[发明专利]基于多载波空间调制的信号发送方法、接收方法和装置

说明书

本申请公开了一种基于多载波空间调制的信号发送方法，首先，发送端设备确定预处理基矩阵，并扩展所述预处理基矩阵得到扩展预处理矩阵；然后，发送端设备使用预处理基矩阵对第一参考信号进行预处理，并发送给接收端设备；最后，发送端设备对待发送比特流进行符号映射和空间调制，并使用扩展预处理矩阵对空间调制后的符号进行预处理，再对预处理后的符号进行多载波调制后发送给接收端设备。本申请还公开了一种基于多载波空间调制的多用户系统中的信号发送方法、基于多载波空间调制的信号接收方法及装置。应用本申请能够有效提高链路可靠性，增强多载波空间系统对抗衰落或相关信道的能力。

技术领域

本申请涉及无线通信技术领域，尤其涉及基于多载波空间调制的信号发送方法、接收方法及其装置。

背景技术

信息产业的快速发展，特别是来自移动互联网和物联网(IoT,internet ofthings)的增长需求，给未来移动通信技术带来前所未有的挑战。如根据国际电信联盟ITU的报告ITU-R M.[IMT.BEYOND 2020.TRAFFIC]，可以预计到2020年，移动业务量增长相对2010年(4G时代)将增长近1000倍，用户设备连接数也将超过170亿，随着海量的IoT设备逐渐渗透到移动通信网络，连接设备数将更加惊人。为了应对这前所未有的挑战，通信产业界和学术界已经展开了广泛的第五代移动通信技术研究(5G)，面向2020年代。目前在ITU的报告ITU-R M.[IMT.VISION]中已经在讨论未来5G的框架和整体目标,其中对5G的需求展望、应用场景和各项重要性能指标做了详细说明。针对5G中的新需求，ITU的报告ITU-R M.[IMT.FUTURE TECHNOLOGY TRENDS]提供了针对5G技术趋势的相关信息，旨在解决系统吞吐量显著提升、用户体验一致性、扩展性以支持IoT、时延、能效、成本、网络灵活性、新兴业务的支持和灵活的频谱利用等显著问题。

多输入多输出(Multiple-input multiple-output，MIMO)技术是提高系统频谱效率的重要手段。由于多天线技术能够有效提高系统数据率，提高系统链路稳定性，它已经被广泛地应用于广播式的音频和视频领域以及民用通信系统中，例如第三代移动通信合作伙伴项目(3rd Generation Partnership Project，3GPP)制定的演进通用地面无线接入(Evolved Universal Terrestrial Radio Access，E-UTRA)协议对应的长期演进(LongTerm Evolution，LTE)系统，欧洲的第二代数字视频(Digital Video Broadcasting,DVB)，和IEEE802.16全球微波互联接入(World Interoperability for Microwave Access,WiMAX)等。MIMO技术通过在收发端不同天线间建立通信链路，能够为系统提供空间分集增益与空间复用增益。通过在不同链路传输相同的数据，MIMO技术提高了传输数据的可靠性，从而获得了分集增益；通过在不同链路传输不同的数据，MIMO技术能够在不增加传输带宽的前提下提高系统的频谱效率，从而提高传输数据率。通过发射端的信道状态信息，MIMO技术还能够通过与编码来同时、同频服务多个用户，提高系统整体的频谱效率。目前，MIMO技术作为关键技术，能够很好的支持4G时代的移动宽带(Mobile Broadband,MBB)业务需求。5G中，频谱效率、能量效率以及数据率的需求将进一步提升，现有的MIMO技术难以满足数据率的极大提升。因此MIMO技术的演进技术：大规模MIMO得到了学术界和工业界的广泛关注。通过在发射端配置远多于用户数的天线，大规模MIMO技术在能够得到更大的阵列处理增益(更细的波束)的同时，也得到了更大的空间自由度，能够通过简单的线性操作将用户完全区分开，因此使得频谱效率与能量效率进一步得到巨大提升。但是在实际应用场景中，MIMO技术与大规模MIMO技术也遇到了一些问题，例如：

1. MIMO技术是否有效、可靠，依赖于发射端是否能够获得准确的信道状态信息。若发射端的信道状态信息不够准确，会导致系统增益的显著下降。目前的MIMO技术依赖于基于参考信号的信道估计以及反馈，而当天线数增加时，参考信号与反馈所带来的开销将会严重降低系统的频谱效率。