用于在无线网络中关联资源信息与信道度量信息的设备和方法

文档序号:1358556 发布日期:2020-07-24 浏览:2次 >En<

阅读说明:本技术 用于在无线网络中关联资源信息与信道度量信息的设备和方法 (Apparatus and method for associating resource information with channel metric information in a wireless network ) 是由 丹尼斯·维鲁赫 彼得·琼 伯恩德·霍菲尔德 于 2018-10-01 设计创作,主要内容包括:一种接收器,被配置为接收无线信号,该无线信号包括使用无线通信网络的资源元素通过信道传输的信号,该接收器包括被配置为确定指示资源元素的资源信息并确定信道的信道度量的确定器。该接收器包括被配置为使用信号中包含的身份信息将资源信息与信道度量相关联的关联器。(A receiver configured to receive a wireless signal comprising a signal transmitted over a channel using resource elements of a wireless communication network, the receiver comprising a determiner configured to determine resource information indicative of the resource elements and to determine a channel metric of the channel. The receiver comprises a correlator configured to correlate the resource information with the channel metric using identity information contained in the signal.)

用于在无线网络中关联资源信息与信道度量信息的设备和 方法

技术领域

本发明涉及接收器、发射器、具有至少一个发射器和至少一个接收器的无线通信网络、操作其的两种方法、和计算机程序。本发明还涉及例如无线通信网络中的免授权访问。

背景技术

无线通信中的主要挑战之一是频谱效率的提高。实现更好频谱效率的方法是通过减少通信开销。特别对于诸如设备到设备(D2D)通信的即将出现的网络类型,通信开销减少将是有益的。这包括交换资源图的无线电资源管理以及用于信道估计的信道质量测量和导频的交换。另一挑战是低延迟通信。调度需要初始通信过程,这对无线传输引入延迟。特别对于不确定性流量,其中数据速率或传输的时间预先不知道,调度导致恒定的延迟偏移。基于竞争的方案(诸如先听后发)提供媒体访问而无需调度。对于单设备场景,可以简单地实现期望频带上的即时媒体访问。然而,先听后发方案是不可扩展的。场景中设备或设备活动的数量越多,占用期望频带的概率越高,并且设备必须等待不确定的时间直到期望的传输频带可用。第三个挑战是低复杂度和低能耗设备的设计。特别对于具有减少的或无接收器功能的发射器,需要没有先前控制消息的媒体访问。

在无线通信中,为通过无线信道从源设备向汇点设备(sink device)发送消息,两个设备都必须知道使用的传输资源。这样,消息的源和汇点(sink)由传输资源隐式确定。然而,在仅已知的传输资源的子集用于汇点的情况下,标识编码每个子集的接收者。在蜂窝环境中,第一种情况适用于上行链路以及设备到设备的传输,且后一种情况适用于下行链路传输。在IEEE 802.11 WLAN及其衍生的环境中,适用后一种情况。

使用两个主要概念确定传输资源(的子集):

·无竞争访问:由例如中央协调器来调度资源(包括令牌传递和轮询机制)

·基于竞争的访问:ALOHA协议和进步,诸如占据完整的传输频带的先听后发。

至少对于初始传输,两种情况对通信过程引入延迟。在第一种情况下,必须在协调器和设备之间传送调度决策,这导致恒定的延迟偏移。然而,在第二种情况下,设备必须等待,直到传输频带对于通信是空闲的。因此,通信延迟是不确定的且无法实现严格的延迟要求。

[1]中描述用于LTE(长期演化)的具有基带和模拟单元的常见传统通信系统,其中由基站作为中央协调器来执行资源分配。

发明内容

因此,需要提供一种允许使能媒体访问而无需先前控制消息的有效通信的概念。

该目的由独立权利要求中限定的主题实现。

发明人已经发现,用于通信信道的资源可以与已经执行所述通信的相应通信节点相关联,且可以在接收器处执行其的确定/与发射器的关联。这允许在接收器处确定通信属性,以避免发信号用于调度通信资源,并因此允许有效通信而无需专用控制消息。此概念甚至能够处理冲突,以便还可以避免由于在先听后发方案中的监听导致的延迟。通过避免发送调度和/或监听的时间,可以执行低延迟通信。

根据实施例,接收器被配置为接收无线信号,该无线信号包括使用无线通信网络的资源元素通过信道发送的至少一个信号。接收器包括确定器,该确定器被配置为确定指示用于发送信号的资源元素的资源信息,并被配置为确定用于传输的信道的信道度量。接收器包括关联器,该关联器被配置为使用信号中包含的身份信息来将资源信息与信道度量相关联。这允许将用于发送信号的资源元素归属于或分配给发送信号的相应发射器,以确定传输系统并在接收器和发射器之间建立适当的通信。这可以通过使用接收的信号完成。

根据实施例,无线信号是至少信号(其是第一信号)和第二信号的叠加,第一信号是使用无线通信网络的资源元素(其是第一资源元素)通过信道(其是第一信道)发送的,第二信号是使用无线通信网络的第二资源元素通过第二信道发送的。确定器被配置为确定资源信息为第一资源信息,并确定指示第二资源元素的第二资源信息,并确定第一信道的信道度量作为第一度量,并确定第二信道的第二信道度量。关联器被配置为使用第一信号中包含的身份信息作为第一身份信息,将第一资源信息与第一信道度量相关联,并被配置为使用第二信号中包含的第二身份信息将第二资源信息与第二信道度量相关联。因此,尽管被接收为超定位信号,接收器被配置为将与第一资源元素相关的信息与第一信道度量和第一身份信息相关联,以分离用于第一信号的通信与用于第二信号的通信,这允许接收器执行与已经发送第一信号的第一节点和已经发送第二信号的第二节点的通信,而由于调度机制无需先验知识或者在发射器处没有等待静默信道的要求。根据实施例,身份信息包括作为信号中发送的信息的部分的标识、由来自资源元素的整体集合中的资源元素的选择指示的标识、和由信道度量指示的标识中的一个。这允许在接收器侧逻辑分离用户。

根据实施例,接收器包括信道确定器,该信道确定器被配置为确定与第一信道相对于无线信号中的第一信号的相位变化和振幅变化有关的信息,以及与第二信道相对于与第一信号叠加的第二信号的相位变化和振幅变化有关的信息,其中接收器被配置为使用与相位变化和振幅变化有关的信息用于解码无线信号。

根据实施例,确定器被配置为基于确定规则来确定资源信息和信道度量:

以便

其中S是全部K个发射器的资源图,资源图包含全部K个发射器的资源信息。这允许使用具有导频符号和仅振幅符号的信号并解码信号,例如,相位恢复技术可以用于解码。

根据实施例,确定器被配置为确定为多个资源值(例如向量形式或矩阵形式)的资源信息,并确定多个资源值中的每个以包括至少三个值中的一个。即,资源值可以是多值的。这允许编码关于是否使用资源元素的信息之外的资源信息中的其他信息,例如使用相应资源信息的多个发射器。

根据实施例,无线信号是至少信号(其是第一信号)和使用第二资源元素通过第二信道传输的第二信号的叠加。确定器被配置为确定资源信息作为第一资源信息并被配置为基于预定规则,通过使用与预定规则有关的信息分离第一信号与第二信号,确定与第二资源元素有关的第二资源信息,根据该预定规则,导频符号和数据符号被映射至由第一信号和第二信号使用的资源中。即,接收器可以被配置为使用各自指示一起用于传输的资源元素的集合的信息,区分用于发送第一信号的资源和用于发送第二信号的资源。这允许增强不同发射器的分离。

根据实施例,确定器被配置为使用无线信号中包含的导频符号,基于预定规则确定信道度量,根据该预定规则,导频符号被映射至信号使用的资源中。这可以允许,附加地或作为使用预定规则(根据该预定规则,资源元素位于资源图中)的代替,在接收器处识别用户和/或分离用户。

根据实施例,信号是无线信号中的多个信号的第一信号。确定器被配置为确定用于无线信号中包含的每个信号的资源信息,以获得整体资源信息,例如公共资源图。确定器被配置为确定与无线信号中的信号相关联的每个信道的信道度量,以获得整体信道度量。整体信道度量可以结合资源信息允许使用基于无记忆信道模型的传统错误校正。然而,使用基于插入/删除/替换信道模型的错误校正可能是优化的。如果仅存在整体资源信息的部分信息,例如第一信号的资源信息,和对应的信道度量,那么错误校正基于插入/删除/替换信道模型。

根据实施例,接收器包括错误校正器,该错误校正器被配置为使用为无线信号中的相应信号确定的资源信息来校正第一信号中的至少一个位错误。这可以允许通过校正错误来增强通信。

根据实施例,确定器被配置为获得指示错误校正的结果的校正信息,并被配置为取决于校正信息调整资源信息的确定。例如,可以通过提供从错误校正器至确定器的反馈,使用根据turbo接收器的概念。这可以允许高质量错误校正。

根据实施例,资源或其相应集合可以以排他的方式(没有或少量的重叠)或以非排他的方式(即允许重叠)分布。第一种可以允许增强不同信号的分离,其中后者可以允许增强频谱效率。

