正交多址和非正交多址的制作方法

正交多址和非正交多址
1.本技术要求于2019年1月25日提交的美国专利申请序列no.62/796,994的优先权益。
技术领域
2.本公开的方面总体上涉及无线通信网络，并且更具体地涉及用于正交多址(oma)或非正交多址(noma)的预编码多载波波形。


背景技术：

3.背景描述包括可用于理解本发明主题的信息。并不承认这里提供的任何信息是现有技术或与当前要求保护的发明主题相关，或者任何出版物(具体地或隐含地引用)是现有技术。
4.无线通信系统提供各种电信服务，例如电话、视频、数据、消息和广播。无线通信系统可以采用能够通过共享可用的系统资源(例如，时间、频率、功率)来支持与多个用户的通信的多址技术。通常，无线系统保留足够数量的频谱资源来满足系统的峰值需求，这种情况很少发生。因此，频谱资源往往未被充分利用。多址技术的示例包括码分多址(cdma)、时分多址(tdma)、频分多址(fdma)、正交频分多址(ofdma)、单载波频分多址(sc
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fdma)和离散傅立叶变换扩频正交分复用(dft
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s
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ofdm)。应该理解，sc
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fdm和dft
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s
‑
ofdm是本质上相似技术的两个名称，称为载波干涉测量(ci)。然而，dft
‑
s
‑
ofdm是3gpp规范中使用的术语。
5.这些多址技术已被各种电信和无线网络标准所采用。例如，第五代(5g)(也称为新无线电(nr))无线接入正在开发中，考虑到三个广泛的用例系列：增强型移动宽带(embb)、大规模或增强型机器类型通信(mtc)和超可靠低延迟通信(urllc)。超越5g是指未来几代无线通信(例如，5g
‑
advanced、5g
‑
extreme、6g)的愿景，可实现突破性的高带宽、低延迟、大容量和大规模连接。随着对电信和无线接入的需求不断增加，可能需要改进nr通信技术和其他技术。


