一种信号调制方法以及装置制造方法及图纸

本申请实施例公开了一种信号调制方法，用于降低IDFT‑VFDM系统中的PAPR。本申请实施例方法包括：一种信号调制方法，应用于IDFT‑VFDM系统中，其具体方案如下：该IDFT‑VFDM系统中的发射机获取目标矩阵，其中，该目标矩阵包括满秩n阶矩阵和零矩阵，其中所述满秩n阶矩阵对应IDFT‑VFDM时域波形的高电平区域，所述零矩阵对应所述IDFT‑VFDM时域波形的低电平区域；然后该发射机根据该目标矩阵和该发射机的预编码器矩阵确定酉矩阵，其中该酉矩阵为该目标矩阵与该预编码器矩阵满足正交强迫一致准则下的解；再然后该发射机根据该酉矩阵与该预编码器矩阵对调制符号进行编码得到输出信号；最后该发射机将该输出信号发送给该IDFT‑VFDM系统中的接收机。

【技术实现步骤摘要】
一种信号调制方法以及装置
本申请涉及通信领域，尤其涉及一种信号调制方法以及装置。
技术介绍
为了提供更高速率、更广覆盖、更低时延的全联接服务，第五代移动通信技术(5thgenerationmobilenetworks，5G)极大地扩展了载波频率和传输带宽的范围。根据长期演进(longtermevolution，LTE)协议，现有的第四代移动通信技术(4thgenerationmobilenetworks，4G)在绝大多数场景下载波频率不超过2.6吉赫(GHz)。然而，根据新空口(NewRadio，NR)协议，上下行链路的载波频率典型值均超过3GHz，这意味着如果配置相同的发送功率和天线数，NR用户设备(UserEquipment，UE)的上行覆盖范围将小于当前LTEUE。另一方面，工作在3.5GHz频段NRUE的上行覆盖范围远小于下一代基站(nextgenerationNodeB，gNB)的下行覆盖范围。如图1所示，NRUE通过辅助上行链路(SupplementaryUpLink，SUL)与LTE共享1.8GHz频段，从而实现NR上行覆盖增强。需要指出的是，如果直接让NRUE工作在1.8GHz频段，而不对发送信号作任何处理，将不可避免地对增强基站(enhancedNodeB，eNB)造成干扰。而针对这种LTE和NR基站共站部署的场景，实际中通过将4G和5G上行频域资源完全隔离从而达到避免相互间干扰的目的。通常是采用离散傅里叶逆变换-范德蒙子空间频分复用(InverseDiscreteFourierTransform-Vandermonde-subspaceFrequencyDivisionMultiplexing，IDFT-VFDM)发射机结构进行数据信号的发送。但是该IDFT-VFDM系统中依然存在峰均功率比(Peak-to-AveragePowerRatio，PAPR)较高的问题。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种信号调制方法，用于降低IDFT-VFDM系统中的PAPR。第一方面，本申请实施例提供一种信号调制方法，应用于IDFT-VFDM系统中，其具体方案如下：该IDFT-VFDM系统中的发射机获取目标矩阵，其中，该目标矩阵包括满秩n阶矩阵和零矩阵，其中所述满秩n阶矩阵对应IDFT-VFDM时域波形的高电平区域，所述零矩阵对应所述IDFT-VFDM时域波形的低电平区域；然后该发射机根据该目标矩阵和该发射机的预编码器矩阵确定酉矩阵，其中该酉矩阵为该目标矩阵与该预编码器矩阵满足正交强迫一致准则下的解；再然后该发射机根据该酉矩阵与该预编码器矩阵对调制符号进行编码得到输出信号；最后该发射机将该输出信号发送给该IDFT-VFDM系统中的接收机。本实施例中，该发射机根据该酉矩阵和该预编码器矩阵对调制符号进行编码时可以有如下两种实施方案：一种可能实现方式中，该发射机先将该酉矩阵与该预编码器矩阵进行相乘得到新的编码矩阵(即其中，用于表示该新的编码矩阵，该E表示该预编码器矩阵，该U表示该酉矩阵)，然后利用该编码矩阵对该调制符号进行编码。另一种可能实现方式中，该发射机先利用该酉矩阵对该调制符号进行编码得到新的调制符号；然后再将该新的调制符号经过该预编码器矩阵编码，最终得到该输出信号。可以理解的是，这两种方式的效果是等价的，就是说将酉矩阵与该预编码器矩阵结合得到新的预编码矩阵这种方式等价于先用酉矩阵进行编码再使用预编码器编码。