根据实施例,确定器被配置为确定用于无线信号中包含的每个信号的资源信息。接收器包括解码器,该解码器被配置为解码第一信号以获得利用第一信号发送的第一消息,并解码第二信号以获得利用第二信号发送的第二消息。接收器包括信道确定器,该信道确定器被配置为确定与信道相对于第一信号和相对于第二信号的相位变化和振幅变化有关的信息。接收器包括错误校正器,该错误校正器被配置为使用为第一信号确定的资源信息校正第一信号中的至少一个位错误,或使用为第二信号确定的资源信息校正第二信号中的至少一个位错误。这可以允许发射器侧的支持免授权访问的低延迟通信。

根据实施例,用于发送信号的资源元素分布在资源图中。这可以通过使用资源元素的块获得,每个块具有相邻的资源元素的集合(例如6个、12个等),其中块分布在资源图中。替代地,每个块可以包括分布式资源元素。由于在公共信道内被不同地修改的多个资源限制上的信号分布,资源图中的分布式资源元素可以允许信道度量的精确确定。

根据实施例,发射器被配置为使用无线通信网络的资源元素无线地发送信号。发射器包括资源选择器,该资源选择器用于从无线通信网络中的多个资源元素中选择资源元素。选择在信号的接收器处是至少部分未知的。因此,接收器可以例如基于自确定的信道度量,自己决定(同时不排除考虑边界条件)使用哪些资源元素。基于对于接收器至少部分未知的选择,可以避免由于发信号导致的开销。至少部分未知的选择可以指的是边界条件方面的部分知识,例如指的是哪些载波或子带必须保持未使用等的信息。

根据实施例,发射器被配置为确定待用于信号的传输的资源元素,并被配置为根据预定规则将至少一个导频符号和至少一个数据符号映射至资源元素。通过使用预定规则,附加信息可以被发送至接收器,允许接收器识别发射器。

根据实施例,资源选择器被配置为选择资源的多个预定义集合中的至少一个用于发送信号。通过使用预定义集合中的一个或预定义集合中的至少两个,可以发送身份信息。

根据实施例,资源选择器被配置为使用指示多个预定义集合的子集的选择信息,从多个预定义集合中选择至少一个集合,其中发射器被配置为从预定义集合的子集中选择集合。这样的集合可以是排他集合或重叠集合,并可以允许实施身份信息。

根据实施例,发射器被配置为除了资源的集合外,临时使用来自附加资源的池中的至少一个附加资源用于发送信号。资源的集合可以是核心集合。临时地,例如当需要更高的吞吐量时,发射器可以使用附加资源。附加资源可以与相应核心集合相关联,以便当使用这样的附加资源时,可以维持身份信息。如果发送其他身份信息,也可以替换这样的关联。

根据实施例,发射器被配置为临时使用多个附加资源,直到由最大数据速率信息指示的预定义最大数据速率。这可以允许避免单个发射器的资源的过度使用。可以单独地或者通过选择预定义集合中的至少一个附加集合来选择附加资源用于发送信号。这可以允许逐块地增加或减少带宽。根据实施例,发射器被配置为使用指示从发射器至接收器的信道的至少部分的信道特性的信道度量。信道度量可以包括信道增益、信道的相位和振幅和/或其他特性。资源选择器被配置为取决于信道特性,从多个预定义集合中选择集合。例如,可以选择包括通过该信道的低衰减的信道。替代地或附加地,可以选择包括对其他接收器的低干扰的集合。

根据实施例,发射器被配置为将信号无线地发送至接收器,并被配置为使用无线通信网络的资源元素用于所述传输。发射器被配置为使用资源元素的核心集合在第一时间实例期间发送第一信号。发射器被配置为除了核心集合,使用来自附加资源的池中的至少一个附加资源用于在第二时间实例期间发送第二信号,而不发信号通知附加资源的使用。这允许动态调整传输速率,同时避免信令开销。

根据实施例,提供用于发送信号的多个资源元素的无线通信网络包括根据实施例的接收器和根据实施例的至少第一发射器。

根据实施例,无线网络包括至少第一和第二发射器。第一和第二发射器被配置为使用预定义资源用于发送第一和第二信号,其中预定义资源被预定义以指示不重叠的资源,即,使用的资源的至少部分不重叠。

根据实施例,至少第一发射器被配置为从资源的多个预定义集合中选择至少第一集合用于发送第一信号。至少第一发射器被配置为使用指示多个预定义子集中的第一子集的第一选择信息,从多个预定义集合中选择资源的第一集合。这允许减少接收器处的搜索空间,原因是可以仅使用预定义集合中的集合。因此,这可以允许增加无线网络的效率。

根据实施例,第一发射器被配置为从资源的多个预定义集合中选择至少第一集合用于发送第一信号。无线网络的第二发射器被配置为从资源的多个预定义集合中选择至少第二集合用于发送第二信号。第一发射器被配置为使用指示从第一发射器至接收器的第一信道的至少部分的第一信道特性的第一信道度量用于取决于第一信道特性选择至少第一集合。第二发射器被配置为使用指示从第二发射器至接收器的第二信道的至少部分的第二信道特性的第二信道度量用于取决于第二信道特性选择至少第二集合。因此,第一和第二发射器可以取决于相应发射器和接收器之间存在的信道来选择其使用的资源。因此,可以获得通信的整体增强。

根据实施例,第一和第二发射器被配置为选择相同资源用于第一和第二信号的传输,其中第一和第二发射器被配置为将非正交多址接入方案应用至第一和第二信号的传输。这可以允许高资源效率。

根据实施例,网络被配置为根据包括多个载波的多载波概念操作。

根据实施例,用于接收包括使用无线通信网络的资源元素通过信道发送的信号的无线信号的方法包括:确定指示资源元素的资源信息,确定信道的信道度量,以及使用信号中包含的身份信息将资源信息和信道度量相关联。

根据实施例,用于使用无线通信网络的资源元素无线地发送信号的方法包括:在发射器处,从无线通信网络中的多个资源元素中选择资源元素,以便选择在信号的接收器处是至少部分未知的。

其他实施例涉及非临时性存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序具有用于当在计算机上运行时,执行根据实施例的方法的程序代码。其他实施例涉及这样的计算机程序。

附图说明

为了更完整地理解本公开及其优点,现在结合附图参考以下描述,其中:

图1示出根据实施例的示例网络基础设施的示意表示;

图2示出根据实施例的具有用于不同选择的Tx天线端口的两个天线端口的示例性基于LTE OFDMA的子帧;

图3a示出根据实施例的接收器的示意性框图;

图3b示出根据实施例的其中无线信号14是第一信号和第二信号282的叠加的场景中图3a的接收器的示意性框图;

图4示出根据实施例的多个发射器的示意图,每个发射器发送彼此叠加的信号以生成到达接收器的无线信号;

图5示出用于资源图的估计的示例无线系统;

图6示出根据实施例的通信系统的示意性框图;

图7示出根据实施例的用于导频和数据映射的示例图;

图8a-c示出插入/删除/替换信道的示例二进制版本的示意图;

图9示出根据实施例的无线网络的示意性框图;

图10示出根据实施例的无线网络的示意图,包括无线发射器和接收器;

图11示出根据实施例的无线网络的示意性框图,包括可能单个的发射器和接收器;

图12示出根据实施例的由于带噪信道和资源图估计导致的错误引入及其通过IDS错误码的校正的示意图;

图13示出根据实施例的发射器的示意性框图;

图14a示出根据实施例的各自包括资源元素的块的示意图;

图14b示出根据实施例的其中块由子块形成的分布式资源元素的示意图;

图15示出根据实施例的频带上的两个随机选择的信道的功率谱密度(PSD)的示例;以及

图16示出根据实施例的随时间变化的资源图。

在以下描述中,即使在不同的附图中出现,相同或等同的元件或具有相同或等同功能的元件由相同或等同的附图标记表示。

具体实施方式

在以下描述中,描述多个细节以提供对本发明的实施例的更加彻底的解释。然而,对于本领域技术人员将显而易见的是,可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明的实施例。在其他实例中,以框图的形式而不是详细地示出公知的结构和设备,以避免使本发明的实施例模糊不清。此外,除非另有特别说明,下文中描述的不同实施例的特征可以彼此组合。

身份信息可以包括允许识别发射器的信息,即就媒体访问控制(MAC)标识等而言,但不限于此。允许将发射器与不同发射器相区分的每个信息可以适合地作为身份信息。以非限制性示例,其还可以包括相应信道度量。特别对于固定发射器,信道度量可能面临缓慢改变或可能甚至保持恒定。因此,信道度量也可以适于区分具有此信道度量的发射器与具有不同信道度量的另一发射器。

