发射端波形配置方法及装置与流程

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种发射端波形配置方法及装置。

背景技术：

无线通信系统由发射端、接收端和传输媒体三部分组成，以无线电磁波作为传输媒体实现发射端与接收端之间信息和数据的传输。在无线通信过程中，发射端将被发送的信息转化为电信号，然后将电信号转化为强度足够的高频电振荡，最后通过天线将高频电振荡转化为电磁波向传输媒体辐射；接收端通过天线将空间传播过来的电磁波转化为高频电振荡，然后将高频电振荡转化为电信号，最后将电信号转化为所传送的信息。

目前，在现有的LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统中，下行波形固定为基于IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform，离散傅里叶逆变换)的多载波CP-OFDM(Cyclic Prefix-Orthogonal Frequency Division Multiplexing，基于循环前缀的正交频分复用)，上行波形固定为在IDFT之前加上DFT(Discrete Fourier Transform，离散傅里叶变换)形成的SC-FDMA(Single-carrier Frequency-Division Multiple Access，单载波频分多址)。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下技术问题：

现有的无线通信系统只能采用一种固定的波形进行无线传输，不能根据具体场景选择最适合当前场景的波形，而在5G(第五代移动通信技术)中，NR(New Radio，新空口)的新波形需要在不同场景下使用不同的波形配置，目前的波形配置方法不能适应5G的实际需求。

技术实现要素：

本发明提供的发射端波形配置方法及装置，能够根据具体场景在发射端对波形进行灵活配置，确定最适合当前场景的波形，适应5G的实际需求。

第一方面，本发明提供一种发射端波形配置方法，包括：

接收至少一路输入信号，其中，每路输入信号对应一种子载波间隔设置；

对每路输入信号分别进行IDFT前处理，所述IDFT前处理包括DFT预编码和/或偏移调制；

对经过IDFT前处理的每路输入信号分别进行IDFT，所述IDFT包括资源映射和相应点数参数的IDFT；

对经过IDFT的每路输入信号分别进行IDFT后处理，得到至少一路输出信号，所述IDFT后处理包括循环延拓和时域加窗；

将所述至少一路输出信号进行时域相加后通过对应的天线端口进行发送。

可选的，所述对每路输入信号分别进行IDFT前处理还包括：对每路输入信号不做处理。

可选的，在对经过IDFT前处理的每路输入信号分别进行资源映射和相应点数参数的IDFT之前，所述方法还包括：对经过IDFT前处理的每路输入信号分别进行MIMO预编码。

