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通信方法及装置

文献发布时间:2024-04-18 19:53:33


通信方法及装置

技术领域

本申请实施例涉及无线通信领域,尤其涉及一种通信方法及装置。

背景技术

通信系统大多采用信道编码来抵抗干扰,以提升系统可靠性。信道编码的构造基础是假设所有的信息都经过高斯加性白噪声(additive white gaussian noise,AWGN)信道。其中,AWGN信道,是指信道的噪声在频谱上均匀分布,幅度上呈正态分布的信道。

然而,真实环境中的信道多为衰落信道(fading channel),即受到多径、接收目标/发送目标相对位置的移动、射频器件的非线性特性等影响,而呈现频选、衰落特性。因此,在衰落信道传输信息时,若沿用基于AWGN信道构造的信道编码,则衰落信道的纠错能力较差,影响系统可靠性。

发明内容

本申请提供一种通信方法及装置,能够使得衰落信道实现良好的纠错能力,有助于提升信息传输可靠性。

为达到上述目的,本申请实施例采用如下技术方案:

第一方面,本申请实施例提供一种通信方法,该方法的执行主体可以是发端设备,也可以是应用于发端设备中的芯片。下面以执行主体是发端设备为例进行描述。该方法包括:发端设备基于N个比特集合确定正交幅度调制QAM的第一序列和第二序列。其中,第一序列包括N个同相分量,第二序列包括N个正交分量,或第一序列包括N个正交分量,第二序列包括N个同相分量,N为大于或等于2的整数。然后,发端设备对第一序列进行交织处理,以得到第三序列。之后,发端设备向收端设备发送基于第二序列和第三序列确定的符号序列。其中,符号序列包括N个QAM符号。

如此,同一比特集合进行了两次映射,该比特集合携带的比特信息通过两个序列(如上述第二序列和第三序列)进行传输。由于第三序列已做交织处理,所以,不同位置上的比特信息受到的干扰得到平均化,也使得衰落信道的信道特征变得均匀,更接近AWGN信道,从而实现良好的纠错能力,有助于提升信息传输可靠性。

在一种可能的设计中,N个同相分量是基于第一码本确定的。其中,第一码本至少指示比特集合与同相分量之间的映射关系。N个正交分量是基于第二码本确定的。其中,第二码本至少指示比特集合与正交分量之间的映射关系。

如此,发端设备基于预设的码本和比特集合中的比特取值状况,将N个比特集合映射到第一序列,以及将N个比特集合映射到第二序列。

在一种可能的设计中,N个同相分量包括N个第一符号的同相分量,N个正交分量包括N个第一符号的正交分量。其中,第一符号是第二符号在星座图上旋转第一角度得到的,且第一符号的第一调制阶数是第二符号的第二调制阶数的平方。第二符号是比特集合调制后的符号。旋转是以星座图的原点为圆心,沿顺时针或逆时针进行的旋转。第一角度大于或等于以下角度:第二调制阶数的一个符号在星座图上沿顺时针或逆时针旋转之后,遇到第一调制阶数的首个符号时所旋转的最小角度。

如此,发端设备基于星座旋转方式,即可得到第一序列和第二序列。

在一种可能的设计中,第一角度满足:

其中,θ表示第一角度,

在一种可能的设计中,比特集合包括X个比特,QAM符号的调制阶数是2

第二方面,本申请实施例提供一种通信方法,该方法的执行主体可以是收端设备,也可以是应用于收端设备中的芯片。下面以执行主体是收端设备为例进行描述。该方法包括:收端设备接收来自发端设备的符号序列,其中,符号序列包括N个正交幅度调制QAM符号。收端设备根据符号序列,确定第四序列和第五序列,其中,第四序列包括N个QAM符号的同相分量,第五序列包括N个QAM符号的正交分量,或第四序列包括N个QAM符号的正交分量,第五序列包括N个QAM符号的同相分量。收端设备对第四序列进行解交织处理,以得到第六序列。收端设备对第五序列和第六序列进行联合解调,以得到N个比特集合。

在一种可能的设计中,比特集合包括X个比特,QAM符号的调制阶数是2

第三方面,本申请实施例提供一种通信装置,该通信装置可以为上述第一方面或第一方面任一种可能的设计中的发端设备,或者实现上述发端设备功能的芯片;所述通信装置包括实现上述方法相应的模块、单元、或手段(means),该模块、单元、或means可以通过硬件实现,软件实现,或者通过硬件执行相应的软件实现。该硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块或单元。

该通信装置包括处理单元和发送单元。其中,处理单元,用于基于N个比特集合确定正交幅度调制QAM的第一序列和第二序列。其中,第一序列包括N个同相分量,第二序列包括N个正交分量,或第一序列包括N个正交分量,第二序列包括N个同相分量,N为大于或等于2的整数。处理单元,还用于对第一序列进行交织处理,以得到第三序列。发送单元,用于向收端设备发送基于第二序列和第三序列确定的符号序列。其中,符号序列包括N个QAM符号。

在一种可能的设计中,N个同相分量是基于第一码本确定的。其中,第一码本至少指示比特集合与同相分量之间的映射关系。N个正交分量是基于第二码本确定的。其中,第二码本至少指示比特集合与正交分量之间的映射关系。