图1是诸如包括多个基站eNB1至eNB5的无线通信系统的这样的网络基础设施的示例的示意表示,每个基站服务由各个小区1001至1005示意性表示的基站周围的特定区域。基站被提供以服务小区内的用户。用户可以是固定设备或移动设备。此外,无线通信系统可以由连接至基站或用户的IoT设备访问。图1示出仅5个小区的示例性视图,然而,无线通信系统可以包括更多这样的小区。图1示出在小区1002中并由基站eNB2服务的两个用户UE1和UE2,也称为用户设备(UE)。另一用户UE3示于由基站eNB4服务的小区1004内。箭头1002、1022和1023示意性表示用于从用户UE1、UE2和UE3至基站eNB2、eNB4发送数据或用于从基站eNB2、eNB4至用户UE1、UE2、UE3发送数据的上行链路/下行链路连接。此外,图1示出小区1004中的两个IoT设备1041和1042,其可以是固定或移动设备。IoT设备1041经由基站eNB4访问无线通信系统以接收和发送数据,如箭头1051示意性表示的。IoT设备1042经由用户UE3访问无线通信系统,如箭头1052示意性表示的。UE1、UE2和UE3可以通过与基站通信来访问无线通信系统或网络。箭头1052还可以指示设备到设备(D2D)通信,其中诸如IoT设备1042和UE3的设备彼此直接通信。可以由eNB4调度这样的通信,例如,当确定哪些资源待被用于这样的通信时,然而,也可以自主地调度这样的通信,例如当eNB4超出范围时。

无线通信网络系统可以是基于频分复用的任意单音或多载波系统,诸如正交频分多路复用(OFDM)系统,由LTE标准定义的正交频分多址(OFDMA)系统,或者具有或不具有CP的任何其他基于IFFT的信号(例如,DFT-SOFDM)。可以使用诸如用于多址的非正交波形的其他波形,例如滤波器组多载波(FBMC)。可以使用诸如时分复用(时分双工—TDD)的其他复用方案。

用于数据传输的OFDMA系统可以包括基于OFDMA的物理资源网格,该基于OFDMA的物理资源网格包括多个物理资源块(PRB),每个物理资源块由7个OFDM符号×12个子载波定义并包括各种物理信道和物理信号被映射至其的资源元素的集合。资源元素由时域中的一个符号和频域中的一个子载波组成。例如,根据LTE标准,1.4MHz的系统带宽包括6个PRB,且根据LTE Rel 13标准的NB-IoT增强,200kHz带宽包括1个PRB。根据LTE和NB-IoT,物理信道可以包括:包括用户特定数据(也称为下行链路有效载荷数据)的物理下行链路共享信道(PDSCH)、包括例如主信息块(MIB)或系统信息块(SIB)的物理广播信道(PBCH)、包括例如下行链路控制信息(DCI)的物理下行链路控制信道(PDCCH)等。物理信号可以包括参考信号(RS)、同步信号等。LTE资源网格包括在频域中具有特定带宽(例如1.4MHz)的时域中的10ms帧。帧具有10个1ms长度的子帧,且每个子帧取决于循环前缀(CP)长度,包括两个6或7个OFDM符号的时隙。

图2示出具有例如用于可能不同的选择的Tx天线端口的两个天线端口的示例性基于LTE OFDMA的子帧。子帧包括两个资源块(RB),每个资源块由子帧的一个时隙和频域中的12个子载波组成。频域中的子载波被示出为子载波0至子载波11,且在时域中,每个时隙包括7个OFDM符号,例如时隙0中的OFDM符号0至6以及时隙1中的OFDM符号7至13。白框106表示分配给包括有效载荷或用户数据的PDSCH(也称为有效载荷区域)的资源元素。用于物理控制信道(包括非有效载荷或非用户数据)(也称为控制区域)的资源元素由阴影线框103表示。根据示例,资源元素103可以被分配给PDCCH、物理控制格式指示信道(PCFICH)和物理混合ARQ指示信道(PHICH)。交叉阴影线框107表示被分配给可以用于信道估计的RS的资源元素。黑框108表示可以对应于另一天线端口中的RS的当前天线端口中的未使用资源。分配给物理控制信道和物理参考信号的资源元素103、107、108没有随时间平均分布。更具体地,在子帧的时隙0中,与符号0和符号1相关联的资源元素被分配给物理控制信道或物理参考信号,符号0和1中没有资源元素被分配给有效载荷数据。与子帧的时隙0中的符号4相关联的资源元素以及与子帧的时隙1中的符号7和11相关联的资源元素被部分地分配给物理控制信道或物理参考信号。图2中示出的白色资源元素可以包括与有效载荷数据或用户数据相关联的符号,且在时隙0中,对于符号2、3、5和6,全部资源元素106可以被分配给有效载荷数据,而在时隙0的符号4中,较少的资源元素106被分配给有效载荷数据,并且在符号1和1中,没有资源元素被分配给有效载荷数据。在时隙1中,与符号8、9、10、12和13相关联的资源元素全部被分配给有效载荷数据,而对于符号7和11,较少的资源元素被分配给有效载荷数据。

PDSCH时隙的资源元素106可以被多个节点用于下行链路目的。相似地,可以存在可以用于上行链路目的的资源元素。根据实施例,可以存在其中发射器没有被分配资源且因此不能将用户数据发送至诸如基站的(公共)接收器的情况。这样的发射器允许将这样的资源元素用于上行链路目的,而无需先前调度。这样的概念还可以被称为免授权。在此描述的实施例涉及其中发射器实施免授权访问的场景。

图3a示出根据实施例的接收器30的示意性框图。例如,接收器30可以用作图1中示出的基站eNB1至eNB5中的一个,然而也可以实施图1的用户设备(UE)。接收器30包括用于接收无线信号14的天线12。天线阵列12可以是单个天线元件,或可以是可以允许实施诸如波束形成等技术的天线阵列。无线信号14可以从发射器16发送或接收。在发射器16和接收器30之间存在导致在发射器16处发送的信号的改变或操纵的物理介质。此改变可以被称为通过信道发送的无线信号14。信道可以由信道度量表示。例如,信道度量可以表示为信道冲激响应和/或信道冲激响应的循环自相关。例如当发送和接收导频时,可以由资源确定器42直接获得信道冲激响应,或者例如当存在仅振幅信号时,可以经由相位恢复技术通过信道估计获得信道冲激响应。例如,如果仅振幅知识是可用的,可以从例如在此描述的上述资源图估计来获得信号冲激响应的循环自相关。此后,信道度量可以被表示为信道矩阵H,这不应排除其他实施例。因此,信道度量可以描述当从发射器16行进至接收器30时无线信号14的改变。为了发送无线信号14,可以占用或使用资源。参考图2,这样的资源可以被称为时域、频域、码域和/或空间域中的部分或片段。仅作为非限制性示例,OFDM(正交频分复用)中的符号的传输可以占用或使用至少部分地被定义为时间/频率元素的资源元素。接收器30包括确定器18,该确定器18被配置为确定指示用于发送无线信号14的资源元素的资源信息22。确定器22进一步被配置为确定信道的信道度量x,信道度量x至少部分地描述改变(由H指示)。

接收器30还包括关联器24,该关联器24被配置为使用无线信号14的信号28中包含的身份信息26,将资源信息22与信道度量x相关联。例如,身份信息可以是作为在信号28中发送的信息的部分的标识、由来自资源元素的整体集合中的资源元素的选择指示的标识,和/或由信道度量x指示的标识。例如,可以通过解码信号或与其一起发送的消息以获得相应信息,来获得身份信息(其是信号中发送的信息)。例如,其可以是发射器ID、位置信息或用于识别发射器16的任何合适的信息。就此而言,识别不必须需要唯一的标识,因为其可以在例如使用MAC地址时获得。在发送信号的全部发射器之间区分是足够的,其中两个或更多个信号可以叠加至无线信号14上。即,在仅一个发射器16的情况下,身份信息可以是指示例如当发送信号28时占用信道的发射器的任何信息。还可以通过由资源元素的选择指示自身身份来获得这样的信息。资源元素的选择可以由发射器根据特定模式完成,其中当与其他发射器相比较时,通过选择的相应模式,发射器至少可以识别其自身。替代地或附加地,身份信息可以由信道度量x指示。例如,固定的或缓慢移动的发射器可能面临随时间缓慢变化甚至恒定的信道度量。因此,与其他发射器的信道度量不同的信道度量或当与其他信道度量的行为相比不同的信道度量的行为,可以用作区别特征,即作为身份信息。

图3b示出其中无线信号14是第一信号281和第二信号282的叠加的场景中的接收器30的示意性框图,其中第一信号281(仅作为非限制性示例)是图3a中的信号28,且第二信号282在由H2指示并由信号度量x2可表示的第二信道上从第二发射器162发送。换句话说,信号281和282在到达接收器30时在时间上可以至少部分地重叠,其中接收器30接收或查看无线信号14。可以通过使用第二资源元素发送信号282。确定器18可以被配置为确定用于信号281的资源信息221和用于信号282的资源信息222。此外,确定器18可以被配置为确定用于评定和/或量化发射器161和接收器30之间的信道的第一信道度量x1,和用于评定和/或量化发射器162和接收器30之间的信道的信道度量x2。关联器24可以被配置为使用信号281中包含的身份信息261,将资源信息221与信道度量x1相关联。此外,关联器24可以被配置为使用信号282中包含的身份信息262,将资源信息222与信道度量x2相关联。由此,信号281和282两者的处理可以在接收器30处成为可能,尽管两个信号在接收器30处彼此叠加。因此,发射器161和162可以根据免授权访问操作,即其可以简单地在信道上发送。

实施例允许确定使用的传输信道,即关于发射器的资源和衰落,以建立与发射器的通信。这允许通信开销减少,特别是关于D2D通信。此外,提供具有减少的接收器能力或无接收器能力的发射器,其可以执行媒体访问而无需控制消息的先前交换。

