序指令的一个或多个模块。计算机可读介质可以是机器可读存储设备、机器可读存储基板、存储器设备、影响机器可读传播信号的物质的组合物、或一个或多个它们的组合。术语“数据处理装置”涵盖用于处理数据的所有装置、设备和机器，包括通过示例方式的可编程处理器、计算机或者多个处理器或计算机。装置除硬件之外，还可以包括创建用于讨论中的计算机程序的执行环境的代码，例如构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统或者它们中的一个或多个的组合的代码。传播的信号是人工生成的信号，例如，机器生成的电、光或电磁信号，其被生成以编码用于向合适的接收器装置的传输的信息。
[0074]
计算机程序(也称为程序、软件、软件应用、脚本或代码)可以用任何形式的编程语言(包括编译型或解释型语言)来编写，并且可以用任何形式(包括独立程序或者适合于在计算环境中使用的模块、组件、子例程或其它单元)来部署。计算机程序不一定对应于文件系统中的文件。程序可以存储在保存其它程序或数据的文件的一部分中(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)，存储在专用于所讨论的程序的单个文件中，或存储在多个协调文件中(例如，存储一个或多个模块、子程序或部分代码的文件)。计算机程序可以被部署为在一台计算机上或者在位于一个站点处或分布在多个站点处且通过通信网络互连的多台计算机上执行。
[0075]
本文档中描述的过程和逻辑流程可以由一个或多个可编程处理器执行，可编程处理器执行一个或多个计算机程序以通过对输入数据进行操作并生成输出来实现功能。过程和逻辑流程也可以由例如fpga(现场可编程门阵列)或asic(专用集成电路)的专用逻辑电路执行，并且装置也可以实现为例如fpga(现场可编程门阵列)或asic(专用集成电路)的专用逻辑电路。
[0076]
适合于执行计算机程序的处理器包括通过示例方式的通用微处理器和专用微处理器两者以及任何种类的数字计算机的任何一个或多个处理器。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或其两者中接收指令和数据。计算机的基本元件是用于执行指令的处理器和用于存储指令和数据的一个或多个存储器设备。通常，计算机也将包括用于存储数据的一个或多个大容量存储设备，例如磁盘、磁光盘或光盘，或者可操作地耦合以从大容量存储设备中接收数据或向其传递数据或进行这两者。然而，计算机不必具有这样的设备。适合于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储器设备，包括例如半导体存储器设备，例如eprom、eeprom和闪存设备；磁盘，例如内部硬盘或可移动磁盘；磁光盘；以及cd rom和dvd-rom磁盘。处理器和存储器可以由专用逻辑电路补充或并入专用逻辑电路。
[0077]
尽管本专利文档包含许多细节，但是这些细节不应被解释为对任何发明或可以所要求保护的范围的限制，而是对可以特定于具体发明的具体实施例的特征的描述。本专利文档中描述的某些特征在单独的实施例的上下文中也可以被实施在单个实施例中的组合中。相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以被单独实施在多个实施例中或者被实施在任何合适的子组合中。此外，虽然特征可以如上文所述被描述为在某些组合中甚至在最初要求的组合中起作用，但是在一些情况下来自所要求保护的组合中的一个或多个特征可以从组合中脱离，并且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变型。
[0078]
类似地，尽管在附图中以特定顺序描绘了操作，但是这不应理解为要求以所示的特定顺序或以连续的顺序执行这样的操作，或者执行所有示出的操作以实现期望的结果。此外，本专利文档中描述的实施例中的各种系统组件的分离不应被理解为在所有实施例中都要求这样的分离。
[0079]
仅描述了少许实施方式和示例，并且可以基于本专利文档中描述和说明的内容进行其它实施方式、增强和变型。