在一种可能的设计中,N个同相分量包括N个第一符号的同相分量,N个正交分量包括N个第一符号的正交分量。其中,第一符号是第二符号在星座图上旋转第一角度得到的,且第一符号的第一调制阶数是第二符号的第二调制阶数的平方。第二符号是比特集合调制后的符号。旋转是以星座图的原点为圆心,沿顺时针或逆时针进行的旋转。第一角度大于或等于以下角度:第二调制阶数的一个符号在星座图上沿顺时针或逆时针旋转之后,遇到第一调制阶数的首个符号时所旋转的最小角度。

在一种可能的设计中,第一角度满足:

其中,θ表示第一角度,

在一种可能的设计中,比特集合包括X个比特,QAM符号的调制阶数是2

第四方面,本申请实施例提供一种通信装置,该通信装置可以为上述第二方面或第二方面任一种可能的设计中的收端设备,或者实现上述收端设备功能的芯片;所述通信装置包括实现上述方法相应的模块、单元、或手段(means),该模块、单元、或means可以通过硬件实现,软件实现,或者通过硬件执行相应的软件实现。该硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块或单元。

该通信装置包括接收单元和处理单元。其中,接收单元,用于接收来自发端设备的符号序列,其中,符号序列包括N个正交幅度调制QAM符号。处理单元,用于根据符号序列,确定第四序列和第五序列,其中,第四序列包括N个QAM符号的同相分量,第五序列包括N个QAM符号的正交分量,或第四序列包括N个QAM符号的正交分量,第五序列包括N个QAM符号的同相分量。处理单元,还用于对第四序列进行解交织处理,以得到第六序列。处理单元,还用于对第五序列和第六序列进行联合解调,以得到N个比特集合。

在一种可能的设计中,比特集合包括X个比特,QAM符号的调制阶数是2

第五方面,本申请实施例提供了一种通信装置,包括:处理器和存储器;该存储器用于存储计算机指令,当该处理器执行该指令时,使得该通信装置执行上述任一方面或任一方面任一种可能的设计中发端设备所执行的方法。该通信装置可以为上述第一方面或第一方面任一种可能的设计中的发端设备,或者实现上述发端设备功能的芯片。

第六方面,本申请实施例提供了一种通信装置,包括:处理器;所述处理器与存储器耦合,用于读取存储器中的指令并执行,以使该通信装置执行如上述任一方面或任一方面任一种可能的设计中的发端设备所执行的方法。该通信装置可以为上述第一方面或第一方面任一种可能的设计中的发端设备,或者实现上述发端设备功能的芯片。

第七方面,本申请实施例提供一种芯片,包括处理电路和输入输出接口。其中,输入输出接口用于与芯片之外的模块通信,例如,该芯片可以为实现上述第一方面或第一方面任一种可能的设计中的发端设备功能的芯片。处理电路用于运行计算机程序或指令,以实现以上第一方面或第一方面任一种可能的设计中的方法。

第八方面,本申请实施例提供了一种通信装置,包括:处理器和存储器;该存储器用于存储计算机指令,当该处理器执行该指令时,使得该通信装置执行上述任一方面或任一方面任一种可能的设计中收端设备所执行的方法。该通信装置可以为上述第二方面或第二方面任一种可能的设计中的收端设备,或者实现上述收端设备功能的芯片。

第九方面,本申请实施例提供了一种通信装置,包括:处理器;所述处理器与存储器耦合,用于读取存储器中的指令并执行,以使该通信装置执行如上述任一方面或任一方面任一种可能的设计中的收端设备所执行的方法。该通信装置可以为上述第二方面或第二方面任一种可能的设计中的收端设备,或者实现上述收端设备功能的芯片。

第十方面,本申请实施例提供一种芯片,包括处理电路和输入输出接口。其中,输入输出接口用于与芯片之外的模块通信,例如,该芯片可以为实现上述第二方面或第二方面任一种可能的设计中的收端设备功能的芯片。处理电路用于运行计算机程序或指令,以实现以上第二方面或第二方面任一种可能的设计中的方法。

第十一方面,本申请实施例提供一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有指令,当其在计算机上运行时,使得计算机可以执行上述任一方面中任一项的方法。

第十二方面,本申请实施例提供一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机可以执行上述任一方面中任一项的方法。

第十三方面,本申请实施例提供一种电路系统,电路系统包括处理电路,处理电路被配置为执行如上述任一方面中任一项的方法。

第十四方面,本申请实施例提供一种通信系统,该通信系统包括上述各个方面中任一项中的发端设备和收端设备。

其中,第二方面至第十四方面中任一种设计所带来的技术效果可参考上文所提供的对应的方法中的有益效果,此处不再赘述。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种通信系统的架构示意图;

图2为本申请实施例提供的一种无线通信的基本流程图;

图3为本申请实施例提供的一种衰落信道的性能结果;

图4为本申请实施例提供的一种星座图;

图5为本申请实施例提供的一种通信方法的流程示意图;

图6为本申请实施例提供的再一种通信方法的流程示意图;

图7为本申请实施例提供的又一种通信方法的流程示意图;

图8为本申请实施例提供的一种星座旋转的场景示意图;

图9为本申请实施例提供的一种星座旋转的场景示意图;

图10为本申请实施例提供的一种交织处理的过程示意图;

图11为本申请实施例提供的一种仿真结果;

图12为本申请实施例提供的再一种仿真结果;

图13为本申请实施例提供的又一种仿真结果;

图14为本申请实施例提供的又一种仿真结果;

图15为本申请实施例提供的一种通信装置的结构示意图;

图16为本申请实施例提供的再一种通信装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图,对本申请中的技术方案进行描述。

