正交时间频率空间信号的多用户复用的制作方法

此专利文献要求2016年8月12日提交的题为“正交时间频率空间信号的多用户复用”的美国临时专利申请第62/374,705号的权益和优先权。前述专利申请的全部内容作为本申请的公开的一部分通过引用并入本文。

本文献涉及无线通信，更具体地，涉及单输入单输出(siso)和多输入多输出(mimo)系统中的多用户信号的发射和接收。

背景技术：

由于无线用户装置数量的爆炸性增长以及这些装置可生成或消耗的无线数据量，当前的无线通信网络正在快速耗尽带宽以适应数据流量的这类高增长并为用户提供高质量的服务。

电信行业正在做出各种努力，以开发出可满足对无线装置和网络性能的需求的下一代无线技术。

技术实现要素：

此文献公开用于在上行链路和/或下行链路方向上复用来自/去往多个用户装置的信号的技术。

在一个实例方面，公开一种用于使用来自多维资源网格的发射资源来执行从发射装置到多个用户装置的下行链路发射的方法。所述方法包含将发射资源逻辑划分为多个段，向多个用户装置中的给定用户装置分派多个段中的一个或多个的发射资源，以及使用用于给定用户装置的分派的发射资源中的至少一些，对要发射到给定用户装置的数据或信号使用正交时间频率空间(otfs)变换来执行下行链路发射。

在另一方面，公开一种用于使用从多维资源网格到接收装置的发射资源来执行来自多个用户装置的上行链路发射的无线通信方法。所述方法包含将发射资源逻辑划分为多个段，向多个用户装置中的给定用户装置分派多个段中的一个或多个的发射资源，以及使用用于给定用户装置的分派的发射资源中的至少一些来执行来自给定用户装置的上行链路发射，其中上行链路发射包含已经历正交时间频率空间(otfs)变换的数据。

在又一方面，公开一种用于在无线装置与多个用户装置之间执行发射的方法。所述方法包含将多个用户装置逻辑分组为第一组用户装置和第二组用户装置，通过沿着发射资源的第一多维表示的第一维度复用，将第一组发射资源分配给第一组用户装置，并且将第二组发射资源分配给第二组用户装置，通过沿着发射资源的第二多维表示中的第二维度复用，将发射资源从第一组发射资源分配给第一组中的用户装置，并使用相应的分配的发射资源在无线装置与至少一个用户装置之间执行发射。

在又一方面，公开一种在网络侧装备处实施的用于接收包括来自多个用户装备的上行链路发射的复用的正交时间频率空间(otfs)信号的无线通信方法。所述方法包含对复用执行联合均衡以生成联合均衡的符号，基于关于符号的发射资源位置的外在信息，从联合均衡的符号中提取对应于给定发射装置的符号，对提取的符号进行解映射并执行前向纠错以生成输出位，以及基于输出位生成反馈信号以用于改善下一次迭代中的联合均衡。

在又一方面，公开一种用于接收正交时间频率空间(otfs)信号的方法，所述正交时间频率空间(otfs)信号包括用于多个接收装置的发射复用。所述方法包含对复用执行联合均衡以生成联合均衡的符号，从联合均衡的符号中提取对应于一个或多个接收装置的符号，并对提取的符号进行解映射并执行前向纠错以生成输出位，以及基于输出位生成反馈信号以用于改善下一次迭代中的联合均衡。

