正交时间频率空间调制信号的接收器侧处理制造技术

描述了用于发送和接收参考信号的无线通信技术。参考信号可包括使用与数据传输资源分开的传输资源所传输的导频信号。导频信号从基站连续地传输到正被服务的用户设备。导频信号通过被处理以获得时间‑频率信号的延迟‑多普勒域信号产生，时间‑频率信号在时间频率域中占据二维晶格，该二维晶格与对应于数据信号传输的晶格不重叠。

Receiver Side Processing of Orthogonal Time-Frequency-Space Modulated Signals

The wireless communication technology for transmitting and receiving reference signals is described. The reference signal may include pilot signals transmitted using transmission resources separated from data transmission resources. Pilot signals are continuously transmitted from the base station to the user equipment being served. The pilot signal is generated by the delay Doppler domain signal which is processed to obtain the time-frequency signal. The time-frequency signal occupies a two-dimensional lattice in the time-frequency domain. The two-dimensional lattice does not overlap the lattice corresponding to the data signal transmission.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】正交时间频率空间调制信号的接收器侧处理相关申请的交叉引用本专利文件要求于2016年3月23日提交的题为“RECEIVER-SIDEPROCESSINGOFORTHOGONALTIMEFREQUENCYSPACEMODULATEDSIGNALS(正交时间频率空间调制信号的接收器侧处理)”的第62/257,171号美国临时专利申请的优先权。前述专利申请的全部内容通过引用并入本文。
本文涉及无线通信，并且更具体地涉及正交时间频率空间调制信号的接收器侧处理。
技术介绍
由于无线用户设备的数量以及这些设备能产生或消耗的无线数据量的爆炸性增长，当前的无线通信网络快速地用尽带宽以适应数据流量的这种高增长并且为用户提供高质量的服务。电信行业正在进行各种努力，以推出能够满足无线设备和网络的性能需求的下一代无线技术。
技术实现思路
本文公开了用于接收正交时间频率和空间(OTFS)调制信号并且从该调制信号中提取信息比特的接收器侧技术。在一个示例方面中，公开了一种由无线通信接收器实施的无线通信方法。该方法包括处理具有使用正交时间频率和空间(OTFS)调制方案所调制的信息比特的无线信号以产生时间-频率域数字样本、执行时间-频率域数字样本的线性均衡来产生均衡信号、将均衡信号输入到在延迟-时间域中操作的反馈滤波器以产生判定反馈均衡器(DFE)输出信号、从DFE输出信号中提取符号估计以及从符号估计中恢复信息比特。在另一示例方面中，公开了用于无线通信的装置。该装置包括用于处理在装置的一个或多个天线处接收的无线信号的模块。模块可在时间-频率域中执行线性均衡。模块可在延迟-时间域中执行DFE操作。模块可在延迟-多普勒域中执行符号估计。本文中描述了这些特征及其他特征。附图说明本文中所描述的附图用于提供对本申请的进一步理解以及构成本申请的一部分。示例性实施方式及其图示用于解释技术而不是限制其范围。图1示出了示例通信网络。图2是示出OTFS发射器的示例的框图。图3是示出OTFS接收器的示例的框图。图4是示出单输入多输出(SIMO)DFE接收器的示例的框图。图5是示出延迟-多普勒域中复用导频区域和数据区域的示例的曲线图。图6是示出具有有序/无序流间干扰消除(SIC)的MIMODFE的示例的框图。图7是示出使用硬分割器的MIMO极大似然(ML)DFE接收器的示例的框图。图8是示出使用软QAM调制的MIMOML-DFE接收器的示例的框图。