图4示出多个(K个)发射器161至16K的示意图,每个发射器在信道H1至HK上发送信号281至28K,以便信号281至28K彼此叠加以产生到达接收器30的无线信号14。发射器161至16K中的每个被配置为使用多个资源元素32。仅为非限制性示例,发射器161至16K中的每个可以使用特定模式341至34K或资源元素32,即其在相应资源图中的布置。例如,资源图可以在时域/频域中表示。替代地或附加地,可以使用其他维度,例如码域和/或空间域和/或功率域。例如,发射器161至16K可以通过使用重叠的资源来发送并可以非正交地发送。形成生成无线信号的叠加中的部分的每个附加信号可以在接收器处被检测为另一发射器。

在接收器30处,模式341至34K可以重叠或叠加。例如,发射器161和发射器162可以使用相同的资源元素321-1/322-1,其中诸如资源元素322-2的其他资源元素仅由发射器162使用。如关于图3a和3b描述的,接收器30可以将信号281至28K彼此分离,以处理相应信号。

换句话说,实施例描述通信系统以及其中操作的发射器和接收器,通信系统在预定义频带中操作而无需在设备之间交换资源图。图4中示出用于将数据从发射器161至16K发送至接收器30并在接收器30处解码数据的通信系统的简单版本。每个发射器161至16K可以独立地(即以分布式方式)分配资源,以便资源可以在接收器处重叠。分配的资源可以相邻和非相邻,使能更大的分配空间。在示例(OFDM系统)中,分配的资源可以是频带上的子载波,如图5所示。此外,接收器30不知道每个发射器161至16K的选择的资源图,仅观察到无线信号14中的信号281至28K的叠加。

通信系统可以使用每个发射器161至16K位于不同空间位置的假设。因此,每个信号经历至接收器的不同无线信道h1至hK。此外,每个发射器161至16K必须分配足够的资源,以便接收器具有足够的信息来分别估计无线信道、信道度量x,如同资源图(即完整的调度)在接收器30处是已知的。

现在,当参照图5和[2]时,为资源图的估计,在[2]中描述用于无线系统的度量和强力方法,其中可以仅通过观察叠加的接收信号估计全部发射器的频率资源图。图5中示出具有两个发射器161和162的简单系统模型。每个发射器161和162使用排他的且分布式的资源,其中发送的频率资源包括仅导频符号或仅恒定振幅符号,例如相移键控(PSK)。如果资源图在接收器30处是已知的,每个发射器分配足够数量的资源以便接收器30具有足够的信息来估计无线信道。此外,每个发射器161和162位于不同的空间位置。因此,每个信号281和282分别经历至接收器30的不同无线信道h1、h2。接收器30观察输入信号,即无线信号14。

二进制对角矩阵Sk表示每个发射器k的资源图,其中矩阵S表示资源图Sk的串联。对角块矩阵ΦK由例如具有傅立叶矩阵Φ的块条目组成。向量xk代表发射器k的信道度量。特别地,xk是传输信号sk(即由对应信道hk改变的每个发射器k的信号28k)的表示。换句话说,xk是发送的信号28k和信道中发生的效果的组合。

因此,在接收器处的全部K个发射器的叠加信号(例如,基于图5的两个发射器161和162)是:

描述模式34k的相应资源图Sk可以是从接收器得到的资源信息22。ΦK是频率转换块矩阵,其中每个块表示傅立叶矩阵。X表示信道度量。y是接收的频域信号,即表示无线信号14,且σ2表示许可的残差。特别地,存在观察y的两个选择:(I)接收信号的复频率分量或(II)接收信号的功率谱分量。在第一种情况下,xk简单地表示发射器k的时域信道hk,因为如在[2]中描述的,在不丢失一般性的情况下,已知的发送频率导频被设置为1,即xk是信道hk与具有导频的发送信号sk的卷积的结果(xk=hk*sk),其中*运算符表示卷积运算符。在第二种情况下,xk表示发射器k的时域信道的循环自相关,因为如[2]中描述的,在不丢失一般性的情况下,发送的恒定振幅频率符号被设置为振幅1。在第二种情况下,复接收信号仍携带发射器的未知相位信息。接收器通过求解如[2]中所描述的问题来联合估计完整资源图S和级联的信道度量x(即,度量xk的多个x):

如其中所讨论的,具有边约束的信道度量的l1范数为全部发射器应用的完整资源图提供良好的指示。作为副产品,获得每个资源图的对应信道度量。如果发送仅导频符号,信道度量表示时域信道。对于发送仅恒定振幅符号的情况,获得功率谱密度。S中的资源图Sk的顺序无法被恢复或仅可以被困难地恢复并且是模棱两可的。即,资源图本身不能与对应的发射器匹配。因此,实施例使用身份信息以将相应资源图Sk(资源信息)与相应发射器相关联。

图6示出通信系统的示意性框图,诸如其中多个接收器16a1至16aK被配置为将相应信号281至28K发送至接收器30b的无线网络。接收器30b可以接收无线信号14,该无线信号14由于信号281至28k的叠加是类噪声信号。接收器30b可以包括使能无线信号14的接收的传统模拟部分。接收器30b可以进一步包括模块38,该模块38是被配置为将无线信号14传送至基带中的传统基带部分1。接收器30可以进一步包括确定器/关联器42,该确定器/关联器42被配置为提供关于确定器18和关联器24描述的功能。例如,可以至少部分地使用处理器或微处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、中央处理单元CPU或其他合适的元件来实施确定器18、关联器24和/或确定器42。此外,接收器30b可以包括模块44,该模块44提供传统基带部分2的功能,即处理分离的信号。因此,可以使用传统模拟部分36在接收器30b处接收无线信号14,并可以使用模块38将无线信号14传送至基带(作为整体)。模块38的结果可以被提供至确定器/关联器42,其中分离的信号可以被提供至传统基带部分2,即模块44。

根据在此描述的实施例的发射器可以被配置为确定待被用于信号的传输的资源元素,并被配置为根据预定规则将至少一个导频符号和至少一个数据符号映射至资源元素。发射器可以被配置为通过使用相应模块46在基带中形成相应信号来生成信号281至28K。根据示例,信号281至28K可以包括导频符号,以便发射器16a1至16aK可以被配置为使用模块48执行导频映射并且使用模块52执行数据映射。组合的导频符号和数据符号可以使用模块54在基带中被进一步处理并可以使用模拟部分56被发送。

发射器中的一个或多个,例如发射器16a1可以被配置为分配资源,即决定哪些资源用于发射信号281。发射器16a1可以包括指示可以用于传输的资源元素的信息并可以从可用资源元素中选择待用于传输的一个资源元素或多个资源元素。即,发射器16a可以包括资源选择器47,该资源选择器47用于从无线通信网络中的多个资源元素中选择资源元素。由资源选择器执行的选择在接收器处是至少部分未知的。例如,在发射器和接收器处,可以存在指示例如根据关于图4描述的模式34的预定义集合的可用信息。可以与发射器16a相同或相似的发射器161可以决定哪个模式用于传输,而无需由专用信号向接收器指示选择,或无需强制接收器选择特定模式。根据其他实施例,诸如发射器16a1的发射器可以选择至少两个模式34或更高数量(例如,至少三个,至少五个或甚至更多)。接收器可以被配置为将至少两个模式与发射器相关联,并因此可以识别无线信号中的哪些模式由相同的发射器选择。

换句话说,无调度通信系统通过接收器(如图6的收发器链所描绘的)处的全部K个发射器的完整资源图的联合估计而扩展如[1]中对LTE描述的经典处理。其中,K个发射器在预定义频带中通信。每个发射器独立地分配资源,其中导频和数据符号被映射。导频和数据映射的示例示于图7。

图7示出执行导频映射和数据映射的发射器16的示意图。示意性示出包括多个可用资源321至32N的发射器16的资源图Sk,其中发射器16被配置为使用可用资源321至32N中的一些。发射器16被配置为将导频符号58和数据符号62映射至资源321至32N,同时保留资源中的一些(例如资源323和324)未使用。

换句话说,资源可以在不同的维度(频率、时间、空间、码和功率)上分布。在图7中,示出数据和符号的示例性映射,其中每个第三占用的资源表示导频。还可以使用导频符号的不同映射方案。使用的资源本身可以是任意分布的。例如,发射器的分配的资源内的导频和数据的分布在接收器处是已知的。

知道每个发射器的数据和导频符号的位置,可以将与等式2相似的优化问题应用于包含数据(具有恒定振幅符号以及多级振幅符号和导频符号)的混合信号。因此,可以在接收器处估计完整资源图。通过导频符号获得信道和对应的发射器。因此,数据符号可以被均等化且可以执行相干通信。在这样的通信系统中,联合估计全部发射器的完整资源映射可能是重要的。例如,当确定包括已经发送在无线信号14中叠加的信号的全部发射器的资源信息Sk的资源图S时,可以获得此。确定完整资源映射可以允许根据无记忆模型建模信息信道,即从发射器至接收器的位的传输。即,基于确定的与(完整)资源图和/或(完整)信道度量有关的信息,错误校正器可以使用相应信息信道模型。例如,可以假设无记忆信道模型用于错误编码。因此,假设每个位由无记忆信道模型改变。然而,对于信号传输,模型可以包括较高复杂度。因此,在错误校正之前的层1处理可以恢复位,以便然后可适用无记忆信道。