可选的，所述对经过IDFT的每路输入信号分别进行IDFT后处理还包括：对经过IDFT的每路输入信号不做处理。

可选的，在对经过IDFT的每路输入信号分别进行循环延拓和时域加窗之后，所述方法还包括：对经过循环延拓和时域加窗的每路输入信号分别进行时域子带滤波。

第二方面，本发明提供一种发射端波形配置装置，包括：

接收单元，用于接收至少一路输入信号，其中，每路输入信号对应一种子载波间隔设置；

IDFT前处理单元，用于对每路输入信号分别进行IDFT前处理，所述IDFT前处理包括DFT预编码和/或偏移调制；

IDFT单元，用于对经过IDFT前处理的每路输入信号分别进行IDFT，所述IDFT包括资源映射和相应点数参数的IDFT；

IDFT后处理单元，用于对经过IDFT的每路输入信号分别进行IDFT后处理，得到至少一路输出信号，所述IDFT后处理包括循环延拓和时域加窗；

发送单元，用于将所述至少一路输出信号进行时域相加后通过对应的天线端口进行发送。

可选的，所述IDFT前处理单元，还用于对每路输入信号不做处理。

可选的，所述IDFT单元，还用于在对经过IDFT前处理的每路输入信号分别进行资源映射和IDFT之前，对经过IDFT前处理的每路输入信号分别进行MIMO预编码。

可选的，所述IDFT后处理单元，还用于对经过IDFT的每路输入信号不做处理。

可选的，所述IDFT后处理单元，还用于在对经过IDFT的每路输入信号分别进行循环延拓和时域加窗之后，对经过循环延拓和时域加窗的每路输入信号分别进行时域子带滤波。

本发明实施例提供的发射端波形配置方法及装置，首先对接收到的具有各自子载波间隔设置的至少一路输入信号分别进行包括DFT预编码和/或偏移调制的IDFT前处理，然后对经过IDFT前处理的每路输入信号分别进行包括资源映射和相应点数参数的IDFT，接着对经过IDFT的每路输入信号分别进行包括循环延拓和时域加窗的IDFT后处理，得到与输入信号路数相等的至少一路输出信号，最后将所述至少一路输出信号进行时域相加后通过对应的天线端口进行发送。与现有技术相比，本发明能够在IDFT前处理时选择不同的处理操作以及在IDFT后处理时选择不同的处理操作，不同的选择组合能够产生不同的波形，从而能够根据具体场景在发射端对波形进行灵活配置，确定最适合当前场景的波形，适应5G的实际需求。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的发射端波形配置方法的流程图；

图2为本发明另一实施例提供的发射端波形配置方法的信号传输框架图；

图3为采用本发明实施例提供的发射端波形配置方法在不同场景下通过不同配置产生不同波形的示意图；

图4为本发明实施例提供的发射端波形配置装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明所有实施例中，所提及的Pre-IDFT即IDFT前处理，Post-IDFT即IDFT后处理。所提及的Pre-IDFT对应于3GPP中的Transmitter Precoder(发射端预编码)。

本发明实施例提供一种发射端波形配置方法，如图1所示，所述方法包括：

S11、接收至少一路输入信号，其中，每路输入信号对应一种子载波间隔设置。

其中，每路输入信号为经过层映射(Layer mapping)之后的层数据(Layer Data)；每路输入信号对应的子载波间隔设置可以相同，也可以不同。

S12、对每路输入信号分别进行IDFT前处理，所述IDFT前处理包括DFT预编码(DFT Precoder)和/或偏移调制(Offset Modulation)。

可选地，还可以对每路输入信号不做处理。

S13、对经过IDFT前处理的每路输入信号分别进行IDFT，所述IDFT包括资源映射(RE Mapper)和相应点数参数的IDFT。

其中，所述IDFT可以为IFFT(Inverse Fast Fourier Transform，快速傅里叶逆变换)。

进一步地，在对经过IDFT前处理的每路输入信号分别进行资源映射和相应点数参数的IDFT之前，还可以对经过IDFT前处理的每路输入信号分别进行MIMO预编码(MIMO Precoder)。

S14、对经过IDFT的每路输入信号分别进行IDFT后处理，得到至少一路输出信号，所述IDFT后处理包括循环延拓(Cyclic Extension)和时域加窗。

可选地，还可以对经过IDFT的每路输入信号不做处理。

进一步地，在对经过IDFT的每路输入信号分别进行循环延拓和时域加窗之后，还可以对经过循环延拓和时域加窗的每路输入信号分别进行时域子带滤波(Bandpass Filter)。

其中，每一路都要对每个天线端口的数据进行单独处理，然后对多路相同天线端口上的数据进行合并。例如：有3路信号(即3个Numerologies)，每路2层(即每路里面有2条线)，4个天线端口，那么一开始是2+2+2结构，经过相应的DFT/offset modulation，依然为2+2+2的结构，然后在MIMO precoder子模块通过3个2x4的矩阵变成4+4+4的结构，最后输出的地方，每路里面第一个(总共3路)合并到第一根天线上发送，每路里面第二个合并到第二根天线上发送，每路里面第三个合并到第三根天线上发送，每路里面第四个合并到第四根天线上发送。S15、将所述至少一路输出信号进行时域相加后通过对应的天线端口进行发送。

