调制复符号的方法和设备，解调方法和设备以及相应的计算机程序技术

本发明专利技术涉及对复符号进行调制的解调方法，所述解调方法产生多载波信号。根据本发明专利技术，这种方法对至少一个包括N×K个复符号的基础块实施以下步骤，其中N和K为使得N＞1且K≥1的整数：扩展(11)所述基础块，产生被称为扩展块的包括N×(2K‑1)个元素的块；‑使所述扩展块相移(12)，产生经相移的扩展块；对所述经相移的扩展块进行滤波(13)，产生被称为滤波块的包括N×(2K‑1)个经滤波的元素的块；‑将所述滤波块的N×(2K‑1)个经滤波的元素映射(14)在MK个频率样本上，其中M为载波的总数量且M≥N；以及‑将所述MK个频率样本从频域变换(16)到时域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】调制复符号的方法和设备，解调方法和设备以及相应的计算机程序
本专利技术的领域为实施多载波调制的通信领域。更准确地，本专利技术涉及一种载波复用上的调制的新技术(以下被称为“基于滤波器组的正交频分复用”(FB-OFDM))及相应的解调技术。特别地，本专利技术在实施多载波调制的无线(DAB、DVB(-T,T2,H,NGH)、WiFi、WiMAX、WLAN、非引导光等等)或者有线(xDSL、PLC、光等等)通信领域中获得应用。特别地，本专利技术在蜂窝通信领域中，例如在LTE/LTE-A或未来代系统(5G等等)中，在上行链路或者下行链路上获得应用。
技术介绍
已知允许生成多载波信号的多个技术。在这些技术中，已知OFDM类型的调制允许从复符号生成多载波信号，以及FBMC(Filter-Bankmulti-carrier，滤波器组多载波)类型的基于滤波器组的调制允许从实符号生成多载波信号。用于生成FBMC类型的多载波信号的主要技术是FS-FBMS(FrequencySampling-FBMC，频率采样FBMC)和PPN-FBMC(PolyPhaseNetwork-FBMC，多相网络FBMC)。在2010年6月，PHYDYAS，M.Bellanger的文献《FBMCphysicallayer:aprimer》中尤其介绍了这些不同的技术。FS-FBMC和PPN-FBMC是用于生成多载波信号的有前途的技术，因为它们允许获得具有在时域中和在频域中良好定位的频谱，同时避免插入OFDM所需要的保护间隔(guardinterval)的信号。尽管如此，这些技术经受多个缺点，特别是就复杂性(计算量)和与OFDM中惯用的其他信号处理技术(比如空间/时间编码、信道估计、均衡等等)的兼容性而言。因此，存在对不具在现有技术的所有缺点的多载波调制的新颖技术的需要。
技术实现思路
本专利技术以一种对复符号进行调制，产生多载波信号的调制方法的形式提出了一种新的解决方案。根据本专利技术，这种方法对至少一个被称为基础块的包括N×K个复符号的块实施以下步骤，其中N和K是使得N>1且K≥1的整数：-扩展所述基础块，产生被称为扩展块的包括N×(2K-1)个元素的块，所述扩展块包括：○在K为奇数的情况下：被称为参考列的、包括对应于所述基础块的N个第一复符号的N个元素的一列；以及包括N(2K-2)个元素的2K-2个列，所述N(2K-2)个元素中的N(K-1)个元素对应于所述基础块的NK-N个剩余复符号，并且N(K-1)个元素对应于所述基础块的所述NK-N个剩余复符号的共轭；○在K为偶数的情况下：被称为参考列的、包括对应于所述基础块的N个第一复符号的N个元素的一列；包括2N个元素的两列，所述2N个元素中的N个元素对应于所述基础块的不同于所述N个第一复符号的N个第二复符号的实部，并且N个元素对应于所述N个第二复符号的虚部；以及包括N(2K-4)个元素的2K-4个列，所述N(2K-4)个元素中的N(K-2)个元素对应于所述基础块的NK-2N个剩余复符号，并且N(K-2)个元素对应于所述基础块的所述NK-2N个剩余复符号的共轭；-对所述扩展块进行相移，产生经相移的扩展块；-对所述经相移的扩展块进行滤波，产生被称为滤波块的、包括N×(2K-1)个经滤波的元素的块；-将所述滤波块的N×(2K-1)个经滤波的元素映射到MK个频率样本上，其中M为载波的总数量，且M≥N；-将所述MK个频率样本从频域变换到时域，产生所述多载波信号。