在描述的实施例中,可以在错误校正模块68和72之间定义信息信道或位信道。这样的信道与用于信号的传输的信道h不同。换句话说,可以由诸如擦除/替换信道的无记忆信道建模信息信道,而可以由多路径传播信道或稀疏信道建模信道h。这可以允许使用可能仅适用于诸如擦除信道的无记忆信道的传统错误校正方案。替代地,资源图可以被不完全地确定或可能包括错误(即,被不正确地确定),以便由插入/删除/替换信道建模传输,该插入/删除/替换信道是具有存储器的信道。用于通信方案中插入/删除/替换的传统错误码可以被设计为在诸如擦除信道的无记忆信道上正常工作。然而,在插入/删除/替换信道的情况下,信道具有存储器。因此,传统错误代码可能不适用。

图8a示出二进制插入信道的示意图,其中,发送的信号64a与接收的/解码的信号64b不同在于具有附加位。这样的信道中未知的是位的值和插入的位置。

图8b示出用于说明二进制删除信道的示意图,其中接收的/解码的信号64b丢失一个位。未知的是删除的值和位置。

图8c示出用于说明二进制替换信道的示意图,其中,接收的/解码的信号64b与发送的信号64a不同在于位的值。未知的是相应位的值。

换句话说,图8a至8c简要地介绍插入/删除/替换信道的二进制版本。二进制替换表示经典二进制擦除信道,其可以由传统错误码处理。未知位置处的位的值是未知的。与此相反,删除和插入信道导致更短或更长的接收消息。其中,除了未知值,删除或插入的位置也是未知的。通常,不知道用于插入/删除/替换错误码的好的设计。这主要由二进制插入/删除信道引起,其中甚至容量区域是非常粗糙的,如[3]中所描述的。然而,对于Q进制字母,容量区域更清楚,且为了增加Q,擦除信道的容量损失趋向于一个位。对于Q进制字母,存在一组错误码。可以在[4]中找到错误校正码的调查,其中主要应用于同步错误。虽然如此,在经典通信理论之外,存在更多的应用。插入/删除/替换错误码的一个常见应用是生物信息学,其中对DNA序列执行错误识别和校正,如[5]中描述的。根据实施例,这样的错误识别和校正用于无线通信网络中的接收器和发射器。当关于图3a、3b和6再次参考图4时,例如,通过确定等式2的解,接收器可以确定与发射器16有关的相应资源信息。确定器18可以被配置为基于预定规则确定资源信息(由发送的信号使用的资源图S),根据该预定规则,导频符号和数据符号被映射至资源中。通过使用此信息,可以增强或使能信号的分离。当参考图4时,模式341至34K在接收器处可以是已知的,以便接收器30可以通过使用多个资源元素(例如资源元素321-1和322-4)和/或不同数量和/或不同的资源元素和/或通过保留其他资源元素(例如资源元素321-3)不使用,来具有知识,其他资源元素(例如资源元素322-8)也被相同的发射器使用和/或其他资源元素(例如资源元素322-10)不被此发射器使用。因此,这可以允许确定由多于一个的发射器使用的资源元素和/或识别已经在叠加信号14中使用相应资源元素的相应发射器16。

当在发射器处使用导频符号时,接收器可以被配置为确定资源信息,以包括无线信号14的数据符号的实数值和导频符号的复数值。接收器可以被配置为根据确定规则来确定资源信息:

xk,d=(hk*sk,d)

其中,

是可表示为xk∈{xk,p,xk,d}的无线信号,其中,导频信号xk,p=(hk)是第k个信道,且xk,d是数据信号,该数据信号是第k个信道与第k个传输信号的卷积,其中y是混合有复数值和仅振幅值的接收的频域信号。

此外,当在发射器侧使用导频符号时,接收器(特别是确定器)可以被配置为基于预定规则,使用无线信号中包括的导频符号来确定信道度量,根据该预定规则,导频符号被映射至信号使用的资源中。即,接收器可以被配置为使用导频符号确定信道度量。确定器可以被进一步配置为确定全部发射器的资源信息,即无线信号中包含的每个信号的资源信息,以获得整体资源信息,例如资源图S。确定器可以被配置为确定与无线信号14中的信号28相关联的每个信道的信道度量,以获得整体信道度量。确定器可以被进一步配置为根据多路径传播模型(即稀疏信道模型)确定整体信道度量。无线信道遵循多路径传播模型,这是由环境中的障碍物引起的。因此,无线信道的典型信道冲激响应是稀疏的[8]。即,信道冲激响应仅由少量相关非零项组成。换句话说,仅少量的非零项被要求具有信道冲激响应的良好表示。信道冲激响应的大小排序导致具有快速(指数)衰减的向量。对于信道冲激响应的循环自相关,稀疏属性仍成立,因为自相关保留基础矢量的稀疏性。然而,与信道冲激响应相比,信道冲激响应的循环自相关的项数增加。

接收器可以通过使用排他资源或非排他资源操作。对于发射器在排他资源上操作的情况,在接收器处资源不相互干扰。因此,等式1中的资源图S的项反映每个发射器的具有符号功率(多级振幅符号)的资源分配。对于PSK符号,项是二进制的,且因此S的每行的总和是二进制的。在获得资源图S后,接收器可以独立地简单解码每个发射器的数据。对于每个发射器独立地分配资源的情况,接收器观察如图4所示的重叠的资源。因此,对于PSK符号,项仍是二进制的,然而S的每行的总和等于或大于0。这反映单个资源分配给多个发射器的事实。虽然如此,等式2中的问题仍获得全部发射器的对应资源图。之后,可以在接收器处解码每个发射器的数据。对于仅小的重叠,干扰符号被视为噪声,以便错误校正恢复每个发射器的原始消息。此外,可以使用干扰消除技术。对于较大重叠,可以应用正交码以具有仍恢复原始消息的能力。

对于排他资源,可以应用以下:S=(S1…Sk…SK),其中Sk=sk·I,其中sk∈{0,1}是第k个发射器的资源图行向量,且I是身份矩阵。当资源被排他地分配给每个发射器时,则其中s∈{0,1}。

对于非排他资源,可以应用以下:S=(S1…Sk…SK),其中Sk=sk·I,其中sk∈{0,1}是第k个发射器的资源图行向量,且I是身份矩阵。资源被非排他地分配给每个发射器,因此其中s∈{0,…,K}。

两个资源在频率指数l处的重叠的示例:边约束被公式化为频率指数l处的标量约束:

因此,两个频率指数被用于实现边界内的残差。即,确定器可以被配置为通过使用至少一个公共资源元素(即,已经发送其相应信号的发射器使用相同(公共)资源元素),来确定无线信号14中至少部分彼此重叠的第一信号和第二信号的资源信息。在码分多址(CDMA)和稀疏码多址(SCMA)中使用相似的技术。

图9示出包括使用信道h1发送信号281的发射器16b1的无线网络90的示意性框图。无线网络90可以包括可以与发射器16b1相同或不同的第二发射器16b2。发射器16b2可以经由信道h2发送信号282。尽管已经示出多个(K个)信道,其中的一些可以不使用,例如除了h1和h2外的所有信道不被使用。无线网络90进一步包括用于接收无线信号14的接收器30c。当与无线网络60(分别与发射器161和接收器30b)相比时,发射器16b1被配置为执行错误编码且接收器30c被配置为执行错误校正。可以根据信息信道的预定义模型、无记忆信道模型或插入/删除/替换信道模型来执行错误编码。错误校正器可以被对应地设置。信息信道的模型可以是预先已知的。因此并且根据实施例,使用IDS模型可以是有利的,因为其始终工作或至少具有高可靠性。

此外,发射器16b1被配置为发送无线信号28而不使用如关于图6描述的导频映射,以便在无线信号14中,至少对于信号28的分量,使用导频符号的信道估计是不适用的。接收器30c可以包括被配置为执行相位恢复的信道确定器66。信道确定器66可以被配置为确定与通过相应信道h1或信道h2的相应信号28经历的相位变化和/或振幅变化有关的信息。即,关于振幅和/或相位,可以更改、改变或修改通过信道行进的信号。例如,携带导频的信号28可以允许信道确定器直接从接收的信号中确定与信号的振幅变化有关的信息(或简单地,幅度)和与信号的相位变化有关的信息,这对于不携带导频的信号(即仅振幅信号)可能是不可能的。信道确定器66可以确定信道的增益,该信道的增益描述信号的复功率的改变和变化且因此描述振幅和相位。替代地或附加地,信道确定器66还可以从信道度量中确定振幅和/或相位,和/或可以与确定器一体地形成,并可以被配置为确定信道度量。

在经典的通信系统中,发射器和接收器已知的导频被嵌入至通信信号中。这些已知的导频被用于估计发射器和接收器之间的信道并建立相干通信链路。通过使接收的信号与估计信道均衡,获得残差数据。与此相反,如在[7]中描述的相位恢复技术通过在[6]中描述的仅振幅测量,可以恢复通信信道的相位和振幅。因此,信号28k的相位可以用作嵌入例如数据的进一步的自由度。通常,相位恢复将信道的相位和幅度恢复,直至不可解的模糊,如全局相位。差分编码可以用于摆脱全局相位。

