辛正交时频空间调制系统技术方案

用于正交时间频率空间通信和波形生成的系统和方法。该方法包括接收多个信息符号，并且通过相对于时间和频率这两者扩展所述多个信息符号中的每个信息符号来将包含所述多个信息符号的N×M阵列编码成调制符号的二维阵列。然后使用M个频率子带内所包含的M个相互正交的波形来发送调制符号的二维阵列。

Symplectic quadrature time frequency space modulation system

System and method for orthogonal time frequency space communication and waveform generation. The method includes receiving a plurality of information symbols and extending the N * M array containing the plurality of information symbols into a two-dimensional array of modulated symbols by extending each information symbol in the plurality of information symbols relative to the time and frequency. Then, two dimensional arrays of modulation symbols are transmitted by using M orthogonal waveforms contained in the M frequency subbands.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】辛正交时频空间调制系统对相关申请的交叉引用本申请依据35U.S.C.§119(e)要求2015年6月22日提交的标题为“SYSTEMSANDMETHODSFORSYMPLECTICORTHOGONALTIMEFREQUENCYSHIFTINGMODULATIONANDTRANSMISSIONOFDATA”的美国临时申请No.62/182760的优先权权益，其内容通过引用整体并入本文以用于所有目的。本申请是2016年5月11日提交的标题为“ORTHOGONALTIMEFREQUENCYSPACEMODULATIONSYSTEM”的美国申请No.15/152464的部分继续申请，该申请依据35U.S.C.§119(e)要求以下专利申请的优先权权益：2015年5月11日提交的标题为“ORTHOGONALTIMEFREQUENCYSPACEOTFSMODULATION”的美国临时申请No.62/159853、2015年5月12日提交的标题为“SYSTEMSANDMETHODSFORSYMPLECTICORTHOGONALTIMEFREQUENCYSHIFTINGMODULATIONANDTRANSMISSIONOFDATA”的美国临时申请No.62160257、2015年6月10日提交的标题为“SYSTEMSANDMETHODSFORSYMPLECTICORTHOGONALTIMEFREQUENCYSHIFTINGMODULATIONANDTRANSMISSIONOFDATA”的美国临时申请No.62/173801、2015年6月19日提交的标题为“OTFSANEWMODULATIONFOR5G”的美国临时申请No.62/182372，以及2015年9月8日提交的标题为“ORTHOGONALTIMEFREQUENCYSPACECOMMUNICATIONSYSTEMANDMETHOD”的美国临时申请No.62/215663，这些申请中的每个申请的内容都整体通过引用结合于此以用于所有目的。本申请也是2015年5月11日提交的标题为“MODULATIONANDEQUALIZATIONINANORTHONORMALTIME-FREQUENCYSHIFTINGCOMMUNICATIONSSYSTEM”的美国申请No.14/709377的部分继续申请，该申请是2013年6月25日提交的标题为“MODULATIONANDEQUALIZATIONINANORTHONORMALTIME-FREQUENCYSHIFTINGCOMMUNICATIONSSYSTEM”的美国专利申请No.13/927086的的继续申请，该申请又依据35U.S.C.