【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开一般地涉及无线通信领域，更具体地，涉及用于随机接入通信的发送设备、接收设备、包括所述发送设备和所述接收设备的通信装置以及方法。
技术介绍
1、随着网络中通信设备数量的迅速增加，对通信可靠性的关注日益突出。传统上，传统通信设备采用固定资源分配的多址接入方法用于网络中的数据通信。在这些多址接入方法中，为给定通信设备分配专用时频资源，以便经由通信信道发送数据。这些传统多址接入方法在信道利用率方面效率较低，这是因为给定通信设备在专用时频资源中可能没有任何要传输的数据，从而导致频谱效率方面的损失。
2、在某些场景中，使用传统随机接入方法代替传统固定接入方法，以相对更好地利用通信信道。在传统随机接入方法中，传统通信设备(例如，发送器)可以在其有一些数据要传输时在通信信道上发送数据。数据传输不需要预先分配的时隙或固定频率。传统随机接入方法通常分为相干方法和非相干方法。在相干方法中，信道状态对于通信设备(即发送器和接收器)是已知的。在非相干方法中，认为信道状态对于传统发送器和传统接收器都是未知的。在非相干方法的实现场景中，基于张量的调制用于多个传统发送器与传统接收器之间的随机接入通信。基于张量的调制是在正交频分复用(orthogonal frequency divisionmultiplexing，ofdm)调制技术的基础上执行的。一般情况下，ofdm调制技术可以定义为一种信号调制技术，其中，高数据速率调制流被划分为并行传输的多个紧密间隔的正交子载波。在该实现场景中，紧密间隔的正交子载波的定时和载波频率同步不完全，这进一步导致
3、因此，根据上述讨论，需要克服结合传统ofdm系统使用的基于张量的调制相关的上述缺点。
技术实现思路
1、本公开提供了一种用于随机接入通信的发送设备、接收设备、包括所述发送设备和所述接收设备的通信装置以及方法。本公开针对现存问题，即传统ofdm系统中存在残余异步性，从而导致结合传统ofdm系统使用的基于张量的调制中解码错误和通信可靠性不足的概率增加，提供了一种方案。本公开的目的是提供一种至少部分地克服现有技术中遇到的问题的方案，并提供一种用于随机接入通信的改进的发送设备、改进的接收设备、包括所述改进的发送设备和所述改进的接收设备的改进的通信装置以及改进的方法。
2、本公开的目的通过所附独立权利要求中提供的方案来实现。在从属权利要求中进一步限定本公开的有利实现方式。
3、一方面，本公开提供了一种用于随机接入通信的发送设备，包括编码电路，用于将输入消息编码为比特序列，将所述比特序列划分为d个比特块，其中，d>1，并从所述d个比特块中确定d个向量。所述发送设备还包括克罗内克积电路，用于通过计算所述d个向量的克罗内克积以生成d阶秩1张量结构，以构建符号向量。所述发送设备还包括映射电路，用于根据预定义置换矩阵在与多个时频资源相关联的时频网格中映射所述符号向量，其中，所述符号向量的每个元素被映射到所述时频资源网格的所述时频资源中的一个时频资源上，以生成时频调制符号的向量；以及至少一个天线，用于通过射频信号向接收设备发送所述时频调制符号中的每个时频调制符号。
4、当在发送设备(或多个发送设备)与接收设备之间不存在完全同步(或不存在块衰落信道)的通信系统中使用时，所公开的发送设备表现出降低的解码错误概率和提高的通信可靠性。此外，发送设备可以在采用了基于张量的调制和ofdm的通信系统中使用，从而提高频谱效率。发送设备包括张量元素与使用的物理资源之间的时频映射，这使得接收设备能够更准确地估计和补偿定时偏移和载波频率偏移，因此，提高了包括发送设备和接收设备的通信系统的通信可靠性。此外，时频映射的使用保留了定时偏移下符号向量的秩1性质。此外，发送设备实现了用于大规模随机接入通信的改进的波形设计，该波形设计具有降低的解码错误概率和提高的频谱效率。
5、在一种实现方式中，所述克罗内克积电路用于在计算所述克罗内克积之前，通过将所述d个向量中的每个向量与旋转矩阵相乘，对所述d个向量中的每个向量应用旋转。
6、旋转矩阵的使用为子星座的设计提供了额外的自由度。此外，适当选择旋转矩阵使接收设备能够准确估计和补偿定时偏移和载波频率偏移，这进一步提高了通信可靠性。
7、在另一种实现方式中，所述编码电路用于通过基于相应比特块中的比特使用相应子星座确定所述d个向量中的每个向量，其中，所述相应子星座中的每个子星座具有至少从以下各项中选择的结构：格拉斯曼星座、立方体分割星座或将所述多个向量中的每个向量划分为导频部分和数据部分的星座。
8、相应子星座中的每个子星座具有定义的结构，并且每个结构都具有自己的特征，例如，结构化格拉斯曼星座提供密集型星座结构。基于结构化格拉斯曼星座的密集型星座结构(例如，符号向量的密集型星座结构)产生了紧凑形式的输入数据，并降低了接收设备处解码过程的复杂度。
9、在另一种实现方式中，所述编码电路用于根据二进制码将所述输入消息编码为比特序列。
10、通过根据二进制码将输入消息编码为比特序列，为输入消息添加了冗余，这使输入消息对噪声和不同种类的干扰具有鲁棒性。
11、另一方面，本公开提供了一种用于随机接入通信的接收设备，包括至少一个天线，用于同时从多个发送设备接收多个射频信号。所述接收设备还包括分离电路，用于根据预定义置换矩阵将所述射频信号中的每个射频信号排列到与多个时频资源相关联的时频网格中，以从所述接收到的多个射频信号中生成多个估计符号向量，并使用与每个发送设备相关联的d阶秩1张量结构来分离所述多个估计符号向量，其中，d>1。所述接收设备还包括多个补偿电路，每个所述补偿电路用于估计所述多个估计符号向量中的一个相应估计符号向量中的相应时间偏移和相应频率偏移，并通过对所述相应估计符号向量应用基于所述相应时间偏移的时间偏移补偿和基于所述相应频率偏移的频率偏移补偿来生成相应补偿符号向量。所述接收设备还包括多个解码器，每个所述解码器用于解码由所述补偿电路中的一个补偿电路生成的一个补偿符号向量，以生成多个解码消息，每个解码消息包括对应于与所述多个发送设备中的相应发送设备相关联的数据的比特序列。