接收器30c可以被配置为使用相位用于解码无线信号14,即,用于解码信号281至282。关联器/确定器42或确定器18可以被配置为基于确定规则来确定相应资源信息和信道度量:

以便

其中,S是包含资源信息的全部K个发射器的资源图,ΦK是频率转换块矩阵,其中每个块表示傅立叶矩阵,x是由信道改变的并表示信道度量的循环自相关传输信号,y是具有仅振幅值的接收的频域信号,且σ2表示许可的残差。

S=(S1…Sk…SK),其中Sk=sk·I,其中sk∈{0,1}是第k个发射器的资源图行向量,且I是身份矩阵。

是具有K个块Φ的块矩阵,将解x转换至频域,其中Φ表示傅里叶矩阵;

其中xk=CAC(hk*sk)是第k个信道与第k个传输信号的卷积的循环自相关(CAC)。y是具有仅振幅值的接收的频域信号。σ2表示许可的残差,例如噪声变量。

替代地或除了省略导频符号并使用信道确定器66来使用相位恢复外,发射器161’可以使用错误编码器68执行错误编码,以例如使用关于图8a-8c描述的适合于信道的错误编码来编码待发送的信息,即,错误校正器72可以被配置为实施用于插入、删除和/或替换错误的错误码。接收器30c可以包括用于使用资源信息校正接收的信号281和/或282中的至少一个位错误的错误校正器72。如前所描述的,确定器/关联器42(独自地,确定器)可以被配置为确定整体信道度量以根据无记忆模型获得信道模型,并因此被配置为允许使用这样的模型来执行错误校正方案。为实施相应错误校正,错误校正器72可以使用整体信道度量和/或发射器的资源信息(即,整体资源信息)。由此,通过建模完整的信道,可以允许或至少增强错误校正。特别地,以至少70%,90%或95%填充的资源图可以允许可能不存在诸如插入的特定错误的假设,例如原因是每个符号被使用/占用,两个解码位之间可能没有其他位,特别是当符号的数量且因此位的数量已知时。

作为可选特征,接收器30、30c可以包括从误差校正器72至确定器或确定器/关联器42的反馈74。这可以允许迭代地确定资源信息。从而,确定器可以获得指示错误校正的结果的校正信息,并可以取决于校正信息来调整资源信息的确定。即,确定器可以获得错误校正是否被正确执行的信息,这可以取决于信道和/或信道度量。从而,当确定错误校正不足时,可以再次或更准确地确定信道和信道度量。换句话说,与turbo接收器相似,提供从错误校正72至确定器处的资源图估计的反馈链路74允许减少估计资源图信息的错误。

为了资源图的估计,例如当考虑数据格式的头等时,确定器可以具有关于一些位被解码的概率的知识。具有高概率的位可以被认为是参考或类导频并可以由相应解码器指示。尽管示出反馈74由错误校正器72馈送,其也可以由传统基带部分2馈送。

对于默认的turbo接收器,假设最大概率的位就其位置和值而言是正确的并在下一迭代中被用作用于确定信道图的导频。如果获得全部信号的充分信息,如用于turbo接收器一样,可以使用用于无记忆信道的常规错误校正方案。因此,模型可以被表示为无记忆信道,然而未知的数量是大的。因此,尽管对于信号的充分了解,常规错误校正可能需要大量的计算能力,其仍可以改善解码。

换句话说,根据实施例,对仅数据资源执行通信系统的扩展,即避免导频符号并因此省略导频资源。图9中示出相应收发器链,与图6相比,具有接收器侧的附加块,即信道确定器66。发射器16b对仅数据符号执行资源映射,即避免导频符号的映射。接收器30c通过求解等式2来估计每个发射器的资源图。然而,对于每个发射器,仅获得表示时域信道的循环自相关(CAC)的功率谱密度。为获得信道冲激响应并因此获得频域中信道的相位和振幅,可以使用信道确定器66实施相位恢复技术。例如,在[6]中描述这样的技术。通常,相位恢复指的是仅从由接收器获得的强度测量,恢复信道的相位和振幅直到不可解的模糊的方法。不重要的不可解的模糊是全局相位。差分编码可以用于摆脱全局相位。[6]中已经描述了解决其他剩余模糊的方法。即,发射器可以被配置为使用指示从发射器到接收器的信道的至少部分的信道特性的信道度量。资源选择器47可以被配置为取决于信道度量,从可用资源元素中选择待被使用的资源元素的集合。替代地或附加地,可以考虑其他特性,例如,可用的低或最低的衰减或高或最高的增益。信道度量可以由发射器本身确定,或者可以例如从来自接收器的反馈中获得。

即,确定器可以被配置为确定无线信号14中包含的每个信号的资源信息,以获得整体资源信息,例如资源图S。接收器可以包括解码器,该解码器被配置为解码第一信号以获得利用第一信号281发送的第一消息,并解码第二信号以获得利用第二信号发送的第二消息。解码器可以是错误校正器72的部分。信道确定器66可以被配置为确定与信道h1和信道h2的相位和振幅有关的信息,直到不可解的模糊。错误校正器74可以被配置为使用整体信道资源信息,校正信号281和/或282中的至少一个位错误。替代地,错误校正器74可以至少将为相应信号确定的相应资源信息用于错误校正,即,只要部分知识覆盖相应信号的信息,整体资源信息的部分知识也可以是足够的。

尽管无线通信网络60和90被描述为包括相同的发射器16或16b1,但根据在此描述的实施例的无线网络还可以包括彼此比较时不同的发射器,例如至少一个发射器16和至少一个发射器16b1。特别地,一些发射器可以执行错误编码,而其他发射器可以跳过这样的步骤。替代地或附加地,一些发射器可以使用导频符号,而其他发射器不使用导频符号发送其信号。根据实施例,接收器被配置为评估无线信号14。基于评估结果,接收器可以改变其操作模式。例如,在确定信号281和282已经被发送而没有错误编码的情况下,接收器30c可以跳过错误校正。替代地或附加地,当在信号281和/或282中发送导频符号时,信道确定器66可以保持不操作,且可以将确定器/关联器42的结果提供至传统基带部分44。

图10示出包括无线发射器161”至16K”以及接收器30d的无线网络100的示意图。当与发射器16’相比时,发射器16’与发射器16相比省略了错误编码并附加地省略了导频符号。

当与接收器30相比时,接收器30e包括信道确定器66。,例如,当发送信号281至28K而无错误码时,关于图9描述的错误编码的功能可以存在于发射器和/或接收器中但可以保持不使用。

图11示出包括可能单个的发射器16d1和接收器30e的无线网络110的示意性框图。发射器16d1可以被配置为执行错误编码,即,其可以包括错误编码器68。此外,发射器16d1可以被配置为使用导频符号,并可以使用模块48映射导频符号,并可以使用模块52映射数据符号,即,导频映射器48和数据映射器52。换句话说,插入/删除/替换(IDS)错误码也可以与导频子载波和/或符号的传输结合,忽略使用信道确定器66的相位恢复。

使用错误校正和/或省略导频符号可能需要解码发送无线信号14的全部发射器的完整资源图,原因是单个发射器情况中的资源图估计中的错误导致用于无记忆信道的传统错误校正方法的无法解错误。因此,根据实施例,根据插入/删除/替换(IDS)信道来建模信道。特别对于非二进制信道,存在错误码。通过IDS错误编码省略导频符号的传输,接收器独立地解码每个发射器的消息。对于全部发射器,可以仅必须联合估计资源图。虽然如此,接收器仍观察到叠加的发射器信号,即无线信号14。与相位恢复和IDS错误校正的连续过程一起选择感兴趣的发射器信号。为选择相应信号,可以执行发射器识别。这可以包括解等式2中的问题,其不导致S的唯一解。资源图SK的顺序无法被唯一地识别。因此,在没有先验知识的情况下,无法将估计的资源图SK和对应的信道度量xk分配至对应的发射器。即,信道度量xk的始发者是未知的。然而,由于估计了资源图,可以独立于其起源的知识而解码未知发射器的原始(位)消息。为获得信道度量xk的起源,多种方式是可能的。发射器可以将其唯一标识编码至发送的信号中。替代地或附加地,发射器可以将其唯一标识编码至资源图sk中。替代地或附加地,相比于先前的接收,接收器可以通过信道度量的指纹获得身份。对于固定信道,例如其中发射器和接收器的位置是固定的或仅缓慢变化,信道度量将与先前的信道记录非常相似。

估计不正确的资源图,IDS错误编码校正IDS错误并重构原始消息。作为示例,图12示出根据实施例的使用IDS错误校正的通信的简化流程图。由发射器16分配分布式资源,即,并非所有使用的资源元素321、323、324、325和328相对于彼此相邻和/或其之间的一些资源元素(诸如资源元素322、326和/或327)不由发射器16使用。如关于图9描述的,消息“Hello”可以作为消息被编码至相应信号28中。消息“Hello”在经典擦除信道上发送,如步骤(1)中描绘的。因此,出现替换错误,且消息被改变为例如“Heilo”。此外,由其他发射器部分地分配其余资源,导致消息混合“HWeilro”,如步骤(2)中描绘的。估计资源图,因此仅选择属于相同发射器的资源。然而,估计过程引入插入和/或删除错误,导致消息“Heir”,如步骤(3)中示出的。现在,使用IDS错误校正,可以校正插入和删除错误以及替换错误,以便在步骤(4)中恢复原始消息“Hello”。这假设消息部分的顺序(即,识别的资源元素的顺序)没有被IDS信道改变。

