CN114342487A - 低峰均功率比单音稀疏传输 - Google Patents

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Abstract

本申请的各方面涉及在发射器处对稀疏映射单载波传输应用线性变换，对于所述传输，可以在接收器处应用所述发射器处应用的所述线性变换的相当的逆变换。所述线性变换降低了稀疏映射符号的稀疏性。与不使用所述线性变换相比，使用所述线性变换来降低稀疏性可以降低峰均功率比(peak‑to‑average power ratio，PAPR)和/或立方度量。所述线性变换可以以逐块方式、逐元素方式或其组合实现。

Description

低峰均功率比单音稀疏传输
本发明要求2019年9月4日提交的发明名称为“低峰均功率比单音稀疏传输(LOWPEAK TO AVERAGE POWER RATIO SINGLE TONE SPARSE TRANSMISSION)”的第16/559,865号美国专利申请的优先权，该申请通过引用的方式全文并入本文中。
技术领域
本发明总体上涉及电信，并且在特定实施例中，涉及具有稀疏传输的低峰均功率比(peak to average power ratio，PAPR)和/或立方度量的***和方法。
背景技术
稀疏传输是将具有N个元素的数据映射到具有M个元素的传输资源上的传输类型，其中，M和N是整数值，M>N，M-N个元素是零元素。稀疏传输是一种增加电信***多用户容量，同时将接收器复杂性保持在可管理的水平的技术。稀疏性可能有帮助的示例性场景包括(1)基于授权的过载传输，即当共享一组正交资源的调度用户设备(user equipment，UE)的数量大于正交资源的数量时，和(2)配置的授权传输，其中，共享一组正交资源的潜在活动UE的数量大于正交资源的数量。稀疏多用户传输的几个示例是稀疏码多址接入(sparsecode multiple access，SCMA)、交织网格多址接入(interleaved grid multiple access，IGMA)和图样分割多址接入(pattern divisional multiple access，PDMA)。
机器类通信(machine-type communication，MTC)是指涉及多个机器类设备连接到基站(base station，BS)的一系列场景。在一些场景下，UE可以被视为MTC设备。应理解，MTC设备，即使被认为是UE，也可能没有用户，或者可以在没有用户直接输入的情况下执行功能。每个MTC设备通常可以具有低数据速率流量或短数据包传输，并且取决于设备相对于BS的地理位置，例如MTC设备与BS之间的距离或地理地形的类型，两个设备之间的信道质量可能会受影响。处于低覆盖条件下的MTC设备或UE的示例是位于蜂窝网络中靠近小区边缘的设备或位于潜在阻塞区域的设备或UE，例如位于建筑物地下室的传感器。
此外，设备的电池寿命是MTC的一个重要因素，因此功耗应尽可能低。因此，MTC***通常使用相对较小的带宽与每个设备进行通信。在LTE窄带物联网(narrow bandinternet of things，NB-IoT)中，支持用于循环前缀正交频分多址接入(cyclic prefixorthogonal frequency divisional multiple access，CP-OFDMA)传输的窄至一个子载波的调度带宽。
在单子载波传输中，每个UE被分配一个子载波用于DL或UL传输。如上所述，LTENB-IoT支持使用CP-OFDMA的单子载波传输，即包括CP的矩形脉冲形状。通常，单子载波传输可以使用适合所考虑的***的任何设计脉冲形状。
在单子载波稀疏传输中，发送的符号在时域上是稀疏的，在频域上只使用单个子载波。由于时域中传输零符号引起的功率变化，时域稀疏性增加了发送的信号的PAPR和/或立方度量(cubic metric，CM)。但是，增加PAPR和/或立方度量与尝试降低功耗以提高性能背道而驰。因此，降低PAPR和/或立方度量，同时为单子载波稀疏传输提供机会将有利于通信***。
发明内容
在本申请的一些方面，提供了一种用于在单子载波传输中降低峰均功率比(peak-to-average power ratio，PAPR)和/或立方度量(cubic metric，CM)的方法。该方法包括：将第一组符号映射到第二组符号，其中，第二组符号的数量大于第一组符号，第二组符号中的至少一个元素为零元素，因此第二组符号比第一组符号具有更高的稀疏性；使用线性变换将第二组符号变换为第三组符号，与第二组符号相比，线性变换降低了第三组符号的稀疏性；在单个子载波上发送第三组符号。
在一些实施例中，该方法还包括：在发送之前，对第三组符号执行并串(parallelto serial，P/S)转换；在P/S转换之后，执行脉冲整形和子载波移位中的至少一个。
在一些实施例中，该方法还包括：在发送之前，对第三组符号执行并串(parallelto serial，P/S)转换；在P/S转换之后，将第三组符号映射到单个子载波上；在映射之后，执行快速傅里叶逆变换(inverse fast Fourier transform，IFFT)；在IFFT之后，执行循环前缀***。
在一些实施例中，使用线性变换对第二组符号进行变换包括用相应的线性变换对第二组符号的两个或更多个子集进行变换，两个或更多个线性变换共同生成第三组符号。
在一些实施例中，该方法还包括对第二组符号中的至少一个符号执行相移。
在一些实施例中，该方法还包括对第三组符号中的所有符号执行逐块相移。
在一些实施例中，变换作为矩阵运算执行，线性变换是酉矩阵。
在一些实施例中，酉矩阵是离散傅里叶变换(discrete Fourier transform，DFT)矩阵、逆DFT(inverse DFT，IDFT)矩阵和Hadamard矩阵中的任一个。
在一些实施例中，线性变换是以下变换中的一种：预定义的线性变换；调制和编码方案(modulation and coding scheme，MCS)特定的线性变换；稀疏模式特定的线性变换；和用户设备(user equipment，UE)特定的线性变换。
在一些实施例中，该方法还包括使用高层信令接收线性变换的标识。
在一些实施例中，该方法还包括使用高层信令接收MCS特定的线性变换的标识。
在一些实施例中，该方法还包括使用高层信令接收稀疏模式特定的线性变换的标识。
在一些实施例中，该方法还包括使用高层信令接收UE特定的线性变换的标识。
在一些实施例中，该方法还包括同时改变线性变换的值和稀疏模式的值。
在一些实施例中，(a)跳变组包括跳变对，每对具有相同的线性变换和不同的稀疏模式；或(b)跳变组包括跳变对，每对具有多个不同线性变换中的一个和多个不同稀疏模式中的一个。
在一些实施例中，该方法还包括相互独立地改变线性变换的值和稀疏模式的值。
在一些实施例中，该方法还包括在将第一组符号映射到第二组符号之前，接收用于在单个子载波上为第一组符号定义传输资源的配置信息。
在一些实施例中，配置信息是配置的授权配置信息或基于授权的配置信息。
在本申请的一些方面，提供了一种用于接收单子载波传输的方法。该方法包括：在单个子载波上接收包括第一组符号的传输，第一组符号具有在发送点确定的稀疏性；使用线性变换将第一组符号变换为第二组符号，与第一组符号相比，线性变换增加了第二组符号的稀疏性；对第二组符号执行多用户检测。
在一些实施例中，该方法还包括，在变换接收到的传输之前：对接收到的传输执行脉冲整形和子载波移位中的至少一种；执行串并(serial to parallel，S/P)转换。
在一些实施例中，该方法还包括，在变换接收到的传输之前：对接收到的传输执行循环前缀删除；执行快速傅里叶变换(fast Fourier transform，FFT)；将从单个子载波接收到的传输解映射；执行串并(serial to parallel，S/P)转换。
在一些实施例中，该方法还包括在对第二组符号执行多用户检测之前，对第二组符号中的至少一个符号执行相移。
在一些实施例中，该方法还包括在对接收到的传输执行变换之前，对第一组符号中的所有符号执行逐块相移。
在一些实施例中，变换作为矩阵运算执行，线性变换使用酉矩阵。
在一些实施例中，酉矩阵是离散傅里叶变换(discrete Fourier transform，DFT)矩阵、逆DFT(inverse DFT，IDFT)矩阵和Hadamard矩阵中的任一个。
在一些实施例中，线性变换是以下变换中的一种：预定义的线性变换；调制和编码方案(modulation and coding scheme，MCS)特定的线性变换；稀疏模式特定的线性变换；和用户设备(user equipment，UE)特定的线性变换。
在一些实施例中，该方法还包括使用高层信令发送MCS特定的线性变换的标识。
在一些实施例中，该方法还包括使用高层信令发送稀疏模式特定的线性变换的标识。
在一些实施例中，该方法还包括使用高层信令发送UE特定的线性变换的标识。
在一些实施例中，在单个子载波上接收包括第一组符号的传输包括从一个以上的源接收传输，并且至少两个源在传输之前使用不同的线性变换时，将第一组符号变换为第二组符号并执行多用户检测的步骤包括：使用第一线性变换将第一组符号变换为第二组符号；对使用第一线性变换进行变换的第二组符号执行解码；执行串行干扰取消(successiveinterference cancellation，SIC)以从接收到的传输中删除解码的第二组符号；使用第二线性变换将剩余的第一组符号变换为第二组符号；以及对使用第二线性变换进行变换的第二组符号进行解码。
在一些实施例中，该方法还包括在单个子载波上接收包括第一组符号的传输之前，发送用于在单个子载波上为第三组符号定义传输资源的配置信息。