复符号形成通信信号的一部分，并且所述复符号与需要在处理信号的两个实体之间传输该信号的(可能是不同种类的：音频、视频、文本等等的)一个或多个数据应用相关联。因此本专利技术提出一种用于从复符号的至少一个块生成多载波信号的新的解决方案，与根据现有技术的FBMC或者OFDM类型的调制相比，本专利技术的解决方案提供了多个优点。特别地，所提出的调制技术与根据现有技术的FBMC类型的调制相比具有降低了的复杂度。特别地，如OFDM类型的调制那样，所提出的调制技术基于从复符号生成多载波信号，而FBMC类型的调制基于从实符号生成多载波信号。由于在FBMC调制器的输入端使用实符号，所以在傅立叶逆变换操作之后需要在至少两个多载波符号之间存在重叠，但是对于根据本专利技术或OFDM类型的调制，这种多载波符号之间的重叠是不必要的。因此，借助根据本专利技术的调制技术，可以使用在OFDM调制的背景下传统使用的信号处理技术，如MIMO编码、峰均功率比(Peak-to-AveragePowerRatio，PAPR)减小技术、信道估计技术、均衡技术等等。因此，所提出的调制技术与OFDM传统使用的其他信号处理技术相兼容。专利技术人实际上已经证明了在调制器的输入端使用(通过将每个复符号的实部和虚部分开而获得的)实值符号并不是符号的理想重构的必要条件。专利技术人已经证明了通过使用具体模式的符号，可以在调制器的输入端使用复值符号并且满足符号的理想重构的条件。因此，本专利技术提出一种在扩展复符号的基础块的步骤期间实施的、允许获得定义具体模式的扩展块的重复/分配复符号的新颖技术。注意到这种复符号可以是可能具有零值的数据符号，还可以是引导符号(pilot)。可能地，某些复符号的虚部也可以是零值。本专利技术还允许简化成帧的操作，因为与FBMC不同，本专利技术允许调制复符号的块。与OFDM类型的调制相比，所提出的调制技术生成在频率上被更好定位并且具有更好的频谱效率的信号。在同步不理想的情况下，本调制技术比OFDM调制具有更好的鲁棒性。此外，由于使用借助基础块的扩展使用复符号和它们的共轭，因此所提出的调制技术还引起符号分集(diversity)，而对于OFDM类型的调制不是这样的。注意到在扩展之前可以置换基础块的行和列。同样地，在扩展之后在可能的情况下可以置换扩展块的某些行或列。根据本专利技术的具体实施方式，在从频域变换到时域的步骤之前，所述调制方法还对所述映射步骤的输出处获得的所述频率样本实施交织。这种交织尤其允许通过增加复符号与其共轭之间的距离，来利用由扩展步骤生成的分集。特别地，注意到这种交织修改从数据符号类型的复符号获得的频率样本的位置，但是不会修改从(在存在的情况下)引导符号类型的复符号获得的频率样本的位置(因为解调器应知道引导符号的位置)或者零值频率样本的位置。因此，交织被应用于(N×K+(K-1)-T)个频率样本上，其中N×K+(K-1)对应于非零值的频率样本的数量，而T对应于从引导符号所获得的频率样本的数量。