其中，所述天线端口可以为一个或多个。

本发明实施例提供的发射端波形配置方法，首先对接收到的具有各自子载波间隔设置的至少一路输入信号分别进行包括DFT预编码和/或偏移调制的IDFT前处理，然后对经过IDFT前处理的每路输入信号分别进行包括资源映射和相应点数参数的IDFT，接着对经过IDFT的每路输入信号分别进行包括循环延拓和时域加窗的IDFT后处理，得到与输入信号路数相等的至少一路输出信号，最后将所述至少一路输出信号进行时域相加后通过对应的天线端口进行发送。与现有技术相比，本发明能够在IDFT前处理时选择不同的处理操作以及在IDFT后处理时选择不同的处理操作，不同的选择组合能够产生不同的波形，从而能够根据具体场景在发射端对波形进行灵活配置，确定最适合当前场景的波形，适应5G的实际需求。

下面以具有两个天线端口(Antenna Port)的发射端为例，如图2和图3所示，发射端包含Pre-IDFT模块、IDFT模块和Post-IDFT模块三部分。波形输入部分为经过层映射(Layer mapping)之后的星座图序列，依次送入Pre-IDFT模块、IDFT模块和Post-IDFT模块，Numerology 1和Numerology 2分别对应两种子载波间隔配置，通过各自的Pre-IDFT模块、IDFT模块和Post-IDFT模块处理之后时域相加送到相应的天线端口上发送。

如图2和图3所示，Pre-IDFT模块的操作包括两个可选的子模块：DFT预编码(DFT Precoder)和偏移调制(Offset Modulation)。当两个子模块都不被选择时，相当于Pre-IDFT模块不做任何处理，此时对应传统的多载波；当只有偏移调制子模块被选择时，对应使用偏移调制的多载波；当只有DFT预编码子模块被选择时，对应传统的单载波，例如LTE上行中使用的SC-FDMA；当两个子模块都被选择时，对应使用偏移调制的单载波。其中，图3中的DFT N1即点数参数为N1的DFT预编码，Offset mod.即偏移调制，

如图2所示，IDFT模块的操作包括一个可选的子模块：MIMO(Multi-input Multi-output，多输入多输出)预编码(MIMO Precoder)，以及两个必选的子模块：资源映射(RE Mapper)和相应点数参数的IDFT(IDFT Size 1或IDFT Size 2)。MIMO预编码可以采用CDD(Cyclic delay diversity，循环延迟分集)precoding、Codeword based precoding(基于码字的预编码)、Non-codeword based precoding(非基于码字的预编码)、STBC(Space time block coding，空时分组编码)、SFBC(Space frequency block coding，空频分组编码)等方法。

如图3所示，Post-IDFT模块的操作包括三个可选的子模块：循环延拓(Cyclic Extension)、时域加窗和时域子带滤波(Bandpass Filter)。循环延拓子模块将IDFT模块输出的数据进行循环复制，复制长度取决于后续时域加窗的长度和位置；时域加窗子模块选取时间有限的数据同时乘以相应的时域加权系数；子带滤波子模块对加窗之后的数据进行滤波，进一步降低带外干扰。

当Pre-IDFT模块不做任何处理，Post-IDFT模块选择循环延拓和包含CP(Cyclic Prefix，循环前缀)的时域矩形窗时，可以实现CP-OFDM的波形；

当Pre-IDFT模块选择DFT N1，Post-IDFT模块选择循环延拓和包含CP(Cyclic Prefix，循环前缀)的时域矩形窗时，可以实现SC-FDMA(Single-carrier Frequency-Division Multiple Access，单载波频分多址)的波形；

当Pre-IDFT模块不做任何处理，Post-IDFT模块选择循环延拓、包含CP的时域矩形窗和子带滤波时，可以实现F-OFDM(Filtered OFDM)的波形；