在一些实施例中，配置信息是配置的授权配置信息或基于授权的配置信息。
附图说明
为了更完整地理解当前的实施例及其优点，现在作为示例参考以下结合附图的描述。
图1是本发明的实施例可能发生的通信***的示意图。
图2A和图2B分别是示例性用户设备和基站的框图。
图3示出了根据本发明的一方面为最多六个用户设备(user equipment，UE)分配的单子载波循环前缀正交频分多址接入(cyclic prefix orthogonal frequencydivisional multiple access，CP-OFDMA)稀疏传输资源的示意图。
图4示出了根据本发明的一方面为最多六个UE分配的单子载波脉冲整形稀疏传输资源的示意图。
图5是用于单子载波CP-OFDMA稀疏传输的示例性发射器的框图。
图6是用于单子载波脉冲整形稀疏传输的示例性发射器的框图。
图7是根据本发明的第一实施例的用于单子载波脉冲整形稀疏传输的示例发射器的框图。
图8是根据本发明的第二实施例的用于单子载波脉冲整形稀疏传输的示例性发射器的框图。
图9A和图9B是根据本发明的附加实施例的用于单子载波CP-OFDMA稀疏传输的示例性发射器的框图。
图10A和图10B是根据本发明的附加实施例的用于单子载波脉冲整形稀疏传输的示例性发射器的框图。
图10C和图10D是根据本发明的附加实施例的用于单子载波CP-OFDMA稀疏传输的示例性发射器的框图。
图11A是根据本发明的实施例的用于单子载波脉冲整形稀疏传输的示例性发射器的框图。
图11B是根据本发明的实施例的用于单子载波CP-OFDMA稀疏传输的示例性发射器的框图。
图12是根据本发明的第一实施例的用于单子载波CP-OFDMA稀疏传输的示例性接收器的框图。
图13是根据本发明的第二实施例的用于单子载波脉冲整形稀疏传输的示例性接收器的框图。
图14是根据本发明的第一实施例的用于使用串行干扰取消(successioninterference cancellation，SIC)的单子载波CP-OFDMA稀疏传输的示例性接收器的框图。
图15是根据本发明的第二实施例的用于使用SIC的单子载波脉冲整形稀疏传输的示例性接收器的框图。
图16是基站与使用单子载波稀疏传输的两个用户设备(user equipment，UE)之间使用的信令图。
图17是根据本发明的方面的不同类型的单载波稀疏映射传输结果的模拟的实验结果的表。
图18是根据本发明的实施例的基站执行的第一示例性方法的流程图。
图19是根据本发明的实施例的UE执行的第一示例性方法的流程图。
具体实施方式
为了说明，现在将结合附图详细解释具体的示例性实施例。
本文阐述的实施例代表了足以实践所要求保护的主题的信息，并说明了实践这种主题的方法。根据附图阅读以下描述后，本领域技术人员将理解所要求保护的主题的概念，并将认识到这些概念的应用在本文没有特别说明。应理解，这些概念和应用在本发明和所附权利要求的范围内。
此外，将理解，本文公开的执行指令的任何模块、组件或设备可以包括或以其它方式访问一个或多个非瞬时性计算机/处理器可读存储介质，以存储信息，例如计算机/处理器可读指令、数据结构，程序模块和/或其它数据。非瞬时性计算机/处理器可读存储介质的示例的非详尽列表包括磁带盒，磁带，磁盘存储器或其它磁存储设备，只读光盘(compactdisc read-only memory，CD-ROM)、数字视频光盘或数字多功能光盘(即DVD)、Blu-rayDiscTM等光盘，或其它光存储器，在任何方法或技术中实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质，随机存取存储器(random-access memory，RAM)，只读存储器(read-onlymemory，ROM)，电可擦除可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory，EEPROM)，闪存或其它存储技术。任何这些非瞬时性计算机/处理器存储介质可以是设备的一部分，也可以接入或连接到设备。用于实现本文描述的应用程序或模块的计算机/处理器可读/可执行指令可以由这种非瞬时性计算机/处理器可读存储介质存储或以其它方式保存。
本申请的各方面涉及在发射器处对稀疏映射单载波传输应用线性变换，对于该传输，可以在接收器处应用相当的逆线性变换。对已经具有稀疏性的符号集执行线性变换降低了传输前符号集的稀疏性。与不使用降低稀疏性的线性变换相比，使用线性变换可以降低峰均功率比(peak-to-average power ratio，PAPR)和/或立方度量。线性变换可以以逐块方式、逐元素方式或其组合实现。
图1、图2A和图2B提供了网络和设备的上下文，该网络和设备可以在网络中，并且可以实现本发明的各方面。
图1示出了本发明的实施例可以在其中实现的示例性通信***100。通常，***100能够使多个无线或有线元件传输数据和其它内容。***100可以通过广播、窄播、用户设备到用户设备等提供内容(语音、数据、视频、文本)。***100可以通过共享带宽等资源高效地操作。
在该示例中，通信***100包括电子设备(electronic device，ED)110a至110c、无线接入网(radio access network，RAN)120a和120b、核心网130、公共交换电话网(publicswitched telephone network，PSTN)140、互联网150和其它网络160。尽管图1示出了一定数量的这些组件或元件，但是***100中可以包括任何合理数量的这些组件或元件。
ED 110a至110c用于在***100中进行操作和/或通信。例如，ED 110a至110c用于通过无线通信信道进行发送和/或接收。ED 110a至110c中的每一个表示任何合适的用于无线操作的终端用户设备，并且可以包括如下设备(或可以称为)：用户设备(userequipment，UE)、无线发送/接收单元(wireless transmit/receive unit，WTRU)、移动站、移动用户单元、蜂窝电话、站点(station，STA)、机器类通信(machine typecommunication，MTC)设备、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、智能手机、笔记本电脑、计算机、触摸板、无线传感器或消费型电子设备。
图1示出了本发明的实施例可以在其中实现的示例性通信***100。通常，通信***100能够使多个无线或有线元件传输数据和其它内容。通信***100可以通过广播、多播、单播、用户设备到用户设备等提供内容(语音、数据、视频、文本)。通信***100可以通过共享带宽等资源进行操作。
在该示例中，通信***100包括电子设备(electronic device，ED)110a至110c、无线接入网(radio access network，RAN)120a和120b、核心网130、公共交换电话网(publicswitched telephone network，PSTN)140、互联网150和其它网络160。尽管图1示出了一定数量的这些组件或元件，但是通信***100中可以包括任何合理数量的这些组件或元件。
ED 110a至110c用于在通信***100中进行操作和/或通信。例如，ED 110a至110c用于通过无线或有线通信信道进行发送和/或接收。ED 110a至110c中的每一个表示任何合适的用于无线操作的终端用户设备，并且可以包括如下设备(或可以称为)：用户设备(userequipment，UE)、无线发送/接收单元(wireless transmit/receive unit，WTRU)、移动站、固定或移动用户单元、蜂窝电话、站点(station，STA)、机器类通信(machine typecommunication，MTC)设备、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、智能手机、笔记本电脑、计算机、平板电脑、无线传感器或消费型电子设备。
在图1中，RAN 120a和120b分别包括基站170a和170b。基站170a和170b中的每一个用于与ED 110a至110c中的一个或多个进行无线连接，以便能够接入任何其它基站170a和170b、核心网130、PSTN 140、互联网150和/或其它网络160。例如，基站170a和170b可以包括(或可以是)几种已知设备中的一种或多种，例如基站收发台(base transceiver station，BTS)、Node-B(NodeB)、演进型基站(evolved NodeB，eNodeB)、家庭基站(home eNodeB)、gNodeB、发送接收点(transmission and receive point，TRP)、站点控制器、接入点(access point，AP)或无线路由器。可替代地或附加地，任何ED 110a至110c可以用于与任何其它基站170a和170b、互联网150、核心网130、PSTN 140、其它网络160或上述任何组合进行连接、接入或通信。通信***100可以包括RAN，例如RAN 120b，其中，对应的基站170b通过互联网150接入核心网130，如图所示。
