来自用于FBMC/OQAM 的正交设计的发送分集制造技术

如何将像空间‑时间编码的Alamouti(或发送分集)应用于使用偏移QAM(OQAM)的滤波器组多载波(FBMC)发送。在FBMC中，由于仅在实域中的正交性，其对于虚部导致固有干扰。由于固有干扰项因其取决于周围的码元而在每个天线上不相等，因此简单地将Alamouti方案适配于FBMC OQAM并不明显。本申请提出选择连续的预编码码元，使得实现虚拟PAM Alamouti方案。取决于每个天线所需的预编码码元的数量来实现1/2或2/3的码率。

Transmission diversity from orthogonal design for FBMC/OQAM

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】来自用于FBMC/OQAM的正交设计的发送分集
本技术涉及用于发送多载波信号的方法和装置，其中所述信号是包括时间-频率空间中的码元的偏移正交幅度调制(OQAM)类型，其中所述码元包括包含码元的数据和预编码码元。
技术介绍
发送分集被认为是重要的，因为它可以被应用在发送机侧以提高通信链路的可靠性，即使信道状态信息在发送机处不可获得。这包括高速移动场景，在该场景中从接收机到发送机的反馈信息变得很快过时，并且还包括广播场景。在S.M.Alamouti的“Asimpletransmitdiversitytechniqueforwirelesscommunications”，IEEEJournalonSelectAreasinCommunications，第16卷第8期，1998年10月中描述的Alamouti码是来自用于两个发送天线的正交设计的常用发送分集方案，因为Alamouti码具有以下所期望的属性：1.全分集2.全速率(无速率损失)3.简单的线性接收机，即在接收机处所需的处理与发送天线的数量线性地增减。Alamouti码已被广泛采用，例如用于LTEOFDM系统。然而，对于FBMC/OQAM，Alamouti方案的直接应用是不可能的。到目前为止，许多企业和大学已经花费了相当大的努力来寻找用于具有FBMC/OQAM的发送分集的竞争性方案，但是所有现有的方案都有一些缺点，如稍后所解释的。在解释实现用于FBMC/OQAM的发送分集的问题之前，应该审视应用在LTE中的Alamouti发送方案，如图2所示。图2示出了基于OFDM的发送方案，其中使用两个资源(m0,n0)和(m0+1,n0)从第一发送天线Tx1发送复QAM码元s1和s2，其中m0和n0分别表示子载波和时间索引。通过使用相同的两个资源，在取负或不取负的情况下从第二发送天线Tx2发送这些QAM码元的复共轭版本，但是现在交换对于s1和s2所使用的资源。如果假设在码元n0的子载波m0和m0+1上的复数值信道频率响应是准相等(equivalent)的，对于发送天线Tx1和Tx2分别被表示为H(1)和H(2)，则可以写出对于子载波m0和m0+1的接收信号，如等式(1)和(2)所示：其中是AWGN。通过这些接收信号的某种安排，获得下面的线性方程组：然后，在接收机处执行下面的线性处理：假设来自发送天线Tx1和Tx2的信道响应是独立的，则实现了分集阶数2。总而言之，Alamouti编码的主要思想为它是正交设计，因为只需要线性组合，并且由于利用两个资源来传送两个数据码元，所以不会导致速率损失。现在，对于了解为什么不能将Alamouti方案直接应用于FBMC/OQAM至关重要的FBMC/OQAM的基本属性将在图3的基础上进行审视。在图3所示的单天线、单输入、单输出(SISO)系统中，使用资源(m0,n0)发送实数值脉冲幅度调制(PAM)信号相应的基带等效接收信号可以被写为：其中是所谓的来自相邻子载波和码元上的数据码元的固有干扰。系数被称为模糊函数(ambibuityfunction)，其捕捉所使用的原型滤波器的特性。这里，假设使用了良好的局部滤波器，使得固有干扰仅由直接相邻资源引起，但通常位于更远处的其他资源也可对形成固有干扰有贡献。可以看出，在复数域中子载波信号不是正交的。然而，通过信道均衡并且将其实部取为：可能在实数域中恢复正交性。如接下来可以看出的，根据FBC/OQAM失去复数正交性这一事实，在发送分集上有后果。对于用于FBMC/OQAM的发送分集，考虑了图4所示的系统模型。在图4所示的场景下，使用两个资源(m0,n0)和(m0+1,n0)从发送天线Tx1发送两个实数值PAM信号a1和a2。从图4可以看出，通过使用相同的两个资源，分别在取负和不取负的情况下从发送天线Tx2发送这些PAM码元，但现在交换对于a1和a2所使用的资源。通过对来自发送天线Tx1和Tx2的H(1)和H(2)的相同的假设，子载波m0和m0+1的接收信号读为其中，复数值“虚拟码元”s1和s2被定义为实数值的期望信号加上固有干扰。在实施Alamouti方案的尝试中，可以引入下面的内容：通过这些接收信号的一些安排，以与上面所解释的用于OFDM的Alamouti方案类似的方式获得下面的线性方程组：然而，可以观察到，由于方程组右手侧的第二项，失去了正交性。其主要原因是：因为每个时间-频率资源网格(grid)的周围数据由于数据信号的随机性质而不同，所以对于来自不同天线的发送信号，固有干扰不是相等的。这解释了以下问题：来自根据Alamouti编码方案的正交设计的发送分集不能以直接的方式应用于FBC/OQAM。在文献中可以找到解决这个非正交性问题的一些尝试，并在下面进行讨论：在M.Bellanger,“TransmitdiversityinmulticarriertransmissionusingOQAMmodulation,”Proc.The3rdInt.SymposiumonWirelessPervasiveComputing(ISWPC’08),pp.727-730,2008年5月中，作者提出了简单的延迟分集，其中不用努力实现正交性。