§119(e)要求以下专利申请的优先权权益：2012年6月25日提交的标题为“MODULATIONANDEQUALIZATIONINANORTHONORMALTIME-FREQUENCYSHIFTINGCOMMUNICATIONSSYSTEM”的美国临时申请No.61/664020、2013年3月15日提交的标题为“MODULATIONANDEQUALIZATIONINANORTHONORMALTIME-FREQUENCYSHIFTINGCOMMUNICATIONSSYSTEM”的美国临时申请序列No.61/801398、2013年3月15日提交的标题为“MODULATIONANDEQUALIZATIONINANORTHONORMALTIME-FREQUENCYSHIFTINGCOMMUNICATIONSSYSTEM”的美国临时申请No.61/801366、2013年3月15日提交的标题为“MODULATIONANDEQUALIZATIONINANORTHONORMALTIME-FREQUENCYSHIFTINGCOMMUNICATIONSSYSTEM”的美国临时申请No.61/801435、2013年3月15日提交的标题为“MODULATIONANDEQUALIZATIONINANORTHONORMALTIME-FREQUENCYSHIFTINGCOMMUNICATIONSSYSTEM”的美国临时申请序列No.61/801495、2013年3月15日提交的标题为“MODULATIONANDEQUALIZATIONINANORTHONORMALTIME-FREQUENCYSHIFTINGCOMMUNICATIONSSYSTEM”的美国临时申请No.61/801994，以及2013年3月15日提交的标题为“MODULATIONANDQUALIZATIONINANORTHONORMALTIME-FREQUENCYSHIFTINGCOMMUNICATIONSSYSTEM”的美国临时申请序列No.61/801968，这些申请中的每个申请的内容都整体通过引用结合于此以用于所有目的。
本公开一般涉及通信协议和方法，并且更特别地涉及用于无线和其它通信形式的信号的调制和相关处理的方法。
技术介绍
第四代(4G)无线网络已经很好地服务公众，为互联网提供无处不在的接入，并使得移动应用、智能手机和复杂的数据密集型应用(如移动视频)能够爆炸性增长。这继续了蜂窝技术的演进，其中每个新一代都为公众带来实质的利益，从而使得能够在生产力、便利性和生活质量方面取得重大进展。展望不断增加和多样化的数据使用对于现有网络施加的需求，业内人士越来越清楚，当前的4G网络将不能够支持所预见的数据使用需要。这一部分是因为数据流量已经并继续以指数速率增长。另外，与移动视频的不间断扩张相耦合的新应用(诸如沉浸式现实和远程机器人操作)预计将压倒当前网络系统的承载能力。5G系统设计的目标之一是能够在密集的城市设置中经济地调节网络的能力(例如，达到750Gbps/Km2)，这是使用已被商业部署的技术所不可能达到的。除了能够处理更大量的数据之外，下一代系统将需要改进数据递送的质量，以便支持期望的未来应用。公众越来越期望无线网络为不受限制的用户提供接近“有线”的体验。这可以转化为例如整个覆盖区域(即，甚至在小区边缘)50+Mbps的要求，这将要求实现先进的干扰减轻技术。用户体验的质量的另一个方面是移动性。由于多普勒效应，随着移动速度的增加，当前无线网络的吞吐量趋于显著降低。未来的5G系统旨在不仅针对高速列车和航空将所支持的速度增至高达500Km/h，而且还支持用于车辆到车辆和车辆到基础设施通信的众多新的汽车应用。虽然对于增加和更高质量的数据流量的支持对于无线网络继续支持用户需求是必需的，但是运营商也在探索会实现新收入和创新用例的新应用。这些包括上面讨论的汽车和智能基础设施应用。其它期望的应用包括公共安全超可靠网络的部署、使用蜂窝网络来支持PSTN的衰落，等等。另外，预计5G网络将迎来大量互联网连接设备的部署(也称为物联网(IoT))。但是，现有的网络没有被设计为支持大量的连接设备且每台设备流量非常低。
技术实现思路