ED 110a至110c以及基站170a和170b都是通信设备的示例，它们可以用于实现本文描述的部分或全部功能和/或实施例。在图1所示的实施例中，基站170a是RAN 120a的一部分，RAN 120a可以包括其它基站、基站控制器(base station controller，BSC)、无线网络控制器(radio network controller，RNC)、中继节点、元件和/或设备。基站170a和170b中的任一个可以是单个元件，如图所示，也可以是分布在对应RAN中的多个元件，等等。此外，基站170b形成RAN 120b的一部分，RAN 120b可以包括其它基站、元件和/或设备。基站170a和170b中的每一个在特定地理区域内发送和/或接收无线信号，有时被称为“小区”或“覆盖区域”。例如，小区可以被进一步划分为小区扇区(sector)，而基站170a和170b可以采用多个收发器向多个扇区提供服务。在一些实施例中，可以存在无线接入技术支持的已建立的微微小区或毫微微小区。在一些实施例中，每个小区可以通过使用多输入多输出(multiple-input multiple-output，MIMO)技术而使用多个收发器。示出的RAN 120a和120b的数量仅是示例性的。设计通信***100时可以考虑任何数量的RAN。
基站170a和170b使用射频(radio frequency，RF)、微波、红外线(infrared，IR)等无线通信链路，通过一个或多个空中接口190与ED 110a至110c中的一个或多个进行通信。空中接口190可以使用任何合适的无线接入技术。例如，通信***100可以在空中接口190中实现一种或多种正交或非正交信道接入方法，例如码分多址接入(code divisionmultiple access，CDMA)、时分多址接入(time division multiple access，TDMA)、频分多址接入(frequency division multiple access，FDMA)、正交FDMA(orthogonal FDMA，OFDMA)、单子载波OFDMA或单载波FDMA(single-carrier FDMA，SC-FDMA)。
基站170a和170b可以实现通用移动通讯***(universal mobiletelecommunication system，UMTS)陆地无线接入(universal terrestrial radioaccess，UTRA)以使用宽带CDMA(wideband CDMA，WCDMA)建立空中接口190。这样，基站170a和170b可以实现高速分组接入(high speed packet access，HSPA)、演进HPSA(EvolvedHPSA，HSPA+)等协议，可选地包括高速下行链路分组接入(high speed downlink packetaccess，HSDPA)、高速分组上行接入(high speed packet uplink access，HSUPA)或两者。或者，基站170a和170b可以使用LTE、LTE-A和/或LTE-B与演进型UTMS陆地无线接入(evolved UTMS terrestrial radio access，E-UTRA)建立空中接口190。可以考虑，通信***100可以使用多信道接入功能，包括如以上所描述的那些方案。用于实现空中接口的其它无线技术包括IEEE 802.11、802.15、802.16、CDMA2000、CDMA2000 1X、CDMA2000 EV-DO、IS-2000、IS-95、IS-856、GSM、EDGE和GERAN。当然，也可以使用其它多址接入方案和无线协议。
RAN 120a和120b与核心网130进行通信，以便向ED 110a至110c提供各种服务，例如语音、数据和其它服务。RAN 120a和120b和/或核心网130可以与一个或多个其它RAN(未示出)直接或间接通信，该一个或多个其它RAN可以(或可以不)直接由核心网130服务，并且可以(或可以不)采用与RAN 120a、RAN 120b或两者相同的无线接入技术。核心网130还可以用作(i)RAN 120a和120b，或ED 110a至110c，或两者与(ii)其它网络(例如PSTN 140、互联网150和其它网络160)之间的网关接入。
ED 110a至110c使用无线通信链路(例如射频(radio frequency，RF)、微波、红外(infrared，IR)等)通过一个或多个侧链(sidelink，SL)空中接口180彼此通信。SL空中接口180可以使用任何合适的无线接入技术，并且可以实质上类似于空中接口190，ED 110a至110c通过该空中接口与基站170a至170c中的一个或多个通信，或者这两个SL空中接口可以实质上不同。例如，通信***100可以在SL空中接口180中实现一种或多种信道接入方法，例如码分多址接入(code division multiple access，CDMA)、时分多址接入(time divisionmultiple access，TDMA)、频分多址接入(frequency division multiple access，FDMA)、正交FDMA(orthogonal FDMA，OFDMA)、单子载波OFDMA或单载波FDMA(single-carrierFDMA，SC-FDMA)。在一些实施例中，SL空中接口180可以至少部分地在非授权频谱上实现。
在本发明中，协作UE之间的SL传输可以是“免授权”传输，或者作为在不传输动态调度的情况下执行的数据传输的模式。免授权传输有时被称为“配置的授权”传输、“无授权”传输、“免调度”传输或“无调度”传输。例如，免授权SL传输也可以被称为SL“无授权的传输”、“无动态授权的传输”、“无动态调度的传输”或“使用配置授权的传输”。
配置的授权传输通常要求接收器知道发射器用于传输的参数和资源。但是，在SL传输的上下文中，接收UE通常不知道发送UE的配置参数，例如哪个UE正在发送、数据的最终目标(例如，另一个UE)、用于传输的时域和频域通信资源，以及其它控制信息。可以使用各种方法来提供在SL中启用配置的授权传输所需的配置参数和控制信息。
此外，ED 110a至110c中的部分或全部可以包括使用不同无线技术和/或协议通过不同无线链路与不同无线网络进行通信的功能。代替无线通信(或除无线通信之外)，ED还可以通过有线通信信道与服务提供商或交换机(未示出)通信以及与互联网150通信。PSTN140可以包括用于提供传统电话业务(plain old telephone service，POTS)的电路交换电话网络。互联网150可以包括计算机和子网(内部网)或两者的网络，并结合如互联网协议(Internet Protocol，IP)、传输控制协议(transmission control protocol，TCP)、用户数据报协议(user datagram protocol，UDP)等协议。ED 110a至110c可以是能够根据多种无线接入技术进行操作的多模设备，并包括支持多种无线接入技术所需的多个收发器。
图2A和图2B示出了可以实现根据本发明的方法和指导的示例性设备。具体地，图2A示出了示例性ED 110，图2B示出了示例性基站170。这些组件可以用于***100或任何其它合适的***中。
如图2A所示，ED 110包括至少一个处理单元200。处理单元200实现ED 110的各种处理操作。例如，处理单元200可以执行信号译码、数据处理、功率控制、输入/输出处理，或使ED 110能够在通信***100中操作的任何其它功能。处理单元200还可以用于实现本文详细描述的部分或全部功能和/或实施例。每个处理单元200包括用于执行一个或多个操作的任何合适的处理或计算设备。例如，每个处理单元200可以包括微处理器、微控制器、数字信号处理器、现场可编程门阵列或专用集成电路。
ED 110还包括至少一个收发器202。收发器202用于对数据或其它内容进行调制，以便由至少一个天线或网络接口控制器(network interface controller，NIC)204传输。收发器202还用于对至少一个天线204接收到的数据或其它内容进行解调。每个收发器202包括任何合适的用于生成进行无线或有线传输的信号和/或用于处理通过无线或有线方式接收到的信号的结构。每个天线204包括任何合适的用于发送和/或接收无线或有线信号的结构。ED 110中可以使用一个或多个收发器202。ED 110中可以使用一个或多个天线204。尽管收发器202被示出为单个功能单元，但收发器202也可以使用至少一个发送器和至少一个单独的接收器来实现。
ED 110还包括一个或多个输入/输出设备206或接口(例如到互联网150的有线接口)。输入/输出设备206可以与网络中的用户或其它设备进行交互。每个输入/输出设备206包括用于向用户提供信息或从用户接收信息的任何合适的结构，如扬声器、麦克风、小键盘、键盘、显示器或触摸屏，包括网络接口通信。
此外，ED 110包括至少一个存储器208。存储器208存储由ED 110使用、生成或收集的指令和数据。例如，存储器208可以存储由处理单元200执行的软件指令或模块，该软件指令或模块用于实现上面描述的一些或全部功能和/或实施例。每个存储器208包括任何合适的易失性和/或非易失性存储与检索设备。可以使用任何合适类型的存储器，例如随机存取存储器(random access memory，RAM)、只读存储器(read only memory，ROM)、硬盘、光盘、用户识别模块(subscriber identity module，SIM)卡、记忆棒、安全数字(securedigital，SD)存储卡等。
如图2B所示，基站170包括至少一个处理单元250、至少一个发送器252、至少一个接收器254、一个或多个天线256、至少一个存储器258，以及一个或多个输入/输出设备或接口266。可以使用收发器(未示出)代替发送器252和接收器254。调度器253可以与处理单元250耦合。调度器253可以包括在基站170内，也可以与基站170分开操作。处理单元250实现基站170的各种处理操作，例如信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理或任何其它功能。处理单元250还可以用于实现上面详细描述的部分或全部功能和/或实施例。每个处理单元250包括用于执行一个或多个操作的任何合适的处理或计算设备。例如，每个处理单元250可以包括微处理器、微控制器、数字信号处理器、现场可编程门阵列或专用集成电路。