虽然这种方法没有任何速率损失，但是由于其非正交性，它需要非常复杂的最大似然接收机，并且不能实现全分集。在H.Lin,C.Lele,P.Siohan,“ApseudoAlamoutitransceiverdesignforOFDM/OQAMmodulationwithcyclicprefix,”Proc.SPAWC,2009中，作者提出了引入对OFDM而言通用但对FBMC/OQAM而言不通用的循环前缀。由于循环前缀，可以实现正交性，但是其导致速率损失。在C.Lele,P.Siohan,R.Legouable,“TheAlamoutischemewithCDMA-OFDM/OQAM”,EURASIPJournalonAdvancesinSignalProcessing,2010呈现的另外一种方法建议使用Walsh-Hadamard码的扩频和解扩以便消除固有干扰。由于扩频/解扩，可以实现正交性，但是导致速率损失。在M.Renfors,T.Ihalainen,T.H.Stitz,“ABlock-AlamoutiSchemeforFilterBankBasedMulticarrierTransmission,”ProceedingsoftheEuropeanWirelessConference2010中，基于正交设计引入了使用一些零码元的块Alamouti方案。这个想法是将Alamouti方案应用于码元的两个区域，而不是两个码元，使得从两个不同的发送天线引起的固有干扰相等。在所述区域附近添加一些零码元，以避免“边缘效应”。零码元导致速率损失。此外，由于信道必须在多个块上是恒定的，这对许多传播场景(例如移动场景)可能不成立，因此该方案的适用性可能是有限的。总而言之，文献中还没有任何方案可以实现没有速率损失的正交设计。
技术实现思路
根据一个实施例，提供了一种用于发送多载波信号的方法，其中所述信号是包括时间-频率空间中的码元的偏移正交幅度调制OQAM类型，其中码元包括包含码元的数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使用具有多个发送天线(Tx1，Tx2)的发送分集技术来发送多载波信号的方法，其中所述信号是包括时间‑频率空间中的码元的偏移正交幅度调制OQAM类型，其中，所述码元包括‑包含码元(a)的数据，以及‑预编码码元(x)，所述方法特征在于，选择预编码码元(x)，使得当由接收机接收时，在所述包含码元(a)的数据上的固有干扰(I)被强迫为确保所应用的正交空间‑时间或空间‑频率码的值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.01 EP 15162248.71.一种用于使用具有多个发送天线(Tx1，Tx2)的发送分集技术来发送多载波信号的方法，其中所述信号是包括时间-频率空间中的码元的偏移正交幅度调制OQAM类型，其中，所述码元包括-包含码元(a)的数据，以及-预编码码元(x)，所述方法特征在于，选择预编码码元(x)，使得当由接收机接收时，在所述包含码元(a)的数据上的固有干扰(I)被强迫为确保所应用的正交空间-时间或空间-频率码的值。2.根据权利要求1所述的发送方法，其中通过调制实数值码元形成所述码元，并且所述固有干扰对应于在所述接收机处的解调信号的虚部，或者通过调制虚数值码元形成所述码元，并且所述固有干扰对应于在所述接收机处的解调信号的实数值部。3.根据上述权利要求之一所述的发送方法，其中，通过当由所述接收机接收时将所述固有干扰强迫为零来执行所述预编码码元的选择。4.根据上述权利要求之一所述的发送方法，其中，一个预编码码元被用于每个发送码元，以将当由接收机接收时通过经由两个天线发送相同PAM码元导致的混合固有干扰强迫为零。5.根据上述权利要求之一所述的发送方法，其中，使用两个资源(m0,n0)和(m0+1,n0)从发送天线Tx1发送所发送的实数值PAM信号a1和a2，其中，通过使用相同的两个资源，分别在取负和不取负的情况下从发送天线Tx2发送这些PAM码元a1和a2，但现在交换对于a1和a2所使用的资源，使得子载波m0和m0+1的接收信号读为其中，是在时间-频率域中的(m0,n0)处的资源处的接收信号，是AWGN，并且和是在资源(m0,n0)处分别来自第一天线和第二天线的固有干扰，并且其中通过选择码元x1、x2以消除第一天线的固有干扰以及选择码元x3、x4以消除第二天线的固有干扰来选择预编码码元x1、x2、x3、x4以对于每个天线单独消除(零化)固有干扰。6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的发送方法，其中，通过当由接收机接收时强迫所述固有干扰比预定义的非零值更小来执行预编码码元的选择。7.根据权利要求1至4之一所述的发送方法，其中，使用两个资源(m0,n0)和(m0+1,n0)从发送天线Tx1发送所发送的实数值PAM码元a1和a2，其中通过使用相同的两个资源，分别在取负和不取负的情况下从发送天线Tx2发送这些PAM码元a1和a2，但现在交换对于a1和a2所使用的资源，使得子载波m0和m0+1的接收信号读为其中，是在时间-频率域中的(m0,n0)处的资源处的接收信号，是AWGN，并且和是在资源(m0,n0)处分别来自第一天线和第二天线的固有干扰，其中选择第二实施例中的预编码码元以消除混合固有干扰，该混合固有干扰涉及两个固有干扰的组合并被定义为其中，选择所述预编码码元使得混合干扰I1和I2被消除，从而通过利用所述预编码码元将干扰I1和I2强迫为零来获得正交设计。8.根据权利要求7所述的方法，其中从复数估计值将实数值的期望信号恢复为以及

【专利技术属性】
技术研发人员：P韦特肯珀，楠目胜利，J巴兹，岩村干生，
申请(专利权)人：株式会社NTT都科摩，
类型：发明
国别省市：日本,JP