在又一方面，公开一种无线装置，其包括被配置成实施上述方法中的一个的处理器。

在又一方面，公开一种存储指令的计算机可读存储器，所述指令在由处理器执行时使处理器实施所描述的方法中的一个。

在本文献中描述这些和其它特征和实施例。

附图说明

本文描述的附图用于提供另外的理解并构成本申请的一部分。实例实施例及其说明用于解释所述技术而不是限制其范围。

图1示出实例通信网络。

图2示出沿着延迟维度在延迟-多普勒网格中基于复用的发射资源分配的实例。

图3示出多用户上行链路通信系统的实例。

图4示出多用户下行链路通信系统的实例。

图5为多用户迭代接收器的实例实施方式的框图。

图6示出沿着频率维度在时间-频率网格中分配发射资源的实例。

图7示出通过在延迟-多普勒域和时间-频率域两者中复用来为一个或多个用户装置和无线装置之间的发射分配发射资源的实例。

图8示出实例无线通信下行链路发射方法的流程图。

图9示出实例无线通信上行链路发射方法的流程图。

图10示出无线收发器设备的实例。

图11示出无线通信方法的实例的流程图。

图12示出无线通信方法的实例的流程图。

图13示出无线通信方法的实例的流程图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术解决方案和优点更加清楚，下面参考附图详细描述各种实施例。除非另有说明，否则本文献的实施例中的实施例和特征可彼此组合。

在包含附录的本文献中使用章节标题，以提高描述的可读性，并且不以任何方式将论述仅限于各个章节。

图1示出可实施所公开的技术的实例通信网络100。网络100可包含将无线信号s(t)(下行链路信号)发射到一个或多个接收器102的基站发射器，接收的信号表示为r(t)，其可位于各种位置，包含建筑物内部或外部以及移动的车辆中。接收器可将上行链路发射发射到基站，基站通常位于无线发射器附近。本文描述的技术可在接收器102处实施。

简单的介绍

正交时间频率空间(otfs)变换可用于将放置在延迟-多普勒网格上的星座符号变换为时间-频率网格上的符号。然后可使用正交频分复用(ofdm)来调制这些时间-频率符号，并通过无线系统的衰落信道发射。

无线系统通常被配置成在网络侧具有基站和部署在区域中的多个用户装置(缩写为用户)。从用户装置到基站的发射称为上行链路发射，而从基站到用户装置的发射称为下行链路发射。为了适应往来于用户装置的发射，存在两种多用户方案，它们通常用于不同的通信系统：

多用户上行链路-其中不同用户同时发射(经受时分复用)，共享带宽，但经历不同的信道并且所有信号由单个接收器(例如，基站)接收，所述接收器解码所有用户。

多用户下行链路-其中单个发射器通过共享带宽向多个不同用户发送数据。每个用户装置接收信号，所述信号经历通常不同的信道并且仅解码针对其自身的数据。

虽然在本文献中参考上行链路和下行链路发射描述各种发射和接收技术，但是这些技术也适用于在两个方向上在发射无线装置和多个无线装置之间进行发射的其它情况。这类实例包含例如可在无线装置之间建立的自组织网络。

当使用otfs信号时，普遍的ofdm发射技术没有解决可有效地复用otfs发射的方式。本文献中公开的技术可用于多用户以共享和解码otfs信号。

尽管用发射资源的延迟-多普勒域或时间-频率域表示的实例描述各种实施例，但是一般来说，发射带宽可以多个维度表示，其中多个维度中的每个维度都与其它维度具有正交关系。

在延迟-多普勒域中的复用

在多个用户装置之间共享otfs信号(或otfs发射资源)的一种可能方式为在延迟-多普勒域中复用用户装置，这意指将资源网格的不同部分分配给不同的用户。这种分配可为任意的，但是为了简化接收器，沿着网格维度中的一个，或者沿着延迟或多普勒维度中的任一个复用用户可能更好。图2示出沿着延迟维度在延迟-多普勒网格中复用用户的实例。

多用户上行链路发射方案

图3示出在延迟-多普勒网格中(沿着延迟)复用的3个用户装置(用户1、用户2和用户3)的实例。每个用户占据延迟-多普勒网格的不同部分，其中网格的其余部分未分配(零)。每个用户可将特定参考信号添加到其发射，以使得能够在接收器处进行信道估计。用户通过不同的信道(h1，...，h3)同时发射，并在单个接收器处一起接收。应用逆otfs变换后，接收器的延迟-多普勒网格含有所有接收的用户。如图3所描绘，可使用otfs变换将来自用户装置的上行链路信号变换为ofdm信号。波形发生器可沿着时间-频率网格将发射资源分派给ofdm信号。另外，波形发生器还可包含参考信号。可将得到的信号发射到多用户接收器装置。在接收器装置处，可使用otfs逆变换对接收信号进行逆变换，并且可将得到的信号解复用为源自多个用户装置的信号。