每个发送器252包括任何合适的用于生成与一个或多个ED或其它设备进行无线或有线传输的信号的结构。每个接收器254包括任何合适的用于处理从一个或多个ED或其它设备通过无线或有线方式接收到的信号的结构。尽管以单独的组件示出，但至少一个发送器252和至少一个接收器254可以组合成收发器。每个天线256包括任何合适的用于发送和/或接收无线或有线信号的结构。尽管共用天线256在这里示出为与发送器252和接收器254耦合，但一个或多个天线256可以与发送器252耦合，而一个或多个单独的天线256可以与接收器254耦合。每个存储器258包括任何合适的易失性存储器和/或非易失性存储器和检索设备，例如上文结合ED 110描述的那些设备。存储器258存储由基站170使用、生成或收集的指令和数据。例如，存储器258可以存储由处理单元250执行的软件指令或模块，该软件指令或模块用于实现本文描述的一些或全部功能和/或实施例。
每个输入/输出设备266可以与网络中的用户或其它设备进行交互。每个输入/输出设备266包括用于向用户提供信息或从用户接收信息的任何合适的结构，包括网络通信接口。
关于UE 110和170等的其它详细内容是本领域技术人员已知的。因此，为了清楚起见，这里省略了这些详细内容。
图3和图4示出了多个UE如何使用不同的时域资源组合实现单子载波稀疏传输的示例。
在单子载波稀疏传输中，传输的符号在时域上是稀疏的，在频域上只使用单个子载波。图3示出了单子载波循环前缀正交频分多址接入(cyclic prefix orthogonalfrequency divisional multiple access，CP-OFDMA)稀疏传输的示例。在特定示例中，稀疏时域资源310被示为包括最多四个资源单元310a、310b、310c、310d。稀疏传输可以连续使用这些稀疏时域资源310中的一个以上的稀疏时域资源。在一些实施例中，这些资源单元是正交频分复用符号。但是，这并不排除它们是其它时频资源元素。图3示出了在本特定示例中由六个UE共享的串行的两个稀疏时域资源322、324。四个元素310a、310b、310c、310d中的每一个具有长度T加上循环前缀(cyclic prefix，CP)。示出了六个UE(UE#1、UE#2、UE#3、UE#4、UE#5、UE#6)通过使用总共四个资源单元310a、310b、310c、310d中的两个资源单元的不同组合共享相同的时域资源310。UE#1使用第一单元310a和第二单元310b。UE#2使用第一单元310a和第三单元310c。UE#3使用第一单元310a和第四单元310d。UE#4使用第二单元310b和第三单元310c。UE#5使用第二单元310b和第四单元310d。UE#6使用第三单元310c和第四单元310d。
图4示出了单子载波脉冲整形稀疏传输的示例。在图4中，稀疏时域资源410被示为包括最多四个脉冲410a、410b、410c、410d。稀疏传输可以连续使用这些稀疏时域资源410中的一个以上的稀疏时域资源。图4示出了在本特定示例中可以由六个UE共享的串行的两个稀疏时域资源422、424。连续脉冲之间的时间周期是T。六个UE(UE#1、UE#2、UE#3、UE#4、UE#5、UE#6)示出了通过使用总共四个脉冲410a、410b、410c、410d中的两个脉冲的不同组合共享相同的时域资源410。UE和脉冲的排列与图3中UE和资源单元的排列相同。
应理解，要分配给时域资源的UE的数量取决于时域资源中的元素数量、任何给定用户使用的元素数量以及其它附加因素。图3和图4示出每个时域资源的六个UE和四个元素仅作为示例。
图5和图6是可分别用于发送图3和图4中所示类型的单载波稀疏传输的发射路径的示例。例如，图5和图6中的发射路径可以是UE的一部分，如图3和4所示，每个UE使用不同的稀疏符号映射。提供给每个发射路径的输入包括UE在给定时间发送的比特。然后，发射路径的输出可以通过UE的一个或多个天线发送。
图5是用于发送单子载波CP-OFDMA稀疏传输的示例性发射路径500的框图。信息比特505被输入到前向纠错(forward error correction，FEC)编码器510。从FEC 510输出的比特被输入到串并(serial to parallel，S/P)转换器520。从S/P转换器520并行输出的k比特525被输入到比特到符号映射功能530。例如，从比特到符号映射功能530输出的M个符号535可以是M个单维符号，例如正交幅度调制(uadrature-amplitude modulation，QAM)符号，或一个M维符号或多个多维符号和多个单维符号，或其组合。M个符号535被输入到稀疏映射功能540。从稀疏映射功能540输出的L个稀疏符号545(其中，L>M)包括M个符号535以及L-M个零符号。L个稀疏符号545内的M个符号535的确切位置由稀疏符号映射540确定。L个稀疏符号545被输入到并串(parallel to serial，P/S)转换器550。来自P/S转换器550的输出被输入到子载波映射器560。来自子载波映射器560的输出被输入到快速傅里叶逆变换(inverse fast Fourier transform，IFFT)570。来自IFFT 570的输出被提供给添加循环前缀(CP***)的功能580。
图6是用于发送单子载波脉冲整形稀疏传输的示例性发射路径600的框图。信息比特605被输入到FEC编码器610。从FEC 610输出的比特被输入到S/P转换器620。从S/P转换器620并行输出的k比特625被输入到比特到符号映射功能630。例如，从比特到符号映射功能630输出的M个符号635可以是M个单维符号，例如正交幅度调制(uadrature-amplitudemodulation，QAM)符号，或一个M维符号或多个多维符号和多个单维符号，或其组合。M个符号635被输入到稀疏映射功能640。从稀疏映射功能640输出的L个稀疏符号645(其中，L>M)包括M个符号635以及L-M个零符号。L个稀疏符号645内的M个符号635的确切位置由稀疏符号映射640确定。L个稀疏符号645被输入到并串(parallel to serial，P/S)转换器650。来自P/S转换器650的输出被输入到脉冲整形和子载波移位功能660。图6中的FEC 610、S/P转换器620、比特到符号映射功能630、到稀疏映射功能640和P/S转换器650的输入可以实质上与图5中的FEC 510、S/P转换器520、比特到符号映射功能530、到稀疏映射功能540和P/S转换器550的输入相同。
时域稀疏性的一个潜在问题是，由于时域中零符号的传输引起的功率变化，可能会增加发送的信号的PAPR和/或立方度量。
零符号、零元素、“0”符号或空值是振幅为零的符号。因此，零符号的功率为零。零符号的相位(振幅为零)可以是任何值。如果符号序列至少包括一个零符号，则称为稀疏符号。通常，调制符号序列可以是稀疏的，也可以不是稀疏的。不包括至少一个零符号的符号序列是非稀疏的。
稀疏符号序列的生成或符号序列中的稀疏可以通过不同的方式实现。例如，稀疏序列的生成可以通过以下方式来完成：将零符号引入调制块或通过符号到资源元素(resource element，RE)映射或通过符号加扰(例如，使用具有一个或多个零符号的加扰序列)；或通过使用包括一个或多个零符号的扩展序列进行扩展；或通过打孔调制符号序列；或这些功能中的一个或多个的组合。在一些场景中，稀疏符号序列的稀疏密度或稀疏水平(ρ)或稀疏因子可以定义为符号序列中的非零符号数量与符号总数量之间的比率。
长度N的稀疏模式(sparse pattern或sparsity pattern)可以由0(零)和1(一)的序列表示，其中，0表示零符号，1表示非零符号。例如，长度4(即，N＝4)的稀疏模式1100对应于符号序列，其中，前两个符号是非零，后两个符号是零符号。非零符号可以是调制符号或其它符号。稀疏模式1010是长度4稀疏模式，其中，奇数和偶数编号符号在零符号与非零符号之间交替，以非零符号开始。模式0101是长度4稀疏模式，其中，每个其它符号在从零符号开始的零符号与非零符号之间交替。稀疏模式1100、1010、0101是具有相同稀疏密度/水平别ρ＝1/2的不同稀疏模式，其中，稀疏密度定义为模式中非零元素的数量与元素总数量的比率。根据稀疏密度的定义，稀疏性将与稀疏密度呈反比关系，即，稀疏性越低，稀疏密度值越大，反之亦然。与每个都具有稀疏密度ρ＝1/2的稀疏模式1100/1010/0101和具有稀疏密度ρ＝1/4的稀疏模式0010相比，稀疏模式1110具有较低的稀疏性(稀疏密度ρ＝3/4)。稀疏模式1111对应于非稀疏符号序列(稀疏密度ρ＝1)，稀疏模式0000对应于完整的稀疏符号序列(稀疏密度ρ＝0)。符号序列的置换(符号顺序的变化)对应于不同的稀疏模式。置换是线性变换，可以通过将符号序列与置换矩阵相乘来实现，其中，置换矩阵是1和0的方阵，每行只有一个1条目，每列只有一个1条目，其余条目均为全0。
本发明的各方面在传输之前在传输路径中修改时域上的稀疏映射符号集。稀疏映射符号集的修改可以以稀疏映射符号集的线性变换的形式实现。线性变换可以降低稀疏映射符号集稀疏性。只要与未执行变换的情况相比，变换符号集的总体稀疏性具有降低的稀疏性，线性变换就可能不会降低稀疏映射符号集的每个元素的稀疏性。在接收传输或多个传输的叠加的接收器处，线性变换的逆变换可以首先应用于变换的稀疏映射传输或接收到的它们的叠加，然后在稀疏域中执行多用户检测。线性变换可以在数学意义上实现为线性块变换或线性子块变换集。在一些实施例中，线性块变换可以是酉变换。在一些实施例中，线性子块变换应用于稀疏映射传输的子块。线性子块变换可以在数学意义上表示为线性块对角线变换。