图1是本申请的实施例应用的通信系统1000的架构示意图。如图1所示,该通信系统包括无线接入网100和核心网200,可选的,通信系统1000还可以包括互联网300。其中,无线接入网100可以包括至少一个无线接入网设备(如图1中的110a和110b),还可以包括至少一个终端设备(如图1中的120a-120j)。终端设备通过无线的方式与无线接入网设备相连,无线接入网设备通过无线或有线方式与核心网连接。核心网设备与无线接入网设备可以是独立的不同的物理设备,也可以是将核心网设备的功能与无线接入网设备的逻辑功能集成在同一个物理设备上,还可以是一个物理设备上集成了部分核心网设备的功能和部分的无线接入网设备的功能。终端设备和终端设备之间以及无线接入网设备和无线接入网设备之间可以通过有线或无线的方式相互连接。图1只是示意图,该通信系统中还可以包括其它网络设备,如还可以包括无线中继设备和无线回传设备,在图1中未画出。

无线接入网设备可以是基站(base station)、演进型基站(evolved NodeB,eNodeB)、发送接收点(transmission reception point,TRP)、第五代(5th generation,5G)移动通信系统中的下一代基站(next generation NodeB,gNB)、第六代(6thgeneration,6G)移动通信系统中的下一代基站、未来移动通信系统中的基站或WiFi系统中的接入节点等;也可以是完成基站部分功能的模块或单元,例如,可以是集中式单元(central unit,CU),也可以是分布式单元(distributed unit,DU)。这里的CU完成基站的无线资源控制协议和分组数据汇聚层协议(packet data convergence protocol,PDCP)的功能,还可以完成业务数据适配协议(service data adaptation protocol,SDAP)的功能;DU完成基站的无线链路控制层和介质访问控制(medium access control,MAC)层的功能,还可以完成部分物理层或全部物理层的功能,有关上述各个协议层的具体描述,可以参考第三代合作伙伴计划(3rd generation partnership project,3GPP)的相关技术规范。无线接入网设备可以是宏基站(如图1中的110a),也可以是微基站或室内站(如图1中的110b),还可以是中继节点或施主节点等。本申请的实施例对无线接入网设备所采用的具体技术和具体设备形态不做限定。为了便于描述,下文以基站作为无线接入网设备的例子进行描述。

终端设备也可以称为终端、用户设备(user equipment,UE)、移动台、移动终端等。终端设备可以广泛应用于各种场景,例如,设备到设备(device-to-device,D2D)、车物(vehicle to everything,V2X)通信、机器类通信(machine-type communication,MTC)、物联网(internet of things,IOT)、虚拟现实、增强现实、工业控制、自动驾驶、远程医疗、智能电网、智能家具、智能办公、智能穿戴、智能交通、智慧城市等。终端设备可以是手机、平板电脑、带无线收发功能的电脑、可穿戴设备、车辆、无人机、直升机、飞机、轮船、机器人、机械臂、智能家居设备等。本申请的实施例对终端设备所采用的具体技术和具体设备形态不做限定。

基站和终端设备可以是固定位置的,也可以是可移动的。基站和终端设备可以部署在陆地上,包括室内或室外、手持或车载;也可以部署在水面上;还可以部署在空中的飞机、气球和人造卫星上。本申请的实施例对基站和终端设备的应用场景不做限定。

基站和终端设备的角色可以是相对的,例如,图1中的直升机或无人机120i可以被配置成移动基站,对于那些通过120i接入到无线接入网100的终端设备120j来说,终端设备120i是基站;但对于基站110a来说,120i是终端设备,即110a与120i之间是通过无线空口协议进行通信的。当然,110a与120i之间也可以是通过基站与基站之间的接口协议进行通信的,此时,相对于110a来说,120i也是基站。因此,基站和终端设备都可以统一称为通信装置,图1中的110a和110b可以称为具有基站功能的通信装置,图1中的120a-120j可以称为具有终端设备功能的通信装置。

基站和终端设备之间、基站和基站之间、终端设备和终端设备之间可以通过授权频谱进行通信,也可以通过免授权频谱进行通信,也可以同时通过授权频谱和免授权频谱进行通信;可以通过6千兆赫(gigahertz,GHz)以下的频谱进行通信,也可以通过6GHz以上的频谱进行通信,还可以同时使用6GHz以下的频谱和6GHz以上的频谱进行通信。本申请的实施例对无线通信所使用的频谱资源不做限定。

在本申请的实施例中,基站的功能也可以由基站中的模块(如芯片)来执行,也可以由包含有基站功能的控制子系统来执行。这里的包含有基站功能的控制子系统可以是智能电网、工业控制、智能交通、智慧城市等上述应用场景中的控制中心。终端设备的功能也可以由终端设备中的模块(如芯片或调制解调器)来执行,也可以由包含有终端设备功能的装置来执行。

在本申请中,基站向终端设备发送下行信号或下行信息,下行信息承载在下行信道上;终端设备向基站发送上行信号或上行信息,上行信息承载在上行信道上。终端设备为了与基站进行通信,需要与基站控制的小区建立无线连接。与终端设备建立了无线连接的小区称为该终端设备的服务小区。当终端设备与该服务小区进行通信的时候,还会受到来自邻区的信号的干扰。

图2是采用无线技术进行通信的基本流程图。如图2所示,发端设备将对信源进行信源编码、信道编码(channel encoding)、速率匹配(rate matching)、比特交织(bitinterleaving)、调制映射后,得到待传输的信号,向收端设备发送该信号。该信号在发端设备和收端设备之间的信道上传输时,可能会受到噪声的干扰。收端设备接收到该信号后,对该信号进行解调制映射、比特解交织(bit deinterleaving)、解速率匹配(deratematching)、信道解码和信源解码后,得到信宿(即还原出的信源)。