图12示出其中由于带噪信道和资源图估计引入的错误及其通过IDS错误码的校正的概念。在此设置中,甚至可以改进经典的IDS错误编码方案,原因是资源在预定义网格上分布。因此,可以仅发生删除错误,其中未分配的资源在两个选择的资源之间。在直接相邻的资源之间,删除错误是不可能的。以步骤(3)为例,在资源元素323和324中的字母“e”和“i”之间,删除错误是不可能的。扩展此,由如两个选择的资源之间的资源的数量定义删除错误的最大数量。将此纳入考虑的IDS方案可以提高错误校正性能。因此,根据实施例,错误校正器72被配置为将指示资源图中资源元素的位置的信息用于错误解码。

根据实施例的发射器可以被配置为使用恒定振幅符号或多级振幅符号。当使用恒定振幅符号时,在通信系统中,每个发射器在分配的资源上将数据发送至接收器,其中接收器能够解码数据而无需每个发射器的资源图的知识。如果数据由恒定振幅符号(如PSK(相移键控))组成,可以由等式2简单地获得资源图,观察到接收的信号的功率谱密度。在多级振幅符号(即,振幅可以包括最小值(例如,0)和最大值(例如,1)之间的至少一个值)的情况下,接收器的确定器可以被配置为确定资源信息为多个资源值(例如,以矩阵形式和/或一个或多个向量的形式),并确定多个资源值中的每个,以包括至少三个值中的一个。换句话说,在数据由诸如更高阶调制的多级振幅符号组成的情况下,必须修改等式2以估计完整资源图。取代S作为具有二进制项的仅资源图,必须放松S以支持多级振幅。例如,对于四阶的经典正交振幅调制(QAM)(16-QAM),可以使用三级。特别地,可以对接收的信号的功率谱密度观察使用资源图S∈{0,1,5,9}。可以使用任何其他选择的值。

图13示出根据实施例的发射器16的示意性框图。如在此描述的其他发射器,发射器16被配置为使用无线通信网络的资源元素无线地发送信号28。发射器16包括资源选择器47,该资源选择器47用于从无线通信网络中的多个资源元素中选择资源元素,其中选择在接收器处是至少部分地未知的。在此描述的发射器16a-d可以与发射器16相似。即,关于发射器16、16a、16b、16c或16d中的一个给出的说明也可以用于相应的其他发射器,除非另有说明。

根据实施例,选择的资源元素是多个资源元素或者甚至是大量的资源元素,例如,至少两个,至少五个,至少十个或甚至更多。为增加接收器处资源图估计过程的可靠性,可以使用资源块,每个资源块包括资源元素的预定义集合。当再次参考图12时,例如,资源元素321、323、324、325和328可以形成可用资源元素321至328的块。替代地或附加地,关于图4描述的模式也可以被看作块。在[2]中示出资源块的优越性能。资源块由预定义数量的资源组成,其中资源图中资源的位置(即模式34)可以在接收器和发射器处已知,并因此可以形成发射器和接收器的公共知识。如[2]中描述的,资源块可以包括相邻的资源,即,资源块可以由可能已知数量的相邻资源组成,其中,与模式相比,这不排除附加资源的使用。

图14a示出各自分别包括资源元素32a、32b、32c的块76a、76b和76c的示意图。资源元素32a相对于彼此相邻地布置,即,块内的两个资源元素之间没有布置不同的资源元素。术语“相邻”涉及无线网络的访问方案中的特定维度,例如时间、码、频率和/或功率,其中,例如图14a和14b涉及频率f。因此,相邻资源元素可以指例如频域中的相邻子带。替代地,可以使用相邻功率电平,相邻时隙或码空间中的相邻码。

图14b示出分布式资源元素的示意图,其中,块76a至76c由子块78a-c、78d-e、78f-h形成。每个子块78a-h包括至少一个资源元素32a、32b或32c,其中在特定块76a、76b或76c的两个资源元素之间布置不同块的至少一个资源元素。使用块中的分布式资源元素允许资源元素在相应域中的广泛传播,且从而获得信道的变化影响(例如,与其他频率不同地衰减一些频率的信道)。因此,信道可以是高度可区分的。块76a、76b和76c也可以被预定义为相邻配置和分布式配置。资源选择器47可以被配置为选择一个或多个块用于发送信号。每个块可以被看作资源元素的集合。发射器可以被配置为获得或接收指示多个预定义集合(块)的子集的选择信息。例如,选择信息可以指示无线网络中可用的块。这可以允许排除不被支持或被保留等的块。发射器被配置为使用选择信息从指示的子集中选择一个或多个块。

图14a和14b示出块76a、76b和76c为彼此不相交或分布式的,即,没有用于多于一个的块的重叠的资源元素。即,预定义集合包括与预定义集合排他地关联的资源。替代地,一个或多个块可以包括彼此重叠的至少一个资源元素,例如关于图4描述的。重叠可以是至多95%,至多80%或至多50%,其中较高的重叠量允许媒体的有效使用,同时增加使用重叠的块分离信号的计算量。

换句话说,资源块可以由已知数量的相邻资源组成,如图14a示出的。替代地,资源块可以包括分布在预定义频带上的已知数量的资源或可以由分布在预定义频带上的已知数量的资源组成。例如,可以使用选择信息指示预定义频带。发射器和接收器可以通过例如预定义集合知道资源块的每个资源的位置。因此,例如,也可以通过预定义集合的顺序,知道资源的顺序。IDS错误码仍起作用且删除错误具有与在此描述的相同限制。由于分布式资源,可以获得两个附加的优点:第一,增加估计信道度量的能力。第二,对于频谱观察,在频带的不同位置处观察信道。因此,降低两个信道在分布位置处相似的概率。

图15示出这种情形,图15示出在频带f上的两个随机选择的信道的功率谱密度(PSD)的示例。在两个信道的交点上,两个信道的PSD相等。但是,对于分布式资源,累积的PSD的质量不太可能。总之,与相邻的资源相比,估计性能甚至进一步提高。

即,取代在每个发射器处选择资源图具有完全的自由度(在资源块的限制内),许可的资源图可以被限制为预定义集合。每个集合和/或块中的资源数量可以不同。通过块的预定义集合的引入,由于有效资源图的减少数量,减少接收器处的搜索空间并提高资源图估计的性能。此外,如果资源的数量足以通过经典信道估计方法恢复信道,具有许多资源的预定义集合甚至可以显著地减小资源图的搜索复杂度。其中,仅预定义集合的组合必须被检查其是否属于一起的。即,选择信息不仅指示资源元素的模式,也可以指示块的模式。因此,选择信息可以是发射器和接收器都已知的信息。选择信息还可以指示块的模式。如关于排他资源和非排他资源描述的,集合也可以是排他的,即,每个资源被排他地分配给预定义集合。因此,仅当多个发射器选择相同的预定义集合时,资源发生干扰。替代地,当使用重叠的集合时,资源被非排他地分配给每个集合。因此,每个预定义集合可以与其他集合重叠。重叠增加集合的整体数量。另外,可以限制资源集合之间的重叠,以便引入的干扰是由应用的错误校正方案可解决的。在接收器处,可以存在相应信息。例如,接收器的确定器可以被配置为使用指示多个资源块的预定义资源信息来确定资源信息,每个资源块具有资源元素的唯一预定义集合,其中确定器可以被配置为通过从多个资源块确定用于发送信号的至少一个资源块,来确定资源信息。如对一个块内的资源元素所指示的,被组合以形成集合的资源块也可以分布在资源图中。

除了用于发送信号的资源外,根据在此描述的实施例的发射器可以被配置为临时使用来自附加资源的池的多个附加资源。现在,当参考图16时,示出在时间实例t0、t1、t2和t3处随时间t变化的资源图Sk。例如,不同时间可以指代不同服务的不同信号,或者可以表示用于发射全部信号的累积的所需带宽。可以在发射信号的每个时间步骤期间使用核心集合82,例如,如前关于块和块的集合所描述的。核心集合82可以包括至少一个资源32。替代地,核心集合82可以包括至少2个、至少3个或至少4个的更高数量的资源,例如5个、10个或更多。此外,可以定义称为灵活资源84的附加资源的池。这可以允许临时增加带宽,例如,用于增强时间关键的通信。

根据实施例,发射器可以被配置为临时使用多个附加资源84,直到由最大数据速率信息指示的预定最大数据速率。例如,最大数据速率信息可以由基站提供和/或可以被预定义。这可以允许避免滥用和/或可以允许大量的发射器使用附加资源。

除了可以在接收器处未知的映射外,发射器可以被配置为临时使用多个附加资源84,而无需向诸如接收器30的接收器发信号通知该使用。基于核心集合82,接收器可以能够确定完整资源图。

附加资源84可以是数量为一个或多个的独立分配的单个资源元素。替代地,附加资源也可以是被额外占用的块或块的集合,这进一步允许甚至在增加带宽时,减小搜索空间。即,发射器的资源选择器可以被配置为选择预定义集合中的至少一个附加集合用于发送信号。