在一些实施例中，线性变换可能不会改变稀疏性或稀疏密度/水平。换句话说，稀疏性或稀疏密度/水平保持不变，甚至增加。例如，稀疏符号序列的幅度和/或相位可以通过变换来修改，使得与原始符号序列相比，所得符号序列具有改进的PAPR和/或立方度量，但稀疏模式没有被修改。在另一个示例中，稀疏符号序列可以被置换(符号的顺序已经改变)，其可以改善PAPR和/或立方度量，而不改变原始符号序列的稀疏密度。在另一个示例中，稀疏符号序列可以线性变换，使得在不改变稀疏密度的情况下修改稀疏模式。
在本发明的任一实施例中，线性变换是指满足以下两个条件的变换T(·)：(1)对于任何两个输入v和w，T(v+w)＝T(v)+T(w)；(2)对于任何输入v和任何标量值a，T(a·v)＝a·T(v)。当线性变换的输入和输出是符号的矢量(或组)，例如复值的矢量(或组)时，线性变换的一个示例是通过矩阵乘法实现的，在这种情况下，变换由矩阵表征。在一些实施例中，线性变换由一种形式的电子电路执行，该电子电路等效于作为矩阵乘法执行的功能，但没有发生实际的矩阵乘法。在线性变换的可替代的实现方式中，对于以一组符号作为输入并将它们变换为一组符号作为输出的线性变换，通过对该组输入符号中的一个或多个符号施加相应的放大和/或相移，并对放大和/或相移符号求和，获得该组输出符号中的每个符号。对一个或多个符号施加相应的放大和/或相移并对放大和/或相移符号求和的操作有时被称为一个或多个符号的“线性组合”。
在一些实施例中，可以在通信标准规范中预定义一组或多组线性变换。在一些实施例中，线性变换集的特定线性变换可以由网络使用高层信令向UE进行指示。高层信号可以包括无线资源控制(radio resource control，RRC)信令或使用媒体接入控制(mediaaccess control，MAC)控制单元(control element，CE)。
线性变换可以以酉矩阵的形式在数学意义上实现。酉矩阵的示例是离散傅里叶变换(discrete Fourier transform，DFT)矩阵、离散傅里叶逆变换(inverse discreteFourier transform，IDFT)矩阵或Hadamard矩阵(也称为Walsh-Hadamard矩阵)。
将线性变换应用于单子载波稀疏映射信号的第一示例在图7中的示例性发射路径700中示出。在本示例中，线性变换被应用于包括多个块的传输中的每个稀疏映射块。图7包括图6的发射路径600中所示的相同类型的元件，以及一些附加功能。在图7中，这些元素被标识为FEC 710、S/P转换器720、比特到符号功能730、稀疏符号映射功能740、P/S转换器750以及脉冲整形和子载波移位功能760。图7还包括位于稀疏符号映射功能740与P/S转换器750之间的线性变换770。线性变换770的输出被标记为L'符号。在一些实施例中，L'是与稀疏符号映射功能740的输出相同数量的符号L。在一些实施例中，L'是与稀疏符号映射功能740的输出不同数量的符号L。
图8中示出了第二示例，其示出了将多个线性变换形式的线性变换应用到发射路径800中传输信号的稀疏映射块的子块。图8示出为包括FEC 810、S/P转换器820、比特到符号功能830、稀疏符号映射功能840、P/S转换器850以及脉冲整形和子载波移位功能860。符号到子块映射功能870和多个线性变换8801、8802……880P包括在稀疏符号映射功能840与P/S转换器850之间。稀疏符号映射功能840的输出被提供给符号到子块映射功能870，该功能将L个符号的稀疏映射块划分为具有相同大小或具有不同大小的子块。如果L个符号的数量不能被子块P的数量整除，则子块可以具有不同的大小。在图8中，符号到子块映射功能870示出了L个稀疏符号845被均匀分为P组8751、8752……875P，每组L/P个符号。然后，每组L/P个符号被提供给P个线性变换8801、8802……880P中的相应一个。然后，P个线性变换8801、8802……880P中的每一个将输出施加到P/S转换器850。P个线性变换8801、8802……880P的输出统称为L'符号。在一些实施例中，L'是与稀疏符号映射功能840的输出相同数量的符号L。在一些实施例中，L'是与稀疏符号映射功能840的输出不同数量的符号L。符号到子块映射功能870和多个线性变换8801、8802……880P也可以使用块对角矩阵以块变换的形式表示。
图9A包括发射器900，其类似于图5中的发射器500，但在稀疏符号映射功能905与P/S转换器915之间包括线性变换910。图9B包括发射器902，其类似于图5中的发射器500，但在稀疏符号映射功能945与P/S转换器965之间添加了符号到子块映射功能950和多个线性变换9601、9602……960P。图9A中的线性变换和图9B中的子块映射功能和多个线性变换分别以类似于图7和图8中相同命名元素的方式工作。
在一些实施例中，发射器侧的逐块变换，结合接收器侧的逆变换，将信号变换回原始稀疏映射域，这降低了PAPR和/或立方度量，同时保持稀疏传输的好处，而不会导致性能的显著恶化。
在关于使用子块变换的一些实施例中，取决于星座大小和/或调制或码本形状，子块变换可以提供比逐块变换更好的PAPR，因为在一些情况下，逐块变换混合传输信号的给定稀疏映射块内的所有符号，这反过来可能对PAPR和/或立方度量产生负面影响。
本发明的进一步方面包括除了以上描述的关于图7、图8、图9A和图9B描述的线性变换之外的相移。一些实施例包括在线性变换之前将逐元素相移应用于非零星座点。逐元素在这里的目的是意味着L个稀疏符号中的一个或多个可以在每个符号的基础上相移。一些实施例包括在线性变换之后对传输中的每个稀疏映射块应用逐块相移。因此，可以在时域中在传输的连续稀疏映射块上应用不同的相移。
在一些实施例中，可以在通信标准规范中预定义一组或多组相移值。在一些实施例中，特定相移值可以由网络使用高层信令向UE进行指示。高层信号可以包括RRC信令或MAC CE。
图10A示出了在线性变换之前应用于稀疏符号块中的每个非零元素的相移的示例。图10A包括发射路径1000，其类似于图7中所示的发射路径700。在图10A中，发射路径1000中的元素被标识为FEC 1010、S/P转换器1020、比特到符号功能1030、稀疏符号映射功能1040、线性变换1070、P/S转换器1050和脉冲整形和子载波移位1060。但是，在稀疏符号映射功能1040与线性变换1070之间添加了逐元素相移功能1090。在一些实施例中，相移可以仅应用于非零元素的子集，而不是所有非零元素。在一些实施例中，相同的相移可以应用于所有非零元素。在一些实施例中，不同的相移可以应用于一些或所有非零元素。图10A说明了作为块变换应用的相移。
图10B示出了作为子块变换应用的相移，与图8中的发射器一致。图10B包括发射路径1002，其类似于图8中所示的发射路径800。在图10B中，发射路径1002中的元素被标识为FEC 1010、S/P转换器1020、比特到符号功能1020、稀疏符号映射功能1030、稀疏符号映射功能1040、符号到子块映射功能1075、P个线性变换10801、10802……1080P、P/S转换器1050和脉冲整形和子载波移位功能1060。但是，在稀疏符号映射功能1040与符号到子块映射功能1075之间添加了逐元素相移功能1090。
图10C中的发射路径1004与图9A中的发射路径900类似，但在稀疏符号映射功能1040与发射路径1025的线性变换1070之间添加了逐元素相移功能1090。图10D中的发射路径1006类似于图9B中的发射路径902，但在稀疏符号映射功能1040与发射路径1035的符号到子块映射功能1075之间添加了逐元素相移功能1090。图10C中的线性变换和图10D中的子块映射和多个线性变换分别以类似于图10A和图10B中相同命名元素的方式操作。
图11A示出了线性变换后应用于传输的每个稀疏块的相移的示例。图11A示出了发射路径1100，其包括FEC 1110、S/P转换器1120、比特到稀疏符号映射功能1130、P/S转换器1150以及脉冲整形和子载波移位功能1160。图11A可以包括逐元素相移功能，例如图10A、10B、10C或10D中的1090。图11A可以包括由图10A或图10C中所示的线性变换1070实现的块线性变换，或由符号到子块映射功能1075和P个线性变换10801、10802……1080P实现的子块变换，如图10B和图10D所示。这些不同的选项包括在图11A的框1140中。除了这些不同的选项之外，发射器还包括框1140与P/S转换器1150之间的逐块相移功能1170。逐块相移可以应用于构成稀疏映射传输的一系列块中的每个稀疏映射块或选定的稀疏映射块集。例如，相移在时间上只能应用于变换稀疏映射块的子集，例如，以逐块方式的所有符号在每个其它稀疏映射块中都相移。图11A中示出了块索引输入1175，其提供了哪些稀疏映射块将逐块移位的指示。