应理解,图2中仅仅示出了发送和接收过程中的部分步骤,在实际实现时,还可以有其他的步骤,本申请实施例对此不作限制。

为了便于理解本申请实施例,下面对本申请涉及的相关技术做简单介绍。

1,AWGN信道、衰落信道

AWGN信道,是指信道的噪声在频谱上均匀分布,幅度上呈正态分布的信道。AWGN信道多用于通信系统的仿真。

衰落信道,是指受到多径、接收目标/发送目标相对位置的移动、射频器件的非线性特性等影响,而呈现频选、衰落特性的信道。真实环境中的信道多为衰落信道,相比于AWGN信道更加复杂。示例性的,图3示出了衰落信道的性能结果。在衰落信道传输信号的情况下,通过不同导频点传输的信号的增益不同,如图3中的折线所示。

2,调制映射

调制映射,就是在发端设备对比特序列(例如,图2中的比特交织后的比特)中的比特映射到星座图中的星座点上。其中,一个星座点对应一个比特位或多个比特位,比特序列中的一个比特可以映射到星座点中的一个比特位。一个星座点对应一个调制符号。

调制映射的目的,是把需要传输的比特序列在时域、频域或码域上进行处理,以达到用尽量小的带宽传输尽量多的信息。

示例性的,发端设备对比特序列进行划分,每n个bit形成一个比特集合,将每个比特集合映射到调制符号上。其中,调制方式为二进制相移键控(binary phase shiftkeying,BPSK)时,n=1,调制阶数为2。调制方式为正交相移键控(quadrature phase shiftkeying,QPSK)时,n=2,调制阶数为4。其中,QPSK也可以理解为QAM4。调制方式为正交振幅调制(quadrature amplitude modulation,QAM)16时,n=4,调制阶数为16。调制方式为QAM64时,n=6,调制阶数为64。调制方式为QAM256时,n=8,调制阶数为256。QAM的调制阶数也可以是其他取值,此处不再一一赘述。

其中,一个调制符号是基于同相(in-phase,I)分量和正交(quadrature,Q)分量确定的。示例性的,QAM16码本如表1所示:

表1

在表1中,一个比特集合中的前两位用于确定同相分量,即b

调制映射的逆过程是解调制映射,即从星座点上恢复比特序列的过程。

3,对数似然比(likelihood rate,LLR)

一个比特的对数似然比是指该比特为0的概率和该比特为1的概率的比值取自然对数。若将该比特为1的概率记为p(1),该比特为0的概率记为p(0),则该比特的对数似然比为ln[p(0)/p(1)]。

示例性的,在收端设备侧,接收信号满足:

Y=HX+σ

其中,Y表示接收的调制符号,X表示发送的调制符号,H表示信道响应,σ

信道响应和噪声方差可以通过信道估计技术进行估计。因此,通过接收的调制符号Y,信道响应H和噪声方差σ

其中,Δ表示归一化值,e表示数学常数,Y表示接收的调制符号,H表示信道响应,X

结合公式(1)和公式(2),LLR满足:

其中,LLR表示对数似然比,X

其中,

以QAM16为例,在j=0的情况下,即b

类似的,

以QAM16为例,在j=0的情况下,即b

通过log-max的方式对公式(3)进行简化,即:

其中,σ

4,信道编码

信道编码,也叫差错控制编码,就是在发端设备对信息比特(例如,图2中的信源编码后的比特)添加冗余比特,这些冗余比特是和信息比特相关的。信道编码后的比特依次包括信息比特和冗余比特。

信道编码的逆过程为信道解码,信道解码即接端设备根据冗余比特与信息比特的相关性来检测和纠正传输过程产生的差错,还原出信息比特,从而对抗传输过程的干扰,提高信息传输的可靠性。

信道编码的构造基础是假设所有的信息都经过AWGN信道。然而,真实环境中的信道多为衰落信道,有频选、衰落特性。因此,若沿用基于AWGN信道构造的信道编码,则衰落信道的纠错能力较差,影响系统可靠性。

有鉴于此,本申请实施例提供了一种通信方法,应用于图1的通信系统。在本申请实施例提供的通信方法中,发端设备将N个比特集合分别映射到QAM的第一序列和第二序列。其中,第一序列包括N个同相分量,第二序列包括N个正交分量。或者,第一序列包括N个正交分量,第二序列包括N个同相分量,N为大于或等于2的整数。然后,发端设备对第一序列进行交织处理,以得到第三序列。之后,发端设备向收端设备发送基于第二序列和第三序列确定的符号序列。其中,上述符号序列包括N个QAM符号。这样一来,同一比特集合进行了两次映射,该比特集合携带的比特信息通过两个序列(如上述第二序列和第三序列)进行传输。由于第三序列已做交织处理,所以,不同位置上的比特信息受到的干扰得到平均化,也使得衰落信道的信道特征变得均匀,更接近AWGN信道,从而实现良好的纠错能力,有助于提升信息传输可靠性。

下面,结合图5,对本申请实施例提出的通信方法500进行详细介绍。该通信方法500包括以下步骤:

S501、发端设备获取比特序列。

其中,发端设备是待发送信息的设备。发端设备,也可以描述为发端装置,发送端设备,发送端装置等,本申请实施例对发端设备的名称不作限定,仅以发端设备为例进行描述。示例性的,以图1为例,在上行传输时,发端设备可以是终端设备。在下行传输时,发端设备可以是接入网设备。