但是为了简化系统结构和降低计算复杂度，实际可采用第一种方式，即在调制符号发送之前只进行一次编码。本实施例中设计与IDFT-VFDM时域波形的波形特征相同的目标矩阵，并采用正交强迫一致准则生成酉矩阵，然后该发射机根据酉矩阵和该发射机自身具备的奇异值分解零空间预编码矩阵生成新的预编码器对调制符号进行编码生成输出信号。这样可以在保证带限零干扰传输的前提下，降低了输出信号的PAPR。可选的，在该IDFT-VFDM时域波形的波形特征为T型窗时，所述目标矩阵表示为：其中，所述表示无干扰传输时所述发射机发送的最大调制符号数，所述对应所述预编码器矩阵的列数。这样的目标矩阵具有较好的PAPR性质并且符合IDFT-VFDM时域波形的波形特征。可以理解的是，理想情况下，当该目标矩阵每一行有且仅有一个元素为1时，即该目标矩阵指示的输出信号的波幅值恒定时，该目标矩阵指示的输出信号的PAPR最小。但这样的目标矩阵不一定满秩，且不符合IDFT-VFDM时域波形的波形特征。所以用户在设计该目标矩阵时，应在该目标矩阵满秩和符合IDFT-VFDM时域波形的波形特征的约束下，选择输出信号的PAPR较小的矩阵作为该目标矩阵。比如，该目标矩阵的零矩阵对应IDFT-VFDM时域波形的低电平部分，该目标矩阵的剩余部分在满秩的条件下使每一行有且仅有一个元素为1(比如设置为单位矩阵)。可选的，该IDFT-VFDM时域波形的波形特征也还可以根据该IDFT-VFDM时域波形的信道特征确定。比如，对于平坦衰落信道，该IDFT-VFDM时域波形的波形特征为“前面高后面低”的L型窗。这时根据IDFT-VFDM时域波形的特点，该目标矩阵的组成为单位矩阵在前，零矩阵在后的L型窗。这样根据具体情况来设计目标矩阵可以使得该目标矩阵达到更理想的PAPR特性。可选的，该发射机根据该目标矩阵和该发射机的预编码器矩阵确定酉矩阵包括：该发射机对该预编码器矩阵的转置共轭矩阵与该目标矩阵的乘积进行奇异值分解得到第一公式；该发射机根据该第一公式确定该酉矩阵；其中，该第一公式为：EHT＝M∑N；其中，该E表示该预编码器矩阵，该T表示该目标矩阵，该M为左奇异矩阵，该N表示右奇异矩阵，该∑用于表示对角矩阵；该酉矩阵表示为U＝MNH。可选的，在基于上述方案的前提下，本申请实施例中，还提供如下技术方案用于降低PAPR，具体如下：一种可能实现方式中，该发射机将限幅法与该酉矩阵进行结合。该发射机利用该酉矩阵和该预编码器矩阵对该调制符号进行编码得到第一信号；该发射机对该第一信号循环进行时域限幅和频域滤波得到第二信号；该发射机利用该酉矩阵和该预编码器矩阵对该第二信号进行编码得到该输出信号。这样可以更进一步的降低该IDFT-VFDM时域信号的PAPR特性。另一种可能实现方式中，该发射机将选择映射法与该酉矩阵进行结合。该发射机对该调制符号经过随机相移生成调制符号集合；该发射机对该调制符号集合中的各个调制符号分别通过该酉矩阵和该预编码器矩阵编码得到信号集合；该发射机选择该信号集合中PAPR最小的信号作为该输出信号。这样可以更进一步的降低该IDFT-VFDM时域信号的PAPR特性。本申请实施例中，在发射机端对于IDFT-VFDM时域信号通过新的编码器进行编码之后，接收机端也需要采用新的解码器来对接收到的信号进行解码。此处对于接收机端的解码过程不进行详细的描述。第二方面，本申请实施例提供一种信号调制装置，该装置具有实现上述第一方面中发射机行为的功能。所述功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种信号调制方法，其特征在于，包括：/n发射机获取目标矩阵，所述目标矩阵包括满秩n阶矩阵和零矩阵，其中所述满秩n阶矩阵对应离散傅里叶逆变换-范德蒙子空间频分复用IDFT-VFDM时域波形的高电平区域，所述零矩阵对应所述IDFT-VFDM时域波形的低电平区域；/n所述发射机根据所述目标矩阵和所述发射机的预编码器矩阵确定酉矩阵，所述酉矩阵为所述目标矩阵与所述预编码器矩阵满足正交强迫一致准则下的解；/n所述发射机根据所述酉矩阵和所述预编码器矩阵对调制符号进行编码得到输出信号；/n所述发射机将所述输出信号发送给接收机。/n