图11B示出了线性变换后应用于传输的每个稀疏块的相移的示例。图11B示出发射路径1102，其包括FEC 1110、S/P转换器1120、比特到稀疏符号映射功能1130、P/S转换器1150、子载波映射器1180、IFFT 1190以及添加CP***的功能1195。图11B可以包括逐元素相移功能，例如图10A、10B、10C或10D中的1090。图11B可以包括由图10A或图10C中所示的线性变换1070实现的块线性变换，或由符号到子块映射功能1075和P个线性变换10801、10802……1080P实现的子块变换，如图10B和图10D所示。这些不同的选项包括在图11B的框1140中。除了这些不同的选项之外，发射器还包括框1140与P/S转换器1150之间的逐块相移功能1170。逐块相移可以应用于构成稀疏映射传输的一系列块中的每个稀疏映射块或选定的稀疏映射块集。图11B中示出了块索引输入1175，其提供了哪些稀疏映射块将逐块移位的指示。
在一些实施例中，通过逐元素相移或逐块相移包括的附加相移可以降低PAPR和/或立方度量。
本发明的进一步方面涉及选择要在发射器中使用的线性变换(块或子块版本)。当然，选择也会影响接收器上使用的变换。
在一些实施例中，线性变换可以是固定的、预定义的变换，例如，其可以被定义为通信标准规范中的一组固定的、预定义的变换之一。
在一些实施例中，线性变换可以是调制和编码方案(modulation and codingscheme，MCS)特定的变换。例如，对于每个MCS或每个MCS范围，UE使用特定的变换。特定的变换可以在通信标准规范中预定义，并且可以由高层，如RRC或MAC-CE配置。
在一些实施例中，线性变换可以是稀疏模式特定的变换。例如，稀疏模式特定的变换可以是一对一映射，其中，对于每个稀疏模式，UE使用特定的线性变换。
在另一个示例中，稀疏模式特定的变换是多对一映射。对于一组稀疏模式，UE使用特定的线性变换(例如，如果稀疏模式的数量大于变换的数量)。这方面的一个示例是一组稀疏模式，如果该组稀疏模式与给定的线性变换一起使用，则该组稀疏模式提供低PAPR和/或低立方度量信号。
特定的变换可以在通信标准规范中预定义，也可以由高层，如RRC或MAC-CE配置。
在一些实施例中，线性变换可以是UE特定的变换。例如，UE特定的变换可以由UE从通信标准规范中的一组固定的预定义变换中自主选择，或者可以是高层可配置的。
本发明的进一步方面涉及使用线性变换和稀疏模式跳变模式。在一些实施例中，使用线性变换和稀疏模式跳变模式为***增加了更多的灵活性，以根据不同条件选择线性变换，以便实现更好的PAPR和/或立方度量。在一些实施例中，将签名定义为UE使用的稀疏模式和线性变换的组合，线性变换和稀疏模式跳变可用于增加签名池大小并提高UE间冲突处理性能。在一些实施例中，跳变可以在提供低PAPR和/或立方度量的稀疏模式和线性变换对内实现。稀疏模式和线性变换对可以称为跳变组。
线性变换和稀疏模式跳变的一些实施例包括稀疏模式和变换对跳变在一起。在特定示例中，跳变可以在提供低PAPR和/或立方度量的稀疏模式和线性变换对中完成。
对于线性变换和稀疏模式之间一对一映射的情况，线性变换跳变使用与稀疏模式跳变相同的跳变模式完成。
对于稀疏模式和线性变换的多对一映射的情况，至少有两种方法来实现映射。第一种方法包括在与相同线性变换相关联的稀疏模式中发生的稀疏模式跳变，同时保持线性变换固定。第二种方法包括在与不同线性变换相关联的稀疏模式上发生的稀疏模式跳变，而跳变也发生在线性变换中。
当稀疏模式和线性变换对跳变到一起时，这可能会导致增加有效签名池大小，同时保持PAPR和/或立方度量较低。
在一些实施例中，线性变换跳变和稀疏模式跳变是独立完成的。
当稀疏模式和变换对独立跳变时，这可能会导致比稀疏模式和线性变换对跳变在一起时更大的有效签名池大小，以牺牲稀疏模式和线性变换的某些组合的更高PAPR和/或立方度量为代价。
现在将描述与上述发射器互补的接收器的接收路径的几个示例。接收器可以是基站，图12至图15中所示的接收路径正在处理接收到的信号，该接收到的信号可以包括从一个或多个UE发送的信号。基站在一个或多个天线上一起接收信号，并且接收到的信号被传递到接收路径。不同的接收路径如图12至图15的非限制性示例所示。
图12是与图5、9A、9B、10C、10D或11B中所示的CP-OFDMA稀疏传输发射器互补的接收路径1200的示例。接收到的信号可以包括来自多个不同UE在一个以上的信道上的传输，被应用于循环前缀(cyclic prefix，CP)删除功能1210。来自CP删除功能1210的输出被输入到快速傅里叶变换(fast Fourier transform，FFT)1220。来自FFT 1220的输出被输入到子载波解映射功能1230。来自子载波解映射功能1230的输出被输入到S/P转换器1240。从S/P转换器1240输出的L'符号1245被输入到变换1250，该变换1250是在发射器处使用的逆变换。图12包括接收逆变换1250的L个符号的输出的逐元素相移功能1260。逆变换1250的输出被标记为L个符号，指示S/P 1240输出的相同数量的符号，但是随后被变换。逐元素相移功能1260输出到多用户检测功能1270。逐元素相移功能1260用虚线示出，指示该功能是可选的。如果不包括该功能，则逆变换1250的输出将被提供给多用户检测功能1270。多用户检测功能1270能够区分每个用户特定的分量，然后将用户特定的信号分量Ki LLR(i＝1到U)输出到相应的P/S转换器12801、12802……1280U，其中，Ki是对应于发射器#i的FEC编码比特数。LLR值是FEC解码器可用于确定相应发射器的信息比特的对数似然比值。每个P/S转换器12801、12802……1280U的输出被提供给相应的FEC解码器12901、12902……1290U。FEC解码器12901、12902……1290U的输出是由相应的UE发送的信息比特。
图13是与图6、7、8、10A、10B或11A中所示的单个子载波脉冲整形稀疏传输发射器互补的接收路径1300的示例。将可能包括来自多个不同UE在一个以上的信道上的传输的接收到的信号提供给子载波移位和匹配滤波器功能1310。来自子载波移位和匹配滤波器功能1310的输出被输入到S/P转换器1320。从S/P转换器1320输出的L'符号1325被输入到变换1330，该变换1330是发射器使用的变换的逆变换。图13包括接收逆变换1330的L个符号的输出的逐元素相移功能1340。逆变换1330的输出被标记为L个符号，指示S/P 1320输出的相同数量的符号。逐元素相移功能1340输出到多用户检测功能1350。逐元素相移功能1340用虚线示出，指示该功能是可选的。如果不包括该功能，则逆变换1330的输出将被提供给多用户检测功能1350。多用户检测功能1350区分每个用户特定的分量，然后将用户特定的信号分量Ki LLR(i＝1到U)输出到相应的P/S转换器13801、13802……1380U，其中，Ki是对应于发射器#i的FEC编码比特数。LLR值是FEC解码器可用于确定相应发射器的信息比特的对数似然比值。每个P/S转换器13801、13802……1380U的输出被提供给相应的FEC解码器13901、13902……1390U。FEC解码器13901、13902……1390U的输出是由相应的UE发送的信息比特。
在一些实施例中，逆线性变换(以及可选的相移)使接收器能够使用适合或专门设计用于原始稀疏传输的任何多用户检测方案。
在一些实施例中，基于组串行干扰取消(successive interferencecancellation，SIC)的解码可以在接收器处使用。当接收器意识到稀疏模式与线性变换之间的关系时，接收器可以执行以下步骤：
步骤1：联合解码使用相同线性变换的UE的数据，例如通过在稀疏域(如MPA、EPA等)中执行逆变换和解码。
步骤2：执行SIC，以从接收到的信号中删除解码后的一组UE的信号，然后重复步骤1，以对其余UE的数据执行解码。
图14和图15示出了使用基于SIC的解码的接收器的示例。
图14是可以使用的接收路径1400的示例，该接收路径1400与图5、9A、9B、10C或10D中所示的CP-OFDMA稀疏传输发射器互补。在这个示例中，可以使用两种不同的线性变换(以及可选地附加相移)，使得第一组UE的发射器使用第一变换T，第二组UE的发射器使用第二线性变换S。接收路径1400的第一部分1405包括类似的元件，并以与图12中的接收路径1200相同的方式操作。在该第一传输路径1405中，逆变换1450对应于第一组发射器使用的第一线性变换T。逐元素相移功能1460接收逆变换1450的输出。逐元素相移功能1460输出到多用户检测功能1470。多用户检测功能1470区分第一变换的每个用户特定的分量，然后将用户特定的信号分量输出到相应的P/S转换器14801、14802……1480U。如果FEC解码器14901、14902……1490U的输出的信息比特被成功解码，则这些输出将是使用第一线性变换T的UE的信息比特。S/P转换器1440和FEC解码器14901、14902……1490U的输出被馈送到组SIC功能1448。组SIC功能1448从S/P转换器1440的传输减去对应于由一个或多个FEC解码器14901、14902……1490U成功解码的传输的传输，以从接收到的信号中删除解码信号。可以对剩余的接收到的信号进行处理，以使用第二线性变换S对对应于来自发射器的传输的信号进行解码。从组SIC功能1448输出的L'符号1449被输入到变换1462，变换1462是由第二组UE的发射器使用的第二变换S的逆变换。逐元素相移功能1464接收逆变换1462的输出。逐元素相移功能1464输出到多用户检测功能1468。逐元素相移功能1464使用虚线示出，指示该功能是可选的。如果不包括该功能，则逆变换1462的输出将被提供给多用户检测功能1468。多用户检测功能1468区分第二变换的每个用户特定的分量，然后将用户特定的信号分量输出到相应的P/S转换器1485U+1、1485U+2……1485V。每个P/S转换器的输出1485U+1、1485U+2……1485V被提供给相应的FEC解码器1495U+1、1495U+2……1495V。FEC解码器1495U+1、1495U+2……1495V的输出将是使用第二线性变换S的UE的信息比特。