其中,比特序列是多个比特构成的序列,如1000个比特构成的序列,可以记为b

S502、发端设备将比特序列划分为N个比特集合。

其中,N个比特集合中每个比特集合包括一个或多个比特。N为大于或等于2的整数。每个比特集合中的比特数量,是基于发端设备与收端设备之间传输的QAM符号的调制阶数确定的。其中,每个比特集合包括X个比特,发端设备与收端设备之间传输的QAM符号的调制阶数为2

示例性的,以物理下行共享信道(physical downlink shared channel,PDSCH)传输使用的调制阶数为例,每个比特集合中比特的数量可以是基于下行控制信息(downlinkcontrol information,DCI)确定的,如寻呼无线网络临时标识符(paging-radio networktempory identity,P-RNTI)、随机接入无线网络临时标识符(radom access-radionetwork tempory identity,RA-RNTI)、系统信息无线网络临时标识符(systeminformation-radio network tempory identity,SI-RNTI)加扰的DCI,其对应的PDSCH传输的调制阶数为2。除了上述RNTI加扰的DCI之外,PDSCH传输的调制阶数通过查表得到,如36.213的表7.1.7.1-1所示。在发端设备与收端设备之间传输的QAM符号的调制阶数确定的情况下,发送设备即可确定每个比特集合中的比特数量。

例如,以QPSK调制为例,调制阶数4=2

再如,以QAM16调制为例,调制阶数16=2

又如,以QAM256调制为例,调制阶数256=2

应理解,调制阶数也可以有其他数量,相应的,比特集合中的比特数量也发生变化,比特集合的划分状况不再一一赘述。

S503、发端设备将N个比特集合分别映射到第一序列和第二序列。

其中,N个比特集合可以参见S502的介绍,此处不再赘述。

其中,上述第一序列和第二序列分别包括正交幅度调制中的一种分量。示例性的,第一序列包括N个同相分量,第二序列包括N个正交分量。或者,第一序列包括N个正交分量,第二序列包括N个同相分量。其中,N个同相分量与N个比特集合一一对应,N个正交分量与N个比特集合也一一对应。例如,N个比特集合中的第k个比特集合,对应N个同相分量中的第k个同相分量。N个比特集合中的第k个比特集合,也对应N个正交分量中的第k个正交分量。其中,k为正整数,且k小于或等于N。

其中,上述正交幅度调制的调制阶数为2

示例性的,以第一序列包括N个同相分量,第二序列包括N个正交分量为例,对S503的实现过程进行介绍。S503的实现方式包括如下两种:

实现方式1,如图6所示,S503包括S503a和S503b:

S503a、发端设备按照第一码本,将N个比特集合映射到第一序列。

其中,第一码本至少指示比特集合与同相分量之间的映射关系。示例性的,以每个比特集合包括2个比特,QAM16的同相分量为例,对第一码本进行介绍,如表2所示。

表2

在表2中,每个比特集合包括两个比特,分别记为b

应理解,第一码本仅以每个比特集合包括2个比特为例,进行介绍。当然,每个比特集合的比特数量X也可以有其他数值,第一码本指示的同相分量也会发生变化,此处不再一一赘述。

S503b、发端设备按照第二码本,将N个比特集合映射到第二序列。

其中,第二码本至少指示比特集合与正交分量之间的映射关系。示例性的,以每个比特集合包括2个比特,QAM16的正交分量为例,对第二码本进行介绍,如表3所示。

表3

在表3中,每个比特集合包括两个比特,分别记为b

应理解,第二码本仅以每个比特集合包括2个比特为例,进行介绍。当然,每个比特集合的比特数量X也可以有其他数值,第二码本指示的正交分量也会发生变化,此处不再一一赘述。

如此,发端设备基于预设的码本和比特集合中的比特取值状况,将N个比特集合映射到第一序列,以及将N个比特集合映射到第二序列。

需要说明的是,在S503实现为S503a和S503b的情况下,发端设备可以先执行S503a,再执行S503b,也可以先执行S503b,再执行S503a,还可以同时执行S503a和S503b,本申请实施例对此不作限定。在上述实现方式1中,仅以第一序列包括N个同相分量,第二序列包括N个正交分量为例,进行介绍。当然,在第一序列包括N个正交分量,第二序列包括N个同相分量的情况下,发端设备可以按照上述第一码本,将N个比特集合映射到第二序列,以及按照上述第二码本,将N个比特集合映射到第一序列,具体实现过程可以参见S503a和S503b,此处不再赘述。

实现方式2,将N个比特集合中的某一个比特集合,记为第一比特集合,以第一比特集合为例,对比特集合的处理过程进行说明。如图7所示,S503包括S503c和S503d:

S503c、发端设备对第一比特集合进行调制,以得到调制符号1。

其中,调制符号1的调制阶数等于2

例如,第一比特集合包括2个比特,调制符号1是经过QPSK调制得到的调制符号,调制符号1的调制阶数为4。

再如,第一比特集合包括4个比特,调制符号1是经过QAM16调制得到的调制符号,调制符号1的调制阶数为16。

又如,第一比特集合包括8个比特,调制符号1是经过QAM256调制得到的调制符号,调制符号1的调制阶数为256。

应理解,第一比特集合中的比特数量也可以有其他取值,相应的,调制符号1的调制阶数也发生变化,此处不再一一赘述。

S503d、发端设备对调制符号1进行星座旋转,以得到调制符号2。

其中,调制符号2的调制阶数是调制符号1的调制阶数的平方。例如,调制符号1的调制阶数是2,则调制符号2的调制阶数是4。再如,调制符号1的调制阶数是4,则调制符号2的调制阶数是16。又如,调制符号1的调制阶数是16,则调制符号2的调制阶数是256。