图9示出了示例无线通信传输方法的流程图。图10示出了无线传输装置的示例的框图。图11示出了无线收发器装置的示例。图12示出了传输帧的示例。具体实施方式为使本公开的目的、技术方案和有益效果更加明显，以下参照附图详细描述了各种实施方式。除非另外指出，本文中的实施方式以及实施方式中的特征均可彼此组合。预期当今的无线技术无法满足对无线通信的日益增长的需求。许多工业组织已开始致力于下一代无线信号互操作性标准的标准化。其中一个示例为第三代合作伙伴(3GPP)计划的第五代(5G)成果，其在本文全文中使用以用于说明的目的。然而，所公开的技术可用在其他无线网络和系统中。在本文中使用章节标题来提高说明书的可读性，并且章节标题不以任何方式将讨论内容仅限制到相应的章节。图1示出了可以实施所公开的技术的示例通信网络100。网络100可包括向一个或多个接收器102传输无线信号s(t)(下行链路信号)的基站发射器，所接收的信号用r(t)表示，一个或多个接收器102可位于包括建筑物内部或外部以及移动车辆中的多种位置。接收器可将上行链路传输发送到通常位于无线发射器附近的基站，本文中所描述的技术可在接收器102处实施。因为OTFS调制的信号不是沿着时间-频率网格而是沿着延迟-多普勒网格进行调制，所以诸如用于接收正交频分复用(OFDM)信号的技术的传统信号接收技术(例如，如在长期演进(LTE)系统中使用的)不能提供足够的性能来接收和处理OTFS信号以提取或恢复在OTFS信号上调制的信息比特。本文中公开的技术可以克服这些问题及其他问题。1.介绍无线衰落信道上的信号传输经受时间和频率选择性衰落，必须对该衰落进行补偿以进行可靠的端到端通信。当前的多载波调制技术(诸如，正交频分复用(OFDM))和单载波频分复用(SC-FDM)利用了信道的频率选择性所提供的自由度，其特征在于延迟扩展。然而，如由多普勒扩展表征的、信道的时间选择性性质本身不由这些调制技术处理。正交时间频率和空间是广义的二维多载波调制，其充分利用由无线信道的延迟和多普勒维度所提供的自由度。1.1符号在本专利文件中采用以下数学符号。粗体字体用于描述向量和矩阵。在大多数情况下，小写字母和大写字母分别表示向量和矩阵。在一些情况下，诸如在区分时间向量和频率向量时，大写字母也可用于频域中的向量。上标(·)T、(·)*、(·)H分别表示转置算子、共轭算子和共轭转置算子，而表示克罗内克积。矩阵A的行i和列j中的元素表示为Aij或A(i，j)。矩阵FN表示归一化的N×NDFT矩阵，其中FN(i，j)＝(1/Ne-j2πij/N。IL表示L×L单位矩阵，而0L×L表示L×L零矩阵。表示复数域上的M维向量空间，并且表示M维列向量。Nt、Nr分别是发送天线和接收天线的数量。Nl是空间层或流的数量。N、M是分别与延迟轴和多普勒轴对应的晶格尺寸。X(k，l)表示时间-频率网格上的(k，l)点处的信号，其中，k是频率索引并且l是时间索引。2.信号模型多天线通信系统可包括利用Nt个发送天线和Nr个接收天线在无线衰落信道上进行传输的设备。图2描绘了OTFS发射器的示例。待从发射器传输的信息比特可由前向纠错(FEC)块编码、与信道分配可支持的比特数进行速率匹配、加扰并调制到表示为Ω的离散星座上。信息比特可包括在本地生成或经由数据输入连接(在附图中未示出)从其他设备接收的用户数据。为了清楚起见，讨论了正交幅度调制(QAM)星座示例，但是也可使用诸如相移键控的一些其他数字星座。根据确定的信道秩将QAM符号映射到一个或多个空间层(或流)上。例如，在从基站到用户设备(UE)的下行链路蜂窝传输中，信道秩可由UE计算并且作为信道状态信息(CSI)反馈到基站。替代地，在时分双工(TDD)系统中，基站通过采用上行链路-下行链路信道相互作用来得出信道秩。对于OTFS传输，层p的信息符号可以被视为限定在二维延迟-多普勒平面上的函数x(τ，ν，p)，p＝0，...，Nl-1上的函数。二维延迟-多普勒信道模型等式的特征在于2D循环卷积：其中，MIMO信道h(τ，ν)具有维数Nr×Nl并且沿着延迟和多普勒轴具有有限支持，并且是所接收的无噪声信号。所传输的向量被假设具有零平均值和统一方差。实际上，通过对τ轴上的N个点和v轴上的M个点进行采样将QAM符号映射到晶格上，即，x(n，m，p)，其中，m＝0，...，M-1并且m＝0，...，M-1。为了简单起见，除非必要，否则将省略层索引。对于每个空间层，通过二维变换将信息符号矩阵变换到时间-频率域。一种这样的变换是逆离散辛傅里叶变换(IDSFT)。本文中所采用的有关辛傅里叶变换的惯例遵循一维模拟。(1)(连续时间)傅里叶变换(FT)<->辛傅里叶变换(SFT)。