图15是与图6、7、8、10A、10B和11中所示的单个子载波脉冲整形稀疏传输发射器互补的接收路径1500的示例。在该示例中，可以使用两种不同的变换，使得第一组UE的发射器使用第一线性变换T，第二组UE的发射器使用第二线性变换S。接收器1500的第一传输路径1505与图13中的接收器1300的传输路径相同。在该第一传输路径1505中，逆变换1550对应于第一组发射器使用的第一线性变换T。逐元素相移功能1560接收逆变换1550的输出。逐元素相移功能1560输出到多用户检测功能1570。多用户检测功能1570区分第一变换T的每个用户特定的分量，然后将用户特定的信号分量输出到相应的P/S转换器15801、15802……1580U。如果FEC解码器15901、14502……1450U的输出的信息比特被成功解码，则这些输出将是使用第一线性变换T的UE的信息比特。S/P转换器1540和FEC解码器15901、15902……1590U的输出被馈送到组SIC功能1548。组SIC功能1548从S/P转换器1540的传输减去对应于由一个或多个FEC解码器15901、15902……1590U成功解码的传输的传输，以从接收到的信号中删除解码信号。可以对剩余的接收到的信号进行处理，以使用第二线性变换S对对应于来自发射器的传输的信号进行解码。从组SIC功能1548输出的L'符号1549被输入到变换1562，变换1562是由第二组UE的发射器使用的第二变换S的逆变换。逐元素相移功能1564接收逆变换1562的输出。逐元素相移功能1564输出到多用户检测功能1568。逐元素相移功能1564使用虚线示出，指示该功能是可选的。如果不包括该功能，则逆变换1562的输出将被提供给多用户检测功能1568。多用户检测功能1568区分每个用户特定的分量，然后将用户特定的信号分量输出到相应的P/S转换器1585U+1、1585U+2……1585V。每个P/S转换器的输出1585U+1、1585U+2……1585V被提供给相应的FEC解码器1595U+1、1595U+2……1595V。FEC解码器1595U+1、1595U+2……1595V的输出将是使用第二线性变换S的UE的信息比特。
图16是基站BS与两个UE(UE#1、UE#2)之间的传输的信号流程图1600的表示。在1610处，基站为UE#1提供UL授权。在1620处，基站为UE#2提供UL授权。这些UL授权可能需要提供配置信息，以支持UE#1和UE#2配置设备以发送单个子载波CP-OFDMA或脉冲整形稀疏传输。UL授权用虚线示出，指示这些UL授权是可选的。UL授权1610和1620是用于建立UE可以何时以及如何发送稀疏映射和变换传输的基于授权的方法的一部分。可以使用免授权或配置的授权方法代替基于授权的方法来确定UE可以何时以及如何发送稀疏映射和变换传输。框1630示出了对应于发射器元件的一系列步骤，这些步骤实质上与上面各种实施例(例如图7至图11)中描述的特征相同。框1640同样包括一系列步骤，对应于发射器元件，这些步骤实质上与上面各种实施例中描述的特征相同。在1650处，UE#1发送根据来自1610的UL授权信息和1630处的处理准备的UL传输。在1660处，UE#2发送根据来自1620的UL授权信息和1640处的处理准备的UL传输。基站接收来自UE#1和UE#2的信号，并根据框1670处的处理来处理接收到的信号。框1670包括对应于接收器元件的方法步骤，这些步骤在上面的实施例(例如图12至图15)中描述。尽管未在框1670中示出，但基站可以使用基于组SIC的处理，例如图14和图15中描述的。
图17是一个表，示出了在模拟中确定的不同类型稀疏映射传输的不同模式的PAPR(以dB为单位)。在所有情况下，发射器使用滚降系数等于0.5的根升余弦(root-raisedcosine，RRC)脉冲发送脉冲整形单子载波信号。对于每种情况，四个时域脉冲整形符号的块序列在时间上在单个子载波上连续发送。所有情况下的稀疏密度都是1/2，即四个符号中的两个(线性变换之前)是非零的，因此有六种可能的稀疏模式，如图17中从1到6索引的。从图17中的表可以看出，不同的模式具有不同的PAPR值。在一些情况下，对于六种模式(例如，pi/2-BPSK IGMA)，PAPR值通常是一致的，在其它情况下，PAPR值在六种模式之间变化相当大的量(例如，8-point SCMA+pi/4+DFT2)，如果为一些模式而不是所有模式确定低PAPR值，则可以仅使用PAPR值较低的模式。例如，这6个稀疏模式可以对应于图4中所示的由6个不同的UE使用的模式。各种传输类型的附加参数如下表1所示。附加参数包括每个块的比特数、稀疏符号的类型、块或子块变换的类型、变换的类型以及是否包括逐元素相移。表2和表3包括每个块使用二维符号并且每个块有2比特(表2)或每个块有3比特(表3)的场景的两个非零值的值。
表1–各种传输类型的参数信息
Figure BDA0003523367170000171
Figure BDA0003523367170000181
表2–不同比特组合的非零符号值(每个块2比特)
Figure BDA0003523367170000182
Figure BDA0003523367170000191
表3–不同比特组合的非零符号值(每个块3比特)
比特组合 非零符号1 非零符号2
000 0.7071+0.7071j -0.7071+0.7071j
001 0.7071+0.7071j 0.7071+0.7071j
010 -0.7071-0.7071j -0.7071+0.7071j
011 0.7071-0.7071j 0.7071+0.7071j
100 -0.7071+0.7071j -0.7071-0.7071j
101 0.7071+0.7071j 0.7071-0.7071j
110 -0.7071-0.7071j -0.7071-0.7071j
111 0.7071-0.7071j 0.7071-0.7071j
图18是描述用于在单子载波传输中降低峰均功率比(peak-to-average powerratio，PAPR)和/或立方度量的方法的示例性流程图1800。在1810处，UE将第一组符号映射到第二组符号。第二组符号的数量大于第一组符号的数量，第二组符号中的至少一个元素为零元素。第二组符号比第一组符号具有更高的稀疏性。在815处，可选地，UE对第二组符号中的至少一个符号执行逐元素相移。在1820处，UE使用线性变换将第二组符号变换为第三组符号，与第二组符号相比，该线性变换降低了第三组符号的稀疏性。在1825处，可选地，UE可以对第三组符号中的所有符号执行逐块相移。在1830处，UE在单个子载波上发送第三组符号。
在一些实施例中，线性变换可以是以下变换中的一种：预定义的线性变换；调制和编码方案(modulation and coding scheme，MCS)特定的线性变换；稀疏模式特定的线性变换；或用户设备(user equipment，UE)特定的线性变换。在一些实施例中，使用线性变换对第二组符号进行变换包括用相应的线性变换对第二组符号的两个或更多个子集进行变换，两个或更多个线性变换共同生成第三组符号。
在一些实施例中，在发送之前，UE对第三组符号执行并串(parallel to serial，P/S)转换，然后在P/S/转换之后，执行脉冲整形和子载波移位中的至少一个。
在一些实施例中，在发送之前，UE对第三组符号执行P/S转换，然后在P/S转换之后，将第三组符号映射到单个子载波上。在映射之后，UE执行快速傅里叶逆变换(inversefast Fourier transform，IFFT)。在IFFT之后，UE执行循环前缀***。
在一些实施例中，线性变换和稀疏模式一起形成跳变组，并跳变到一起。
在一些实施例中，跳变组包括至少两对值，每对值包括线性变换和稀疏模式，其中，(a)至少两对中的每对具有相同的线性变换，但稀疏模式与其它对不同；或(b)至少两对中的每对具有不同于其它对的多个线性变换中的一个和不同于其它对的多个稀疏模式中的一个。
在一些实施例中，该方法还可以包括接收用于上行传输的配置信息。
在一些实施例中，接收到的配置信息是配置的授权配置信息或基于授权的配置信息。
图19是描述用于在单子载波传输中降低PAPR和/或立方度量的方法的示例性流程图1200。在1910处，基站在单个子载波上接收包括第一组符号的传输，第一组符号由于在发送点采取的动作而具有稀疏性。在1915处，基站可选地对第一组符号中的所有符号执行逐块相移。在1920处，基站使用线性变换将第一组符号变换为第二组符号，与第一组符号相比，该线性变换增加了第二组符号的稀疏性。在825处，可选地，基站对第二组符号中的至少一个符号执行逐元素相移。在1930处，基站对第二组符号执行多用户检测。
在一些实施例中，线性变换可以是以下变换中的一种：预定义的线性变换；调制和编码方案(modulation and coding scheme，MCS)特定的线性变换；稀疏模式特定的线性变换；或用户设备(user equipment，UE)特定的线性变换。
在一些实施例中，在变换接收到的传输之前，基站对接收到的传输执行脉冲整形和子载波移位中的至少一个，并执行串并(serial to parallel，S/P)转换。
在一些实施例中，在变换接收到的传输之前，基站对接收到的传输执行循环前缀删除，执行快速傅里叶变换(fast Fourier transform，FFT)，从单个子载波解映射接收到的传输，并执行S/P转换。