其中,星座旋转是指,以调制符号1所在星座图的原点为圆心,在星座图所在平面上,将调制符号1对应的星座点沿顺时针或逆时针进行的旋转。示例性的,如图8所示,以调制符号1是QPSK调制后的符号为例,调制符号1对应的星座点如图8所示,星座旋转的旋转方向如图8中的箭头所示。

其中,星座旋转的角度大小等于第一角度。第一角度大于或等于以下角度:

调制阶数为2

其中,θ表示第一角度,

例如,在调制阶数为2

再如,在调制阶数为2

又如,在调制阶数为2

又如,在调制阶数为2

如此,发端设备基于星座旋转方式,即可得到调制符号2。该调制符号2的同相分量作为第一序列中的一个分量,该调制符号2的正交分量作为第二序列中的一个分量。或者,反之,该调制符号2的正交分量作为第一序列中的一个分量,该调制符号2的同相分量作为第二序列中的一个分量。如此,发端设备即可确定第一比特集合对应的两个分量,即第一序列中的一个分量,以及第二序列中的一个分量。

应理解,在上述S503c和S503d中,仅以第一比特集合为例,对S503的实现过程进行介绍。针对N个比特集合中的其他比特集合,处理过程可以参见S503c和S503d,以得到第一序列中的其他分量,以及第二序列中的其他分量,此处不再一一赘述。

S504、发端设备对第一序列进行交织处理,以得到第三序列。

其中,交织处理,可以理解为,调换第一序列中至少两个分量的位置。在第一序列中,待发生调换的位置是随机确定的,以使衰落信道的信道特性尽可能变得均匀,从而使得衰落信道更接近AWGN信道。在第一序列中,至少两个分量的位置发生互换。当然,在第一序列中,位置互换的分量越多,越有利于平滑处理衰落信道的增益,衰落信道的信道特性变得越均匀。在本申请实施例中,仅以第一序列中的全部分量的位置发生互换为例,进行介绍。

示例性的,仍以1000个比特构成的比特序列为例,划分为500个比特集合的情况下,第一序列包括500个同相分量。如图10所示,在交织处理之前,500个同相分量的排列顺序如图10中的第一个方框所示,从左到右,依次为:同相分量1,同相分量2,同相分量3,同相分量4,…,同相分量497,同相分量498,同相分量499,同相分量500。示例性的,交织处理包括,同相分量1与同相分量500互换位置,同相分量2与同相分量499互换位置,其他同相分量之间的位置可以此类推,不再赘述。应理解,图10中的交织处理仅是示例性说明,待调换的位置是随机确定的,待调换的位置也可以有其他情形,此处不再一一赘述。在交织处理之后,500个同相分量的排列顺序如图10中的第二个方框所示,从左到右,依次为:同相分量500,同相分量499,同相分量498,同相分量497,…,同相分量4,同相分量3,同相分量2,同相分量1。

示例性的,在第一序列包括N个同相分量的情况下,第三序列也包括N个同相分量,仅N个同相分量的排列顺序与第一序列中N个同相分量的排列顺序不同。在第一序列包括N个正交分量的情况下,第三序列也包括N个正交分量,仅N个正交分量的排列顺序与第一序列中N个正交分量的排列顺序不同。

应理解,在S503实现为S503a和S503b的情况下,发端设备执行S503a之后,可以先执行S503b,再执行S504,也可以先执行S504,再执行S503b,还可以同时执行S503b和S504,本申请实施例对此不作限定。

S505、发端设备基于第二序列和第三序列确定符号序列。

其中,第二序列可以参见S503的说明,第三序列可以参见S504的说明,此处不再赘述。

其中,符号序列包括N个QAM符号。N个QAM符号中每个QAM符号的调制阶数等于2

示例性的,在第二序列包括N个正交分量,第三序列包括N个同相分量的情况下,发端设备基于第二序列中的首个正交分量,以及第三序列中的首个同相分量,来确定符号序列中的首个QAM符号。发端设备基于第二序列中的第二个正交分量,以及第三序列中的第二个同相分量,来确定符号序列中的第二个QAM符号。符号序列中的其他QAM符号可以此类推,不再赘述。

S506、发端设备向收端设备发送符号序列。相应的,收端设备接收来自发端设备的符号序列。

其中,符号序列可以参见S505的介绍,此处不再赘述。

其中,收端设备能够与发端设备进行通信。收端设备,也可以描述为收端装置,接收端设备,接收端装置等,本申请实施例对收端设备的名称不作限定,仅以收端设备为例进行介绍。示例性的,仍以图1为例,在上行传输时,收端设备可以是接入网设备。在下行传输时,收端设备可以是终端设备。

示例性的,发端设备对符号序列进行资源映射之后,通过映射的资源向收端设备发送符号序列。相应的,收端设备通过映射的资源接收来自发端设备的符号序列。

应理解,S506中的符号序列在真实环境中传输,所以,该符号序列经过的信道即为上述衰落信道,详见名词解释部分的介绍,此处不再赘述。

S507、收端设备根据符号序列,确定第四序列和第五序列。

其中,第四序列包括N个QAM符号的同相分量,第五序列包括N个QAM符号的正交分量。或者,第四序列包括N个QAM符号的正交分量,第五序列包括N个QAM符号的同相分量。