【技术特征摘要】
1.一种信号调制方法，其特征在于，包括：
发射机获取目标矩阵，所述目标矩阵包括满秩n阶矩阵和零矩阵，其中所述满秩n阶矩阵对应离散傅里叶逆变换-范德蒙子空间频分复用IDFT-VFDM时域波形的高电平区域，所述零矩阵对应所述IDFT-VFDM时域波形的低电平区域；
所述发射机根据所述目标矩阵和所述发射机的预编码器矩阵确定酉矩阵，所述酉矩阵为所述目标矩阵与所述预编码器矩阵满足正交强迫一致准则下的解；
所述发射机根据所述酉矩阵和所述预编码器矩阵对调制符号进行编码得到输出信号；
所述发射机将所述输出信号发送给接收机。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述IDFT-VFDM时域波形的波形特征为T型窗时，所述目标矩阵表示为：



其中，所述表示无干扰传输时所述发射机发送的最大调制符号数，所述对应所述预编码器矩阵的列数。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述IDFT-VFDM时域波形的波形特征根据所述IDFT-VFDM时域波形的信道特征确定。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述发射机根据所述目标矩阵和所述发射机的预编码器矩阵确定酉矩阵包括：
所述发射机对所述预编码器矩阵的转置共轭矩阵与所述目标矩阵的乘积进行奇异值分解得到第一公式；
所述发射机根据所述第一公式确定所述酉矩阵；
其中，所述第一公式为：
EHT＝M∑N；其中，所述E表示所述预编码器矩阵，所述T表示所述目标矩阵，所述M为左奇异矩阵，所述N表示右奇异矩阵，所述∑用于表示对角矩阵；
所述酉矩阵表示为U＝MNH。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述发射机根据所述酉矩阵和所述预编码器矩阵对调制符号进行编码得到输出信号包括：
所述发射机利用所述酉矩阵和所述预编码器矩阵对所述调制符号进行编码得到第一信号；
所述发射机对所述第一信号信号循环进行时域限幅和频域滤波得到第二信号；
所述发射机利用所述酉矩阵和所述预编码器矩阵对所述第二信号进行编码得到所述输出信号。


6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述发射机根据所述酉矩阵和所述预编码器矩阵对调制符号进行编码得到输出信号包括：
所述发射机对所述调制符号经过随机相移生成调制符号集合；
所述发射机对所述调制符号集合中的各个调制符号分别通过所述酉矩阵和所述预编码器矩阵编码得到信号集合；
所述发射机选择所述信号集合中峰均功率比PAPR最小的信号作为所述输出信号。


7.一种信号调制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取目标矩阵，所述目标矩阵包括满秩n阶矩阵和零矩阵，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯奇，庞继勇，余官定，丁光耀，
申请(专利权)人：上海华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31