根据本专利技术的具体实施方式，扩展步骤实施以下子步骤：-从所述基础块中随机地选择所述N个第一复符号，并将所述N个第一复符号分配给对应于所述扩展块的中心列的所述参考列；○在K为奇数的情况下：■确定所述基础块的N(K-1)个剩余复符号的共轭；■按照所述剩余复符号与其相应的共轭之间的对称关系，将所述N(K-1)个剩余复符号的第一半及其相应的共轭分配给所述参考列左侧的(K-1)列；以及■按照所述剩余复符号与其相应的共轭之间的对称关系，将所述N(K-1)个剩余复符号的第二半及其相应的共轭分配给所述参考列右侧的(K-1)列；○在K为偶数的情况下：■从所述基础块中随机地选择所述N个第二复符号；■确定所述N个第二复符号的实部和虚部；■将所述N个第二复符号中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对复符号进行调制的调制方法，所述调制方法产生多载波信号，其特征在于，所述调制方法对至少一个被称为基础块的包括N×K个复符号的块实施以下步骤，其中N和K是使得N>1且K≥1的整数：‑扩展(11)所述基础块，产生被称为扩展块的包括N×(2K‑1)个元素的块，所述扩展块包括：○在K为奇数的情况下：■被称为参考列的、包括对应于所述基础块的N个第一复符号的N个元素的一列；■包括N(2K‑2)个元素的2K‑2个列，所述N(2K‑2)个元素中的N(K‑1)个元素对应于所述基础块的NK‑N个剩余复符号，并且N(K‑1)个元素对应于所述基础块的所述NK‑N个剩余复符号的共轭；○在K为偶数的情况下：■被称为参考列的、包括对应于所述基础块的N个第一复符号的N个元素的一列；■包括2N个元素的两列，所述2N个元素中的N个元素对应于所述基础块的不同于所述N个第一复符号的N个第二复符号的实部，并且N个元素对应于所述N个第二复符号的虚部；■包括N(2K‑4)个元素的2K‑4个列，所述N(2K‑4)个元素中的N(K‑2)个元素对应于所述基础块的NK‑2N个剩余复符号，并且N(K‑2)个元素对应于所述基础块的所述NK‑2N个剩余复符号的共轭；‑对所述扩展块进行相移(12)，产生经相移的扩展块；‑对所述经相移的扩展块进行滤波(13)，产生被称为滤波块的、包括N×(2K‑1)个经滤波的元素的块；‑将所述滤波块的N×(2K‑1)个经滤波的元素映射(14)到MK个频率样本上，其中M为载波的总数量，且M≥N；‑将所述MK个频率样本从频域变换(16)到时域，产生所述多载波信号。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.30 FR 15507281.一种对复符号进行调制的调制方法，所述调制方法产生多载波信号，其特征在于，所述调制方法对至少一个被称为基础块的包括N×K个复符号的块实施以下步骤，其中N和K是使得N>1且K≥1的整数：-扩展(11)所述基础块，产生被称为扩展块的包括N×(2K-1)个元素的块，所述扩展块包括：○在K为奇数的情况下：■被称为参考列的、包括对应于所述基础块的N个第一复符号的N个元素的一列；■包括N(2K-2)个元素的2K-2个列，所述N(2K-2)个元素中的N(K-1)个元素对应于所述基础块的NK-N个剩余复符号，并且N(K-1)个元素对应于所述基础块的所述NK-N个剩余复符号的共轭；○在K为偶数的情况下：■被称为参考列的、包括对应于所述基础块的N个第一复符号的N个元素的一列；■包括2N个元素的两列，所述2N个元素中的N个元素对应于所述基础块的不同于所述N个第一复符号的N个第二复符号的实部，并且N个元素对应于所述N个第二复符号的虚部；■包括N(2K-4)个元素的2K-4个列，所述N(2K-4)个元素中的N(K-2)个元素对应于所述基础块的NK-2N个剩余复符号，并且N(K-2)个元素对应于所述基础块的所述NK-2N个剩余复符号的共轭；-对所述扩展块进行相移(12)，产生经相移的扩展块；-对所述经相移的扩展块进行滤波(13)，产生被称为滤波块的、包括N×(2K-1)个经滤波的元素的块；-将所述滤波块的N×(2K-1)个经滤波的元素映射(14)到MK个频率样本上，其中M为载波的总数量，且M≥N；-将所述MK个频率样本从频域变换(16)到时域，产生所述多载波信号。