示例性的,在第四序列包括N个同相分量,第五序列包括N个正交分量的情况下,收端设备基于符号序列中的首个QAM符号,确定第四序列中的首个同相分量,以及第五序列中的首个正交分量。收端设备基于符号序列中的第二个QAM符号,确定第四序列中的第二个同相分量,以及第五序列中的第二个正交分量。第四序列中的其他分量,以及第五序列中的其他分量,可以此类推,不再赘述。

应理解,在第一序列包括N个同相分量的情况下,第四序列中的分量也是同相分量,在第一序列包括N个正交分量的情况下,第四序列中的分量也是正交分量,以便于做解交织处理。

S508、收端设备对第四序列进行解交织处理,以得到第六序列。

其中,解交织处理是交织处理的逆过程,也可以理解为,调换第四序列中至少两个分量的位置。其中,第四序列中待发生调换的位置与第一序列中发生调换的位置相同,以恢复出各个分量的排列位置。

示例性的,仍500个同相分量为例,在解交织处理之前,500个同相分量的排列顺序从左到右,依次为:同相分量1,同相分量2,同相分量3,同相分量4,…,同相分量497,同相分量498,同相分量499,同相分量500。S508中的解交织处理是S504中交织处理的逆过程。所以,解交织处理包括,同相分量1与同相分量500互换位置,同相分量2与同相分量499互换位置,其他同相分量之间的位置可以此类推,不再赘述。在解交织处理之后,500个同相分量的排列顺序从左到右,依次为:同相分量500,同相分量499,同相分量498,同相分量497,…,同相分量4,同相分量3,同相分量2,同相分量1。

S509、收端设备对第五序列和第六序列进行联合解调,以得到N个比特集合。

其中,第五序列可以参见S507的说明,第六序列可以参见S508的说明,此处不再赘述。N个比特集合可以参见S502的介绍,此处不再赘述。

示例性的,收端设备根据第五序列中的首个正交分量,以及第六序列中的首个同相分量进行联合解调,以得到N个比特集合中首个比特集合。收端设备根据第五序列中的第二个正交分量,以及第六序列中的第二个同相分量进行联合解调,以得到N个比特集合中第二个比特集合。N个比特集合中其他比特集合的确定过程不再赘述。示例性的,仍以500个比特集合为例,每个比特集合包括两个比特。示例性的,一个比特集合中的比特可以记为b

其中,公式(5)是基于表2和表3中的映射关系进行计算的,LLR

比特b

其中,公式(6)是基于表2和表3中的映射关系进行计算的,LLR

需要说明的是,S504中仅以一个序列,即上述第一序列进行交织处理,第二序列未作交织处理为例,进行介绍。当然,作交织处理的还可以是第二序列,即对第二序列进行交织处理,第一序列未作交织处理。也就是说,S504也可以替换为:发端设备对第二序列进行交织处理,以得到第七序列。相应的,S505替换为:发端设备基于第一序列和第七序列确定符号序列。S508替换为:发端设备对第五序列进行解交织处理,以得到第八序列。S509替换为:发端设备对第四序列和第八序列进行联合解调,以得到N个比特集合。

或者,在本申请实施例中,S504中也可以对两个序列进行交织处理,即S504也可以替换为:发端设备对第一序列进行交织处理,以得到第三序列,以及对第二序列进行交织处理,以得到第七序列。相应的,S505替换为:发端设备基于第三序列和第七序列确定符号序列,此处不再赘述。S508替换为:发端设备对第四序列进行解交织处理,以得到第六序列,以及对第五序列进行解交织处理,以得到第八序列。S509替换为:发端设备对第六序列和第八序列进行联合解调,以得到N个比特集合。

下面,对仿真结果进行介绍。其中,图11是AWGN信道下的仿真结果,图12至图14是第三代合作伙伴计划的扩展典型城市信道模型(3rd generation partnership project-extended typical urban model,3GPP-ETU)的仿真结果。

示例性的,以AWGN信道为例,即S506中的符号序列经过AWGN信道传输。图11示出了采用上述实现方式1和实现方式2(即上述S503中两种实现方式)进行信息传输时的仿真结果。在图11中,横轴为符号信噪比(Es/N0),纵轴为块误码率(block error rate,BLER)。以每个比特集合包括2个比特为例,在实现方式1中,每个比特集合进行了两次映射,该方式的性能结果如图11中菱形标识的折线所示。在实现方式2中,每个比特集合进行了QPSK调制之后,进行星座旋转,该方式的性能结果如图11中黑点标识的折线所示。由图11可知,以AWGN信道为例,在相同符号信噪比(Es/N0)的情况下,实现方式1的BLER与实现方式2的BLER接近。也可以理解为,实现方式1和实现方式2的性能是相同的。

图12示出了衰弱信道不同导频点的信道增益。在图12中,纵轴为信道响应的模,横轴为信道响应模的排序。由图12中无菱形标识的折线可知,相关技术中衰弱信道的信道增益变化幅度大。采用本申请实施例通信方法500之后,衰弱信道的信道增益变化相对平缓。尤其在信道增益的平均值(即0.8)附近,衰弱信道的信道增益变化十分平缓,以使符号序列在传输过程中受到的干扰得到平均化,有助于提升信息传输可靠性。