多用户下行链路发射方案的实例

图4示出在经历3个不同信道之后共享发射并由3个不同接收器接收的3个用户的实例。每个用户仅解码其特定数据。如图所描绘，单个发射装置可复用来自多个用户装置的信号，将它们变换为ofdm时间-频率网格，任选地添加参考信号并发射到用户装置。在用户装置处，每个用户装置可接收发射，并且提取打算发射到用户装置的数据。

多用户迭代接收器实施例的实例

多用户接收器的一种可能实施方式包含迭代方案，其中均衡器获得关于用户符号的外在先验信息。外在信息可包含允许接收器装置成功解复用包含来自多个发射装置的发射的信号的信息。举例来说，外在信息可包含分配给多个发射装置的调度。均衡器可为每个用户装置执行线性最小均方误差(mmse)滤波，以在时间-频率网格上提取相应的估计符号。然后，使用逆otfs变换将这些符号变换为延迟-多普勒网格，转换为位似然性并且可能进行前向纠错(fec)解码。根据每个用户的fec，将编码位的似然性转换为符号的先验信息，并使用otfs变换将其变换回时间-频率网格。每个特定用户的均衡也可考虑所有其它用户的先验信息。图5示出用于三个上行链路用户的这类接收器的实例。用于下行链路用户的同等接收器可仅包含针对所述特定目标用户的单个处理链。

在时间-频率域中复用

一般来说，在各种实施例中，其它类型的复用也为可能的，如在时间-频率网格中复用用户(图6)或者组合在延迟-多普勒中的复用和时间-频率中的复用(图7)。特别地，如图7中所描绘，在一些实施例中，可在两个阶段中实现复用。在第一阶段，可在延迟维度中复用来自第一组中的多个用户装置的发射，并且可在延迟维度(或沿着多维资源网格的另一个合适的维度)中单独地复用第二组。然后，可在频域中将得到的信号输出复用为第一用户组(用户组1)和第二用户组(用户组2)。在图7中，第一用户组和第二用户组中的用户装置1、用户装置2等可表示不同的用户装置。一般来说，用户组可具有不同数量的用户装置(n1和n2，其中n1和n2等于1或更多)。

图8为用于使用来自多维资源网格的发射资源来执行从发射装置到多个用户装置的下行链路发射的实例方法800的流程图。所述方法包含将发射资源逻辑分区(802)为多个段，向多个用户装置中的给定用户装置分派(804)多个段中的一个或多个的发射资源，以及使用用于给定用户装置的分派的发射资源中的至少一些，对要发射到给定用户装置的数据或信号使用正交时间频率空间(otfs)变换来执行(806)下行链路发射。

在一些实施例中，对发射资源的逻辑划分包含沿着多维资源网格的一个维度复用发射资源。在一些实施例中，多维资源网格包含延迟维度和多普勒维度，并且其中复用发射资源包含沿着延迟维度复用发射资源。另选地，在一些实施例中，多维资源网格包含延迟维度和多普勒维度，并且其中复用发射资源包含沿着多普勒维度复用发射资源。在一些实施例中，多维网格或资源包含时间维度和频率维度，并且其中复用发射资源包含沿着频率维度复用发射资源。在一些实施例中，多维网格或资源包含时间维度和频率维度，并且其中复用发射资源包含沿着时间维度复用发射资源。

在一些实施例中，下行链路发射包含参考信号以使得能够由给定用户装置进行信道估计。举例来说，参考信号是基于给定用户装置的标识。在一些实施例中，多维网格可表示二维资源网格，如时间-频率网格或延迟-多普勒资源网格。在一些实施例中，资源的划分可在多维资源网格中非均匀地间隔开。举例来说，一些用户装置可基于其应用层带宽请求被分配比其它装置更多的发射资源。