2.根据权利要求1所述的调制方法，其特征在于，所述扩展(11)步骤实施以下子步骤：-从所述基础块中随机地选择所述N个第一复符号，并将所述N个第一复符号分配给对应于所述扩展块的中心列的所述参考列；○在K为奇数的情况下：■确定所述基础块的N(K-1)个剩余复符号的共轭；■按照所述剩余复符号与其相应的共轭之间的对称关系，将所述N(K-1)个剩余复符号的第一半及其相应的共轭分配给所述参考列左侧的(K-1)列；以及■按照所述剩余复符号与其相应的共轭之间的对称关系，将所述N(K-1)个剩余复符号的第二半及其相应的共轭分配给所述参考列右侧的(K-1)列；○在K为偶数的情况下：■从所述基础块中随机地选择所述N个第二复符号；■确定所述N个第二复符号的实部和虚部；■将所述N个第二复符号中的每一个第二复符号的所述实部或虚部中的一者分配给被称为左中心列的、所述扩展块的所述参考列左侧的列中的中心列；■将所述N个第二复符号中的每一个第二复符号的所述实部或虚部中的另一者分配给被称为右中心列的、所述扩展块的所述参考列右侧的列中的中心列；■确定所述基础块的N(K-2)个剩余复符号的共轭；■按照所述剩余复符号与其相应的共轭之间关于所述左中心列的对称关系，将所述N(K-2)个剩余复符号的第一半及其相应的共轭分配给所述参考列左侧的列；以及■按照所述剩余复符号与其相应的共轭之间关于所述右中心列的对称关系，将所述N(K-2)个剩余复符号的第二半及其相应的共轭分配给所述参考列右侧的列。3.根据权利要求1和2中任一项所述的调制方法，其特征在于，所述相移(12)步骤通过将所述扩展块的第(n+1)行中的除了对应于所述参考列的元素之外的元素乘以等于的值，来对所述扩展块逐行地实施相移，其中n从0到N-1。4.根据权利要求1至3中任一项所述的调制方法，其特征在于，从以下方程获得所述经相移的扩展块其中：-在K为偶数的情况下：-在K为奇数的情况下：-CN×K＝[Cn,k]n＝0,…,N-1且k＝0,…,K-1为所述基础块，-n为从0到N-1的整数，-k为从0到K-1的整数，-*为共轭运算符，-⊙为Hadamard积，-为除了与所述参考列下标相同的元素等于1之外，所有元素等于的向量。5.根据权利要求1至4中任一项所述的调制方法，其特征在于，所述滤波(13)步骤实施长度为2K-1的滤波器，使得滤波器的与所述参考列下标相同的被称为参考系数的系数的值等于1，而滤波器的其他系数的值关于所述参考系数对称。6.根据权利要求1至5中任一项所述的调制方法，其特征在于，所述映射(14)步骤对于所述滤波块的每一行实施模MK循环移位并且对循环移位后所获得的元素实施逐列求和，所述模MK循环移位允许将属于所述参考列的元素带到第([(n+m)KmodMK]+1)个位置，其中m为分配给给定用户的第一载波的下标，m从0到M-N-1，而n为从0到(N-1)的行的下标。7.根据权利要求1至6中任一项所述的调制方法，其特征在于，当N<M时，将零值分配给所述扩展块的所述参考列之前的每一列的第一个元素，或者将零值分配给所述扩展块的所述参考列之后的每一列的最后一个元素。8.根据权利要求1至7中任一项所述的调制方法，其特征在于K严格地大于1。9.根据权利要求1至8中任一项所述的调制方法，其特征在于，所述调制方法在所述从频域变换到时域的步骤之前，还包括对所述映射步骤的输出处获得的所述频率样本实施交织(15)。10.一种调制设备，所述调制设备对复符号进行调制，产生多载波信号，其特征在于，所述调制设备包括被激活用于至少一个被称为基础块的包括N×K个复符号的块的以下模块，其中N和K是使得N>1且K≥1的整数：-扩展模块，扩展所述基础块，产生被称为扩展块的包括N×(2K-1)个元素的块，...

【专利技术属性】
技术研发人员：林浩，
申请(专利权)人：奥兰治，
类型：发明
国别省市：法国,FR