换句话说,为支持可变数据速率的服务,引入核心集合的概念。以可变数据速率工作的通信链路建立至核心集合的基础的通信链路。通常,核心集合可以被看作分配给单个发射器的固定资源分配集合,例如仅由最少资源组成以建立通信链路。附加资源可以扩展核心集合以支持更高的数据速率。在图16中,单个核心集合用于通信。在不同的时间实例tn处,通过改变灵活资源的数量扩展核心集合。在时间实例t1处,最小数据速率与选择的核心集合一起使用。最大数据速率不是必需的,然而可以例如通过由通信系统定义其来实施。例如,在图16中,在时间实例t2处实现最大数据速率。总之,通信系统可以在每个时间实例tn处即时调整其数据速率,直到由核心集合限制的最小数据速率。接收器通过解等式2来识别扩展的资源图。灵活资源的位置可以是任意的,或可以遵循特定的分配方案。取代使用仅单个核心集合,发射器还可以一次分配多个核心集合。图16仅示出核心集合和灵活资源如何工作。核心集合内的资源和灵活资源的分布仍可以与在此描述的方式相同,即相邻或分布式。此外,每个核心集合中的资源的数量也可以不同。这样的服务的示例是具有可变数据速率的视频和音频流操作。其中,在大多数情况下,所需的数据速率在其生成时是惟一的。为支持可变的数据速率,经典通信系统可以保留足够的资源以处理峰值数据速率,或引入延迟至服务以及时卸载数据或请求更多资源。可以通过信道度量的先前测量选择核心集合。可以为对应链路选择具有最佳关键性能指标(KPI)的资源(例如最佳质量,最佳总和速率等)。替代地或附加地,可以支持非正交多址访问(NOMA)方案。其中,不同的发射器选择具有在对应信道功率或不同维度上的不同水平的相同资源,以便可以应用干扰消除技术。

核心可以包括指示通信特性(例如通过资源的选择)的至少一个资源或资源块。例如,核心集合82可以允许维持设备之间的基本通信或关联,其中对于用户数据或有效载荷的传输,发射器可以使用附加资源。即使当避免先前发信号时,这样的资源可以与发射器相关联。根据实施例,诸如发射器16、16a-d的发射器被配置为将信号无线地发射至诸如接收器30或30a-e的接收器,并被配置为使用无线通信网络的资源元素用于所述发送。发射器被配置为使用关于图16描述的资源元素的核心集合82用于在第一时间实例期间发送第一信号。除了核心集合82外,发射器被配置为使用来自附加资源84的池的至少一个附加资源用于在第二时间实例期间发送第二信号,而不发信号告知附加资源的使用。

尽管在此描述的实施例作为示例指的是OFDM通信系统,但提出的通信系统还可以适用于通用多载波系统,其中资源在任意基础上是正交的。例如,通用多载波系统是滤波器组多载波(FBMC)和通用频分复用(GFDM)。在此描述的实施例允许在没有资源图和信道度量的先验知识的情况下通信。此外,可以执行预定义频谱(频带)中的多设备的通信而没有访问授权过程,以获得排他(管理的)资源分配。获得测量信道质量信息而无需资源图的知识的能力。实施例可以用于移动通信中,例如,增强型移动宽带(eMBB)服务、设备到设备传输和/或低延迟通信。实施例允许无需资源图的先验知识的通信,且此外,接收器对信道也可以是未知的。

根据实施例的网络可以包括诸如被配置为发射第一信号281的发射器161的第一发射器,和诸如被配置为发送第二信号282的发射器162的第二发射器,其中第一发射器和第二发射器被配置为使用预定义资源用于发送第一信号和第二信号281、282,其中预定义资源被预定义以指示非重叠资源。

根据实施例的网络可以被配置为使得至少第一发射器161被配置为从资源的多个预定义集合中选择至少第一集合用于发送信号28。至少第一发射器被配置为使用指示多个预定义集合或块的第一子集的第一选择信息从多个预定义集合中选择资源的第一集合。

根据实施例的网络可以被配置为使得第一发射器161被配置为从资源的多个预定义集合中选择至少第一集合用于发送信号281。第二发射器162被配置用于从资源的多个预定义集合中选择至少第二集合用于发送第二信号282。第一发射器161被配置为使用指示从第一发射器161至接收器的第一信道h1的至少部分的第一信道特性的第一信道度量x1用于取决于第一信道特性来选择至少第一集合。第二发射器162被配置为使用指示从第二发射器162至接收器的第二信道h2的至少部分的第二信道特性的第二信道度量x2用于取决于第二信道特性来选择至少第二集合。

根据实施例的网络可以被配置为使得第一发射器和第二发射器161、162被配置为选择相同的资源用于第一信号281和第二信号282的传输,其中第一发射器和第二发射器161、162被配置用于将非正交多址方案应用于第一信号和第二信号281、282的传输。

根据实施例的网络可以被配置为根据包括多个载波的多载波概念操作。

尽管已经在不同的实施例中进行了部分描述,在此描述的例如分类UE、将UE列入黑名单、对UE控制以执行干扰减轻和/或使用低于预定义值的最小传输功率的方面可以彼此组合。

尽管已经在设备的上下文中描述了一些方面,清楚的是,这些方面还表示对应方法的描述,其中框或装置对应于方法步骤或方法步骤的特征。类似地,在方法步骤的上下文中描述的方面也表示对应设备的对应框或项或特征的描述。

取决于特定实施要求,本发明的实施例可以以硬件或软件实施。可以使用其上存储有电可读控制信号的数字存储介质(例如软盘、DVD、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM或FLASH存储器)执行实施,电可读控制信号与可编程计算机系统协作(或能够协作),以便执行相应方法。

根据本发明的一些实施例包括具有电可读控制信号的数据载体,数据载体能够与可编程计算机系统协作,以便执行在此描述的方法中的一个。

通常,本发明的实施例可以被实施为具有程序代码的计算机程序产品,当计算机程序产品在计算机上运行时,程序代码可操作用于执行方法中的一个。例如,程序代码可以被存储在机器可读载体上。

其他实施例包括存储在机器可读载体上的、用于执行在此描述的方法中的一个的计算机程序。

换句话说,因此,本发明方法的实施例是计算机程序,该计算机程序具有当计算机程序在计算机上运行时用于执行在此描述的方法中的一个的程序代码。

因此,本发明方法的另一实施例是数据载体(或数字存储介质,或计算机可读介质),数据载体包括记录其上的用于执行在此描述方法中的一个的计算机程序。

因此,本发明方法的另一实施例是表示用于执行在此描述的方法中的一个的计算机程序的数据流或信号的序列。例如,数据流或信号的序列可以被配置为经由数据通信连接(例如经由互联网)被传送。

另一实施例包括处理设备,例如计算机或可编程逻辑设备,被配置为或适于执行在此描述的方法中的一个。

另一实施例包括计算机,其上安装有用于执行在此描述的方法中的一个的计算机程序。

在一些实施例中,可编程逻辑设备(例如现场可编程门阵列)可以用于执行在此描述的方法的一些或全部功能。在一些实施例中,现场可编程门阵列可以与微处理器协作以执行在此描述的方法中的一个。通常,方法优选地由任何硬件装置执行。

上面描述的实施例仅用于说明本发明的原理。应当理解,在此描述的布置和细节的修改和变化对于本领域的其他技术人员将是显而易见的。因此,意图仅由所附专利权利要求书的范围限制,而不受通过在此实施例的描述和解释提出的具体细节的限制。

参考文献

[1]Stefania Sesia,Matthew Baker和Issam Toufik.LTE-The UMTS Long TermEvolution:From Theory to Practice.第2版,John Wiley&Sons,2011。

[2]Dennis Wieruch,Peter Jung,Thomas Wirth和Arrnin Dekorsy.IdentifyingNon-Adjacent Multiuser Allocations by Joint 11-Minirnization.In Proc.ofWireless Communications and Networking Conference(WCNC),第1-6页,多哈,2016年4月。

[3]Suhas Diggavi和Matthias Grossglauser.On Information Transmissionover a Finite Buffer Channel.IEEE Transactions on Information.Theory,52(3):1226-1237,2006年。

[4]H.Mercier,V.K Bhargava和V.Tarokh.A survey of error-correctingcodes for channels with symbol synchronization errors.IEEE CommunicationsSurveys and Tutorials,12(1),87-96,2010年。

[5]D.Kracht和S.Schober.Insertion and deletion correcting DNA barcodesbased on watermarks.BMC Bioinformatics,16(1),50,2015年。

[6]Philipp Walk,Henning Becker和Peter Jung.OFDM channel estimationvia phase retrieval.In Proc.of 49th Asilomar Conference on Signals,Systemsand Computers(第1161-1168页).2015年。

[7]Kishore Jaganathan和Yonina C.Eldar and Babak Hassibi.PhaseRetrieval:An Overview of Recent Developments.On Computing Research Repository(CoRR)at arXiv.org,https://arxiv.org/abs/1510.07713,2015年。

[8]A.F.Molisch,"Ultrawideband Propagation Channels-Theory,Measurement,and Modeling",IEEE Transactions on Vehicular Technology,volume54,no.5,第1528-1545页,2005年。

46页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:定制系统信息消息的传输

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!

技术分类