图9为用于使用从多维资源网格到接收装置的发射资源来执行来自多个用户装置的上行链路发射的实例方法900的流程图。方法900包含将发射资源逻辑划分(902)为多个段，向多个用户装置中的给定用户装置分派(904)多个段中的一个或多个的发射资源，以及使用用于给定用户装置的分派的发射资源中的至少一些来执行(906)来自给定用户装置的上行链路发射，其中上行链路发射包含已经历正交时间频率空间(otfs)变换的数据。

在一些实施例中，对发射资源的逻辑划分包含沿着多维资源网格的一个维度复用发射资源。在一些实施例中，多维网格或资源包含延迟维度和多普勒维度，并且其中复用发射资源包含沿着延迟维度复用发射资源。在一些实施例中，多维网格或资源包含延迟维度和多普勒维度，并且其中复用发射资源包含沿着多普勒维度复用发射资源。在一些实施例中，二维网格或资源包含延迟维度和多普勒维度，并且其中复用发射资源包含沿着频率维度复用发射资源。在一些实施例中，二维网格或资源包含延迟维度和多普勒维度，并且其中复用发射资源包含沿着时间维度复用发射资源。

在一些实施例中，上行链路发射包含参考信号以使得能够由接收装置进行信道估计。参考信号可基于接收信号的标识。举例来说，参考信号可被专门设计成允许接收设计执行信道均衡和其它优化功能。

图10示出无线收发器设备500的实例。设备500可用于实施方法200。设备500包含处理器502、存储器504，所述存储器504在由处理器执行的计算期间存储处理器可执行指令和数据。设备500包含接收和/或发射电路506，例如，包含用于接收或发射信号的射频操作。

图11为用于在无线装置与多个用户装置之间执行发射的方法1100的流程图。方法1100包含：将多个用户装置逻辑分组(1102)为第一组用户装置和第二组用户装置；通过沿着发射资源的第一多维表示的第一维度复用，将第一组发射资源分配(1104)给第一组用户装置，并且将第二组发射资源分配(1104)给第二组用户装置；通过沿着发射资源的第二多维表示中的第二维度复用，将发射资源从第一组发射资源分配(1106)给第一组中的用户装置；以及使用相应的分配的发射资源在无线装置与至少一个用户装置之间执行(1108)发射。

在一些实施例中，第一多维表示包括时间-频率表示，并且第二多维表示包括延迟-多普勒表示。在各种实施例中，第一维度可为频率或时间维度，并且第二维度可为延迟或多普勒维度。在一些实施例中，用户组可包含一个装置或多于一个装置。

图12为用于接收正交时间频率空间(otfs)信号的方法1200的流程图，所述正交时间频率空间(otfs)信号包括来自多个发射装置的发射的复用。方法1200包含对复用执行(1202)联合均衡以生成联合均衡的符号，基于关于符号的发射资源位置的外在信息，从联合均衡的符号中提取(1204)对应于给定发射装置的符号，对提取的符号进行解映射(1206)并执行前向纠错以生成输出位，以及基于输出位生成(1208)反馈信号以用于改善下一次迭代中的联合均衡。

在一些实施例中，生成反馈信号的操作包含执行符号映射，随后对符号映射的结果进行otfs变换以生成反馈信号。在一些实施例中，为用户装置生成输出位的操作包含执行逆otfs调制。

图13为用于接收正交时间频率空间(otfs)信号的方法1300的流程图表示，所述正交时间频率空间(otfs)信号包括用于多个接收装置的发射复用。方法1300包含对复用执行(1302)联合均衡以生成联合均衡的符号，从联合均衡的符号中提取(1304)对应于一个或多个接收装置相的符号，并且对提取的符号进行解映射并执行前向纠错以生成输出位，以及基于输出位生成(1306)反馈信号以用于改善下一次迭代中的联合均衡。

在一些实施例中，生成反馈信号包含执行符号映射，随后对符号映射的结果进行otfs变换以生成反馈信号。在一些实施例中，为接收装置生成输出位的操作包含执行逆otfs调制。