12、当在发送设备(或多个发送设备)与接收设备之间不存在完全同步(或不存在块衰落信道)的通信系统中使用时，所公开的接收设备表现出降低的解码错误概率和提高的通信可靠性。通过在发送设备处使用的时频映射和通过使用旋转矩阵旋转的张量元素以及所述多个补偿电路，可以实现定时偏移和载波频率偏移的准确估计和补偿，这进一步降低了解码错误概率并提高了通信可靠性。此外，接收设备可以在采用了基于张量的调制和ofdm的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于随机接入通信的发送设备(202)，包括：
2.根据权利要求1所述的发送设备(202)，其特征在于，所述克罗内克积电路(206)用于在计算所述克罗内克积之前，通过将所述d个向量中的每个向量与旋转矩阵相乘，对所述d个向量中的每个向量应用旋转。
3.根据权利要求1或2所述的发送设备(202)，其特征在于，所述编码电路(204)用于通过基于相应比特块中的比特使用相应子星座确定所述d个向量中的每个向量，其中，所述相应子星座中的每个子星座具有至少从以下各项中选择的结构：格拉斯曼星座、立方体分割星座或将所述多个向量中的每个向量划分为导频部分和数据部分的星座。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的发送设备(202)，其特征在于，所述编码电路(204)用于根据二进制码将所述输入消息编码为比特序列。
5.一种用于随机接入通信的接收设备(104)，包括：
6.根据权利要求5所述的接收设备(104)，其特征在于，所述多个补偿电路(506)中的每个补偿电路用于使用包括符号向量的相应星座，并确定所述时间偏移补偿和所述频率偏移补偿，以最小
7.一种通信装置(902)，包括根据权利要求1至4中任一项所述的发送设备(202)和根据权利要求5或6所述的接收设备(104)。
8.一种用于随机接入通信的方法(400)，包括：
9.根据权利要求8所述的方法(400)，其特征在于，在计算所述克罗内克积之前，通过将所述d个向量中的每个向量与旋转矩阵相乘，对所述d个向量中的每个向量应用旋转。
10.根据权利要求8或9所述的方法(400)，其特征在于，所述d个向量中的每个向量是通过基于相应比特块中的比特使用相应子星座确定的，其中，所述相应子星座中的每个子星座具有至少从以下各项中选择的结构：格拉斯曼星座、立方体分割星座或将所述多个向量中的每个向量划分为导频部分和数据部分的星座。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法(400)，其特征在于，所述编码器使用二进制码将所述输入消息编码为比特序列。
12.一种用于随机接入通信的方法(800)，包括：
13.根据权利要求12所述的方法(800)，其特征在于，所述补偿电路中的每个补偿电路使用包括符号向量的相应星座，并确定所述相应时间偏移补偿和所述相应频率偏移补偿，以最小化所述估计符号向量与所述星座的符号向量之间的距离。
14.一种计算机程序产品，包括程序指令，当由计算机系统中的一个或多个处理器执行时，所述程序指令用于执行根据权利要求8至11中任一项所述的方法(400)和/或根据权利要求12或13所述的方法(800)。
15.一种计算机系统，包括一个或多个处理器和一个或多个存储器，所述一个或多个存储器存储程序指令，当所述程序指令由所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行根据权利要求8至11中任一项所述的方法(400)和/或根据权利要求12或13所述的方法(800)。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于随机接入通信的发送设备(202)，包括：
2.根据权利要求1所述的发送设备(202)，其特征在于，所述克罗内克积电路(206)用于在计算所述克罗内克积之前，通过将所述d个向量中的每个向量与旋转矩阵相乘，对所述d个向量中的每个向量应用旋转。
3.根据权利要求1或2所述的发送设备(202)，其特征在于，所述编码电路(204)用于通过基于相应比特块中的比特使用相应子星座确定所述d个向量中的每个向量，其中，所述相应子星座中的每个子星座具有至少从以下各项中选择的结构：格拉斯曼星座、立方体分割星座或将所述多个向量中的每个向量划分为导频部分和数据部分的星座。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的发送设备(202)，其特征在于，所述编码电路(204)用于根据二进制码将所述输入消息编码为比特序列。
5.一种用于随机接入通信的接收设备(104)，包括：
6.根据权利要求5所述的接收设备(104)，其特征在于，所述多个补偿电路(506)中的每个补偿电路用于使用包括符号向量的相应星座，并确定所述时间偏移补偿和所述频率偏移补偿，以最小化所述相应估计符号向量与所述星座的符号向量之间的距离。
7.一种通信装置(902)，包括根据权利要求1至4中任一项所述的发送设备(202)和根据权利要求5或6所述的接收设备(104)。
8.一种用于随机接入通信的方法(400)，包括：
9.根据权利要求8所述的方法(400)，其特征在于，在计算所...
【专利技术属性】
技术研发人员：阿里克西斯·德库宁哥，马克西姆·圭洛德，保罗·费兰德，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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