在一个方面，本公开针对在通信信道上发送数据的方法。该方法包括接收多个信息符号(informationsymbol)。该方法还包括通过相对于时间和频率这两者扩展所述多个信息符号中的每个信息符号，来将包含所述多个信息符号的N×M阵列编本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在通信信道上发送数据的方法，所述方法包括：接收多个信息符号；通过相对于时间和频率这两者扩展所述多个信息符号中的每个信息符号，将包含所述多个信息符号的N×M阵列编码成调制符号的二维阵列；以及使用M个频率子带内所包含的M个相互正交的波形来发送所述调制符号的二维阵列。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.22 US 62/182,760;2015.07.12 US 62/191,4681.一种在通信信道上发送数据的方法，所述方法包括：接收多个信息符号；通过相对于时间和频率这两者扩展所述多个信息符号中的每个信息符号，将包含所述多个信息符号的N×M阵列编码成调制符号的二维阵列；以及使用M个频率子带内所包含的M个相互正交的波形来发送所述调制符号的二维阵列。2.如权利要求1所述的方法，其中编码包括：使用至少一个傅立叶变换和滤波处理将所述N×M阵列变换成经滤波的OFDM符号的阵列；使用至少一个二维傅立叶变换将经滤波的OFDM符号的阵列变换成OTFS符号的阵列，其中OTFS符号的阵列对应于所述调制符号的二维阵列。3.如权利要求2所述的方法，其中发送包括使用一组M个窄带滤波器来产生M个波形。4.如权利要求1所述的方法，其中编码包括将逆辛变换与加窗操作相组合。5.如权利要求1所述的方法，其中编码根据以下关系来执行：其中x[l，k],k＝0，...，N-1,l＝0，...，M-1表示包含所述多个信息符号的N×M阵列，X[n，m],n＝0，...，N-1,m＝0，...，M-1表示调制符号的二维阵列，Wtr[n，m]是窗函数，并且bk，l[n，m]表示一组基函数。6.一种在受损的数据信道上的无线通信的自动化方法，所述方法包括：接收多个数据符号；通过使用一组循环时移和频移基函数扩展所述多个数据符号中的每个数据符号来将包含所述多个数据符号的N×M二维阵列编码成调制符号的二维阵列；以及使用M个频率子带内所包含的M个相互正交的无线波形来发送所述调制符号的二维阵列。7.如权利要求6所述的方法，其中编码包括：使用至少一个傅立叶变换和滤波处理将所述数据符号的N×M阵列变换成经滤波的OFDM符号的阵列；以及使用至少一个二维傅立叶变换将经滤波的OFDM符号的阵列变换成OTFS符号的阵列，其中OTFS符号的阵列对应于所述调制符号的二维阵列。8.如权利要求6所述的方法，其中编码包括：将包含所述多个数据符号的N×M二维阵列编码到分布在长度为T的列时间轴和长度为F的行频率轴上的至少一个类辛分析兼容流形上，由此产生至少一个信息流形；根据二维类辛傅立叶变换来变换所述至少一个信息流形，由此产生至少一个二维傅立叶变换的信息流形。9.如权利要求8所述的方法，其中发送包括通过以下操作发送每个至少一个二维傅立叶变换的信息流形：在所述二维傅立叶变换的信息流形的所有频率和时间上，选择持续时间与Tμ成比例的发送时间片，其中μ＝1/N，并且通过至少M个不同的、不重叠的窄带频率滤波器的组传递所述二维傅立叶变换的信息流形中与所述发送时间片对应的那些频率，并且在不同的发送时间间隔上将所得到的经滤波的波形发送为多个至少M个同时发送的互相正交的波形，直到整个二维傅立叶变换的信息流形已经被发送。10.如权利要求6所述的方法，还包括：接收M个相互正交的无线波形；确定二维信道状态；使用编码的逆和所述二维信道状态来从所述M个相互正交的无线波形中提取所述多个数据符号。11.如权利要求9所述的方法，还包括通过以下操作接收每个所述至少一个二维傅立叶变换的信息流形：在所述二维傅立叶变换的信息流形的至少所有频率和时间上，使用至少一个接收器处理器来选择小于或等于所述发送时间间隔的持续时间的接收时间片，并且通过至少M个不同的、不重叠的窄带频率滤波器的接收组在每个所述接收时间片上接收这些信道卷积的波形，并在每个接收时间片上接收所述信道卷积的波形，直到所述二维傅立叶变换的信息流形的近似已经被接收；执行以下操作中的至少一个：a)使用所述二维类辛傅立叶变换的逆来将所述二维傅立叶变换的信息流形的所述近似变换成至少一个接收到的信息流形的近似，并且使用与所述二维信道状态有关的信息来针对数据信道损伤校正所述至少一个接收到的信息流形；b)使用与所述二维信道状态有关的信息来针对所述数据信道损伤校正所述二维傅立叶变换的信息流形的所述近似，并且使用所述二维类辛傅立叶变换的逆来转而产生所述至少一个接收到的信息流形。12.一种在受损的数据信道上无线传送数据的自动化方法，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·S·拉基布，R·哈达尼，
申请(专利权)人：凝聚技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US