图13示出了一种调制方式的性能仿真图。在图13中,纵轴为包错误率(packeterror rate,PER),横轴为信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)。在图13的调制方式中,一个调制符号可携带两bit的信息。图13的调制方式包括两种:第一种,普通QPSK;第二种,本申请通信方法500示出的调制方式,且每个比特集合包括两个比特的情况。图13中黑点标识的折线示出了普通QPSK的PER性能结果。图13中菱形标识的折线示出了本申请给出的调制方式的PER性能结果,即经过两次映射之后得到QAM16的符号序列,或先经过QPSK调制,再将QPSK调制后的符号进行星座旋转,以得到QAM16的符号序列。由图13可知,在PER相同的情况下,相比于普通QPSK,本申请示出的调制方式的SNR有1.8dB的增益。

图14示出了再一种调制方式的性能仿真图。在图14中,纵轴为PER,横轴为SNR。在图14的调制方式中,一个调制符号可携带四bit的信息。图14的调制方式包括两种:第一种,普通QAM16;第二种,本申请通信方法500示出的调制方式,且每个比特集合包括四个比特的情况。图14中黑点标识的折线示出了普通QAM16的PER性能结果。图14中菱形标识的折线示出了本申请给出的调制方式的PER性能结果,即经过两次映射之后得到QAM256符号序列,或先经过QAM16调制,再将QAM16调制后的符号进行星座旋转,以得到QAM256符号序列。由图14可知,在PER相同的情况下,相比于普通QAM16,本申请示出的调制方式的SNR有1.1dB的增益。

上述主要从各个网元之间交互的角度对本申请实施例提供的方案进行了介绍。相应的,本申请实施例还提供了通信装置,该通信装置可以为上述方法实施例中的网元,或者包含上述网元的装置,或者为可用于网元的部件。可以理解的是,该通信装置为了实现上述功能,其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

示例性的,图15示出了一种通信装置1500的结构示意图。该通信装置1500包括处理单元1501、发送单元1502和接收单元1503。

一种可能的示例中,以通信装置1500为发端设备为例,处理单元1501用于支持发端设备执行图5中的S501、S502、S503、S504、S505,和/或本申请实施例中发端设备需要执行的其他处理操作。发送单元1502用于支持发端设备执行图5中的S506,和/或本申请实施例中发端设备需要执行的其他发送操作。接收单元1503用于支持发端设备需要执行的其他接收操作。

再一种可能的示例中,以通信装置1500为收端设备为例,处理单元1501用于支持收端设备执行图5中的S507、S508、S509,和/或本申请实施例中收端设备需要执行的其他处理操作。接收单元1503用于支持收端设备执行图5中的S506,和/或本申请实施例中收端设备需要执行的其他接收操作。发送单元1503用于支持收端设备需要执行的其他发送操作。

可选的,该通信装置1500还可以包括存储单元1504,用于存储通信装置的程序代码和数据,数据可以包括不限于原始数据或者中间数据等。

其中,处理单元1501可以是处理器或控制器,例如可以是CPU,通用处理器,专用集成电路(application specific integrated circuit,ASIC),现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框,模块和电路。处理器也可以是实现计算功能的组合,例如包含一个或多个微处理器组合,DSP和微处理器的组合等等。

发送单元1502可以是通信接口、发送器或发送电路等,其中,该通信接口是统称,在具体实现中,该通信接口可以包括多个接口,例如可以包括:发端设备与收端设备之间的接口和/或其他接口。

接收单元1503可以是通信接口、接收器或接收电路等,其中,该通信接口是统称,在具体实现中,该通信接口可以包括多个接口,例如可以包括:发端设备与收端设备之间的接口和/或其他接口。

发送单元1502和接收单元1503可以是物理上或者逻辑上实现为同一个单元。

存储单元1504可以是存储器。

当处理单元1501为处理器,发送单元1502和接收单元1503为通信接口,存储单元1504为存储器时,本申请实施例所涉及的通信装置可以为图16所示。

参阅图16所示,该通信装置包括:处理器1601、通信接口1602、存储器1603。可选的,通信装置还可以包括总线1604。其中,通信接口1602、处理器1601以及存储器1603可以通过总线1604相互连接;总线1604可以是外设部件互连标准(peripheral componentinterconnect,PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standardarchitecture,EISA)总线等。所述总线1604可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图16中仅用一条粗线表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

可选的,本申请实施例还提供一种携带计算机指令的计算机程序产品,当该计算机指令在计算机上运行时,使得计算机执行上述实施例所介绍的方法。

可选的,本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储计算机指令,当该计算机指令在计算机上运行时,使得计算机执行上述实施例所介绍的方法。

可选的,本申请实施例还提供一种芯片,包括:处理电路和收发电路,处理电路和收发电路用于实现上述实施例所介绍的方法。其中,处理电路用于执行相应方法中的处理动作,收发电路用于执行相应方法中的接收/发送的动作。

在上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line,DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包括一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,数字视频光盘(digital video disc,DVD))、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state drive,SSD))等。

在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统,装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个设备上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

通过以上的实施方式的描述,所属领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中,如计算机的软盘,硬盘或光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,在本申请揭露的技术范围内的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

相关技术
  • 通信控制装置、通信控制方法和终端装置
  • 无线通信装置、通信系统、无线通信方法以及记录介质
  • 远程通信方法、远程通信系统和自主移动装置
  • 通信方法及通信装置
  • 通信方法和通信装置
  • 通信装置、通信方法、通信控制装置、无线通信装置、通信控制方法、和无线通信方法
  • 通信装置、通信方法、通信控制装置、无线通信装置、通信控制方法、和无线通信方法
技术分类

06120116337948