(2)离散时间傅里本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由无线通信接收器实施的无线通信方法，包括：处理无线信号以产生时间‑频率域数字样本，所述无线信号包括使用正交时间频率和空间(OTFS)调制方案所调制的信息比特；执行所述时间‑频率域数字样本的线性均衡，从而产生均衡信号；以及将所述均衡信号输入到在延迟‑时间域中操作的反馈滤波器以产生判定反馈均衡器(DFE)输出信号；从所述DFE输出信号提取符号估计；以及从所述符号估计恢复所述信息比特。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.23 US 62/312,3671.一种由无线通信接收器实施的无线通信方法，包括：处理无线信号以产生时间-频率域数字样本，所述无线信号包括使用正交时间频率和空间(OTFS)调制方案所调制的信息比特；执行所述时间-频率域数字样本的线性均衡，从而产生均衡信号；以及将所述均衡信号输入到在延迟-时间域中操作的反馈滤波器以产生判定反馈均衡器(DFE)输出信号；从所述DFE输出信号提取符号估计；以及从所述符号估计恢复所述信息比特。2.根据权利要求1所述的方法，其中，提取所述符号估计的步骤在延迟-多普勒域中执行。3.根据权利要求1所述的方法，其中，处理所述无线信号包括应用二维变换以产生所述时间-频率域数字样本。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述二维变换包括离散辛傅里叶变换。5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述应用二维变换包括在所述时间-频率域中的网格上应用二维窗函数。6.根据权利要求1所述的方法，其中，处理所述无线信号包括将所述无线信号从射频信号向下转换成基带信号。7.根据权利要求6所述的方法，其中，处理所述无线信号还包括将自动增益控制(AGC)应用至所述基带信号以产生经增益校正的基带信号。8.根据权利要求7所述的方法，其中，处理所述无线信号还包括将所述经增益校正的基带信号从模拟域转换成所述时间-频率域数字样本。9.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述线性均衡包括执行所述线性均衡以最小化误差准则的均方误差。10.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述线性均衡包括执行所述时间-频率域数字样本的维纳滤波。11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述均衡信号包括符号间干扰(ISI)，以及其中，所述DFE输出信号抑制所述ISI。12.根据权利要求1所述的方法，其中，产生所述DFE输出信号包括执行单输入多输出(SIMO)判定反馈均衡(DFE)以产生所述DFE输出信号。13.根据权利要求1所述的方法，其中，产生所述DFE输出信号包括执行多输入多输出(MIMO)判定反馈均衡(DFE)以产生所述DFE输出信号。14.根据权利要求1所述的方法，其中，产生所述DFE输出信号包括使用连续干扰消除(SIC)执行多输入多输出(MIMO)判定反馈均衡(DFE)以产生所述DFE输出信号。15.根据权利要求12、13或14所述的方法，其中，通过在所述延迟-时间域中操作一组M个并行的噪声预测DFE反馈滤波器来执行所述DFE，其中，M为整数。16.根据权利要求15所述的方法，还包括：通过以下步骤计算所述均衡器的输出：对于给定的OTFS符号，将所述均衡器的输出变换成延迟-时间域表示；计算延迟域误差协方差矩阵的估计；计算截取的误差协方差矩阵；获得前馈滤波器的滤波器系数；以及使用所述滤波器系数计算所述均衡器的输出。17.一种无线通信接收器装置，包括：射频(RF)前端；存储器，存储指令；处理器，从存储器读取所述指令以从所述RF前端接收无线信号并从所述无线信号恢复信息比特，所述指令包括：用于处理无线信号以产生时间-频率域数字样本的指令，所述无线信号包括使用正交时间频率和空间(OTFS)调制方案所调制的信息比特；用于执行所述时间-频率域数字样本...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙尼·哈达尼，什洛莫·塞利姆·拉吉布，安东尼·埃肯永，克莱顿·安布罗斯，沙哈尔·昆斯，
申请(专利权)人：凝聚技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US