当Pre-IDFT模块不做任何处理，Post-IDFT模块选择循环延拓、包含CP的时域非矩形窗时，可以实现W-OFDM(Windowed OFDM)的波形；

当Pre-IDFT模块选择偏移调制(Offset Mod.)，Post-IDFT模块选择循环延拓、PHYDYAS原型滤波器的时域窗时，可以实现FBMC-OQAM(Filtered Bank Multi-Carrier with Offset Quadrature Amplitude Modulation，偏移调制的滤波器组多载波)的波形；

当Pre-IDFT模块选择DFT N1和偏移调制(Offset Mod.)，Post-IDFT模块选择循环延拓、PHYDYAS原型滤波器的时域窗时，可以实现DFT-S-FBMC-OQAM(Discrete Fourier Transform Spreading Filter Bank Multicarrier with Offset Quadrature Amplitude Modulation，偏移调制的离散傅里叶变换扩展滤波器组多载波)的波形。

可选地，Post-IDFT模块也可以不做任何操作，此时输出的波形为一般的OFDM波形。

需要说明的是，Pre-IDFT模块选择何种操作与Post-IDFT模块选择何种模块之间没有必然联系，也就是说，Pre-IDFT模块可以选择其中的一个或两个子模块，或者不做任何处理，Post-IDFT模块可以选择其中的循环延拓和时域加窗子模块，或者在此基础上再加上时域子带滤波子模块，或者不做任何处理，Pre-IDFT模块的选择结果可以和Post-IDFT模块的选择结果进行任意组合，最终产生相应的波形。

本发明实施例提供一种发射端波形配置装置，如图4所示，所述装置包括：

接收单元11，用于接收至少一路输入信号，其中，每路输入信号对应一种子载波间隔设置；

其中，每路输入信号为经过层映射(Layer mapping)之后的层数据(Layer Data)；每路输入信号对应的子载波间隔设置可以相同，也可以不同。

IDFT前处理单元12，用于对每路输入信号分别进行IDFT前处理，所述IDFT前处理包括DFT预编码和/或偏移调制；

IDFT单元13，用于对经过IDFT前处理的每路输入信号分别进行IDFT，所述IDFT包括资源映射和相应点数参数的IDFT；

IDFT后处理单元14，用于对经过IDFT的每路输入信号分别进行IDFT后处理，得到至少一路输出信号，所述IDFT后处理包括循环延拓和时域加窗；

发送单元15，用于将所述至少一路输出信号进行时域相加后通过对应的天线端口进行发送。

本发明实施例提供的波形配置装置，首先IDFT前处理单元对接收到的具有各自子载波间隔设置的至少一路输入信号分别进行包括DFT预编码和/或偏移调制的IDFT前处理，然后IDFT单元对经过IDFT前处理的每路输入信号分别进行包括资源映射和相应点数参数的IDFT，接着IDFT后处理单元对经过IDFT的每路输入信号分别进行包括循环延拓和时域加窗的IDFT后处理，得到与输入信号路数相等的至少一路输出信号，最后发送单元将所述至少一路输出信号进行时域相加后通过对应的天线端口进行发送。与现有技术相比，本发明能够在IDFT前处理时选择不同的处理操作以及在IDFT后处理时选择不同的处理操作，不同的选择组合能够产生不同的波形，从而能够根据具体场景在发射端对波形进行灵活配置，确定最适合当前场景的波形，适应5G的实际需求。

可选的，所述IDFT前处理单元12，还用于对每路输入信号不做处理。

可选的，所述IDFT单元13，还用于在对经过IDFT前处理的每路输入信号分别进行资源映射和IDFT之前，对经过IDFT前处理的每路输入信号分别进行MIMO预编码。

可选的，所述IDFT后处理单元14，还用于对经过IDFT的每路输入信号不做处理。

可选的，所述IDFT后处理单元14，还用于在对经过IDFT的每路输入信号分别进行循环延拓和时域加窗之后，对经过循环延拓和时域加窗的每路输入信号分别进行时域子带滤波。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。