在一些实施例中，当接收传输包括从一个以上的源接收传输，并且至少两个源在传输之前使用不同的线性变换时，将第一组符号变换为第二组符号并执行多用户检测的步骤包括：使用第一线性变换将第一组符号变换为第二组符号；对使用第一线性变换进行变换的第二组符号执行解码；执行串行干扰取消(successive interference cancellation，SIC)以从接收到的传输中删除解码的第二组符号；使用第二线性变换将剩余的第一组符号变换为第二组符号；以及对使用第二线性变换进行变换的第二组符号进行解码。
在一些实施例中，该方法还可以包括发送用于上行传输的配置信息。
在一些实施例中，发送的配置信息是配置的授权配置信息或基于授权的配置信息。
应理解，本文提供的实施例方法的一个或多个步骤可以由对应的单元或模块执行。例如，信号可以由发送单元或发送模块发送。信号可以由接收单元或接收模块接收。信号可以由处理单元或处理模块处理。相应的单元/模块可以是硬件、软件或其组合。例如，上述单元/模块中的一个或多个可以是集成电路，例如现场可编程门阵列(fieldprogrammable gate array，FPGA)或专用集成电路(application-specific integratedcircuit，ASIC)。应当理解，如果这些模块是软件，则这些模块可以由处理器根据需要全部或部分检索，单独或集体检索用于处理，根据需要在一个或多个实例中检索，并且这些模块本身可以包括用于进一步部署和实例化的指令。
尽管在说明的实施例中示出了特征的组合，但并非所有特征都需要组合以实现本发明的各种实施例的优点。换句话说，根据本发明的实施例设计的***或方法不一定包括任一附图中示出的所有特征或附图中示意性地示出的所有部分。此外，一个示例性实施例的选定特征可以与其它示例性实施例的选定特征组合。
尽管已参考说明性实施例描述了本发明，但该描述并不旨在以限制性的意义理解。参考本说明书后，说明性实施例的各种修改和组合以及本发明其它实施例对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此，所附权利要求包括任何这样的修改或实施例。

Claims (25)

1.一种用于在单子载波传输中降低峰均功率比(peak-to-average power ratio，PAPR)和/或立方度量的方法，其特征在于，包括：
将第一组符号映射到第二组符号，其中，所述第二组符号的数量大于所述第一组符号，所述第二组符号中的至少一个元素为零元素，因此所述第二组符号比所述第一组符号具有更高的稀疏性；
使用线性变换将所述第二组符号变换为第三组符号，与所述第二组符号相比，所述线性变换降低了所述第三组符号的稀疏性；
在单个子载波上发送所述第三组符号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在发送之前，对所述第三组符号执行并串(parallel to serial，P/S)转换；
在所述P/S转换之后，执行脉冲整形和子载波移位中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在发送之前，对所述第三组符号执行并串(parallel to serial，P/S)转换；
在所述P/S转换之后，将所述第三组符号映射到所述单个子载波上；
在所述映射之后，执行快速傅里叶逆变换(inverse fast Fourier transform，IFFT)；
在所述IFFT之后，执行循环前缀***。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，使用线性变换对所述第二组符号进行变换包括用相应的线性变换对所述第二组符号的两个或更多个子集进行变换，所述两个或更多个线性变换共同生成所述第三组符号。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，还包括对所述第二组符号中的至少一个符号执行相移。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，还包括对所述第三组符号中的所有符号执行逐块相移。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述变换作为矩阵运算执行，所述线性变换是酉矩阵。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述酉矩阵是离散傅里叶变换(discreteFourier transform，DFT)矩阵、逆DFT(inverse DFT，IDFT)矩阵和Hadamard矩阵中的任一个。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述线性变换是以下变换中的一种：
预定义的线性变换；
调制和编码方案(modulation and coding scheme，MCS)特定的线性变换；
稀疏模式特定的线性变换；
用户设备(user equipment，UE)特定的线性变换。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，还包括使用高层信令接收所述线性变换的标识。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，还包括同时改变所述线性变换的值和稀疏模式的值。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，还包括相互独立地改变所述线性变换的值和所述稀疏模式的值。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其特征在于，还包括在将所述第一组符号映射到所述第二组符号之前，接收用于在单个子载波上为所述第一组符号定义传输资源的配置信息。
14.一种用于接收单子载波传输的方法，其特征在于，包括：
在单个子载波上接收包括第一组符号的传输，所述第一组符号具有在发送点确定的稀疏性；
使用线性变换将所述第一组符号变换为第二组符号，与所述第一组符号相比，所述线性变换增加了所述第二组符号的稀疏性；
对所述第二组符号执行多用户检测。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括，在变换所述接收到的传输之前：
对所述接收到的传输执行脉冲整形和子载波移位中的至少一种；
执行串并(serial to parallel，S/P)转换。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括，在变换所述接收到的传输之前：
对所述接收到的传输执行循环前缀删除；
执行快速傅里叶变换(fast Fourier transform，FFT)；
将从所述单个子载波接收到的所述传输解映射；
执行串并(serial to parallel，S/P)转换。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其特征在于，还包括在对所述第二组符号执行多用户检测之前，对所述第二组符号中的至少一个符号执行相移。
18.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其特征在于，还包括，在对所述接收到的传输执行变换之前，对所述第一组符号中的所有符号执行逐块相移。
19.根据权利要求14至18中任一项所述的方法，其特征在于，所述变换作为矩阵运算执行，所述线性变换使用酉矩阵。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述酉矩阵是离散傅里叶变换(discrete Fourier transform，DFT)矩阵、逆DFT(inverse DFT，IDFT)矩阵和Hadamard矩阵中的任一个。
21.根据权利要求14至20中任一项所述的方法，其特征在于，所述线性变换是以下变换中的一种：
预定义的线性变换；
调制和编码方案(modulation and coding scheme，MCS)特定的线性变换；
稀疏模式特定的线性变换；
用户设备(user equipment，UE)特定的线性变换。
22.根据权利要求14至21中任一项所述的方法，其特征在于，当在单个子载波上接收包括第一组符号的传输包括从一个以上的源接收传输，并且所述源中的至少两个源在传输之前使用不同的线性变换时，将所述第一组符号变换为第二组符号和执行多用户检测的步骤包括：
使用第一线性变换将所述第一组符号变换为所述第二组符号；
对使用所述第一线性变换进行变换的所述第二组符号进行解码；
执行串行干扰取消(successive interference cancellation，SIC)，以从所述接收到的传输中删除所述解码的第二组符号；
使用第二线性变换将剩余的第一组符号变换为第三组符号；
对使用所述第二线性变换进行变换的所述第三组符号进行解码。
23.根据权利要求14至22中任一项所述的方法，其特征在于，还包括在单个子载波上接收包括第一组符号的传输之前，发送用于在单个子载波上为所述第三组符号定义传输资源的配置信息。
24.一种设备，其特征在于，包括：
处理器；
处理器可读存储器，所述处理器可读存储器与所述处理器耦合，并存储处理器可执行指令，当所述处理器执行所述处理器可执行指令时，所述处理器可执行指令使所述处理器执行根据权利要求1至23中任一项所述的方法。
25.一种处理器可读存储器，其特征在于，所述处理器可读存储器存储处理器可执行指令，当处理器执行所述处理器可执行指令时，所述处理器可执行指令使所述处理器执行根据权利要求1至23中任一项所述的方法。
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