应当理解，所公开的技术可用于改善无线设备的接收性能和/或降低实施方式的复杂性。

可在数字电子电路中、或者在计算机软件、固件或硬件(包含在本文献中所公开的结构及它们的结构同等物)中、或者在它们中的一个或多个的组合中实施本文献中所描述的公开的和其它实施例、模块和功能操作。公开的和其它实施例可被实施为一个或多个计算机程序产品，即，在计算机可读介质上编码的计算机程序指令的一个或多个模块，用于由数据处理设备执行或控制数据处理设备的操作。计算机可读介质可为机器可读存储装置、机器可读存储基板、存储器装置、影响机器可读传播信号的物质组合或其中的一个或多个的组合。术语“数据处理设备”涵盖用于处理数据的所有设备、装置和机器，包含例如可编程处理器、计算机或多个处理器或计算机。除了硬件以外，所述设备可包含为正在论述的计算机程序创建执行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统或其中的一个或多个的组合的代码。传播信号为人工生成的信号，例如机器生成的电信号、光信号或电磁信号，其被生成以对信息进行编码以发射到合适的接收器设备。

计算机程序(又称为程序、软件、软件应用、脚本或代码)可以任何形式的编程语言编写，包含编译型语言或解释型语言，并且其可以任何形式部署，包含作为独立式程序或作为模块、组件、子例程、或适合于在计算环境中使用的其它单元。计算机程序不一定对应于文件系统中的文件。程序可存储在文件的保持其它程序或数据的部分中(例如，存储在标记语言文献中的一个或多个脚本)、存储在专用于所论述的程序的单个文件中、或者存储在多个协调文件(例如，存储一个或多个模块、子程序、或代码的多个部分的文件)中。计算机程序可被部署成在一个计算机上或者在位于一个站点或分布在多个站点并且通过通信网络互连的多个计算机上被执行。

本文献中所描述的过程或逻辑流程可由执行一个或多个计算机程序的一个或多个可编程处理器执行以执行通过对输入数据进行操作并且生成输出的功能。这些过程或逻辑流程还可由设备执行，并且设备还可被实施为专用逻辑电路，例如，fpga(现场可编程门阵列)或asic(专用集成电路)。

作为实例，适合于执行计算机程序的处理器包含通用和专用微处理器，以及任何类型的数字计算机的任何一个或多个处理器。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的必不可少的元件为用于执行指令的处理器和一个或多个用于存储指令和数据的存储器装置。通常，计算机还将包含一个或多个用于存储数据的存储装置(例如，磁盘、磁光盘、或光盘)或者操作性地联接成用于从其中接收数据或向其发射数据或者既接收又发射数据。然而，计算机不需要具有这类装置。适用于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包含所有形式的非易失性存储器、介质和存储器装置，包含例如半导体存储器装置，例如eprom、eeprom和闪存装置；磁盘，例如内部硬盘和可移动盘；磁光盘；以及cdrom和dvd-rom盘。处理器和存储器可由专用逻辑电路补充或并入专用逻辑电路中。

尽管此专利文献含有许多细节，但这些细节不应被解释为对所要求保护的发明或可要求保护的发明的范围的限制，而是作为特定于具体实施例的特征的描述。在单独的实施例的上下文中在本文献中描述的某些特征还可在单个实施例中组合实施。相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可在多个实施例中被单独或以任何合适的子组合的方式实施。而且，尽管特征以上可被描述为以某些组合起作用并且甚至最初如此被要求保护，但来自所要求保护的组合的一个或多个特征在某些情况下可与组合离体，并且所要求保护的组合可针对子组合或子组合的变体。类似地，虽然附图中以具体顺序描绘操作，但这不应被理解成要求这类操作以所示的具体顺序或以有序顺序执行，或者所有说明的操作可被执行，以实现令人希望的结果。

仅公开几个实例和实施方式。对所描述的实例和实施方式以及其它实施方式的变化、修改和增强可基于所公开的内容做出。