技术实现要素：

6.以下给出一个或多个方面的简化概要，以便提供对这些方面的基本理解。本发明内容不是对所有预期方面的广泛概述，并且既不旨在识别所有方面的关键或关键要素，也不旨在描绘任何或所有方面的范围。
7.为了实现5g和超越5g，提出了各种技术，包括大规模多输入多输出(mimo)、协同mimo、毫米波(mmwave)通信、noma、设备到设备(d2d)、邻近服务(prose)、移动中继、机载中继、软件定义网络、雾计算和分布式人工智能(ai)等。许多基础设施功能可以被推送到网络边缘，以减少延迟，扩大覆盖范围，增强通用性，并开发大量用户设备的计算资源。移动边缘计算(mec)可以及时处理从移动设备上卸载的计算密集型作业，从而减少端到端的延迟。边缘计算模块可以在基站收发信机、中继或用户设备(ue)中。
8.本文公开的方面广泛适用于本文公开的无线标准和用例系列，包括(但不限于)蜂
窝、移动宽带、车载自组织网络、固定宽带、物联网(iot)、对等网络、网状网络、无线个域网(wpan)、无线局域网(wlan)、无线传感器网络、机载网络、卫星网络、网络结构、软件定义网络(sdn)和混合网络。
9.在一个方面，一种由被配置在无线网络中通信的无线设备进行通信的方法包括：用至少一个扩频码扩频数据信号以产生扩频数据信号；以及将扩频数据信号调制到ofdm信号上，以生成要在通信链路中传输的离散时间扩频
‑
ofdm信号。扩频可以采用用于无线设备的功率效率标准或用于通信链路的频谱效率标准的函数，用于选择多个扩频码滚降因子中的一个，多个扩频码滚降因子提供具有低峰均功率比(papr)的离散时间扩频
‑
ofdm信号。
10.例如，在上述方法中所描述的，装置可以包括用于扩频的构件、用于调制的构件和用于基于无线设备的功率效率标准或通信链路的频谱效率标准在扩频
‑
ofdm信号的码空间中选择多个滚降因子(例如，脉冲形状)中的一个的构件。
11.在另一方面，一种用于无线通信的方法包括：将第一层的数据比特编码为编码码元集；使用离散傅立叶变换扩频正交频分复用(dft
‑
s
‑
ofdm)扩频码生成扩频码元；以及将扩频码元调制到ofdm子载波频率集上以产生离散时间ofdm信号。该生成包括将编码码元映射(811)到dft
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s
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ofdm码元中的第一稀疏dft
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s
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ofdm码空间，其中，第一稀疏dft
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s
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ofdm码空间不同于dft
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s
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ofdm码元中的第二稀疏dft
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ofdm码空间，第二稀疏dft
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s
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ofdm码空间由第二层采用。稀疏dft
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s
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ofdm码空间是dft
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s
‑
ofdm码空间，其数量小于dft
‑
s
‑
ofdm码元中dft
‑
s
‑
ofdm码的总数。
12.例如，在上述方法中所描述的，装置可以包括用于编码的构件、用于生成的构件和用于调制的构件，其中，用于生成的构件包括用于将编码码元映射到dft
‑
s
‑
ofdm码元中的第一稀疏dft
‑
s
‑
ofdm码空间的构件。
13.在另一方面，一种通信方法包括：合成内核波形，其中，内核波形具有稀疏dft
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s
‑
ofdm码空间(即，数量小于dft
‑
s
‑
ofdm码元中dft
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s
‑
ofdm码的总数的码空间)；以及执行内核波形的循环移位以产生具有不同于内核波形的dft
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s
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ofdm码空间的dft
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s
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ofdm码空间的循环移位波形。循环移位波形可以在通信信道中传输；或者可以用数据调制并传输；或者可以与至少一个其它信号组合并传输。内核波形可以具有可选择的脉冲形状。例如，在上述方法中所描述的，装置可以包括用于合成的构件和用于执行循环移位的构件。装置可以包括处理器、与处理器进行电子通信的存储器以及存储在存储器中的指令，其中，指令可操作以使处理器执行上述方法。一种非暂时性计算机可读介质可以包括指令，该指令可操作以使处理器执行上述方法。
14.上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例可进一步包括确定通信链路中资源块的占用或可用性，并且频谱效率标准可以通过监听随机接入信道、上行链路控制信道、上行链路共享信道、下行链路控制信道或下行链路共享信道中的至少一个来确定。上述信道可以包括物理随机接入信道(prach)、物理下行链路控制信道(pdcch)、物理下行链路信道(pdsch)、物理上行链路共享信道(pusch)、物理上行链路控制信道(pucch)、物理混合自动重复请求(harq)指示信道(phich)或物理控制格式指示信道(pcfich)。可以采用上述信道中的任何一个以传送脉冲成形和/或码空间信息。本领域的普通技术人员将认识到，除了所描述的信道或载波之外，还可以利用其他信道或载波，例如其他业务、控制和反馈信道。一些方面提供用于选择和/或调度诸如ue、bts或中继要使用的频域脉冲成形的请
求和授权机制。上行链路和/或下行链路授权可以包括dft
‑
s
‑
ofdm码空间授权，例如使得多个层能够共享相同的物理资源块，也称为资源块。
15.上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例可以采用下行链路、上行链路、中继链路或对等链路；或者其中，对资源的访问是基于授权或免授权的；或者其中，离散时间扩频
‑
ofdm信号由bts、ue、中继、或无线设备协作组传输；或者其中，ofdm信号被配置用于正交多址和非正交多址中的至少一个。可以为上行链路和下行链路通信的任何组合提供ofdm码元间隔内的码空间。一些方面可以基于网络的需要、设备的需要以及每个方向上所需的通信流量在上行链路和下行链路之间切换。
16.上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例可以采用扩频码滚降因子，扩频码滚降因子是可选的多个扩频码滚降因子中的一个，当ofdm信号包括固定的资源块集时，多个扩频码滚降因子中的每一个提供不同的容量；或者其中，扩频码滚降因子是可选的多个扩频码滚降因子中的一个，当ofdm信号包括变化的资源块集时，扩频码滚降因子提供恒定的容量。
17.上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例可用于embb、mtc、urllc、mmwave、d2d、prose、mec、车载网络通信或iot通信中的至少一个。
18.在上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例中，每一层可以被分配到其自己的稀疏dft
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s
‑
ofdm码空间，并且每一层可以具有在其上传输的编码码元；或者每一层可以被分配唯一标识码元值，并且可以基于noma码元集中的一个或多个来选择每一个选择的稀疏dft
‑
s
‑
ofdm码空间进行传输，并且每一层具有在选择的稀疏dft
‑
s
‑
ofdm码空间中传输的唯一标识码元值。
19.在上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例中，要传输的数据码元是noma码元，并且提供第一稀疏dft
‑
s
‑
ofdm码空间以与第二稀疏dft
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s
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ofdm码空间重叠；或者数据码元是正交幅度调制码元；或者第一稀疏dft
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s
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ofdm码空间在dft
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s
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ofdm码元的全码空间的oma码空间子集内；或者其中，第一稀疏dft
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s
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ofdm码空间包括第一dft
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s
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ofdm码元中的第一dft
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s
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ofdm码和第二dft
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s
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ofdm码元中的至少第二dft
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s
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ofdm码。进入dft扩频器的码元序列或块的顺序可以提供将特定码元映射到特定dft
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s
‑
ofdm码。因此，可以通过选择顺序(即，每个码元在序列或块中的位置)来实现将每个码元映射到特定码。在上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例中，稀疏dft
‑
s
‑
ofdm码代替相对较短的稀疏码多址(scma)码被配置为提供更高的扩频(处理)增益、改进的频率分集，和/或通过降低papr改进功率效率的scma
‑
ofdm。
20.预期上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例与d2d通信一起操作，其使得能够在两个物理上接近的终端之间进行直接通信。d2d可以用于一些超低延迟的应用，因为其提供了无线设备之间的直接链接，而无需通过网络基础设施。d2d可以使用带内或带外通信，其中带内可以使用底层带内d2d模式或覆盖带内d2d模式。本文公开的方面可以被配置用于邻近服务(propose)操作，例如提供d2d、协作处理、智能工业传感器网络、移动传感器网络、移动自组织网络、车载自组织网络、导航传感器网络、移动中继网络、协作内容共享和移动无线电网络中的内容传送。
21.在方法、装置和非暂时性计算机可读介质方面的一些示例中，接收器可以采用被配置为处理脉冲成形信号的脉冲成形滤波器和/或被配置为对稀疏分布在dft
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s
‑
ofdm码空
间中的一个或多个层进行解复用的dft
‑
s
‑
ofdm码空间解复用器。关于发射器操作描述的方法、装置和非暂时性计算机可读介质的示例中的部件可以具有本文公开的接收器方法、装置和非暂时性计算机可读介质示例中的相应互补部件。
22.在方法、装置和非暂时性计算机可读介质方面的一些示例中，来自独立设备的单独传输在被接收器接收时可以产生复用数据流。noma dft
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s
‑
ofdm码字包括在码空间中重叠的稀疏dft
‑
s
‑
ofdm码字，因此可以在接收复用数据流时使用低复杂度算法来识别，例如消息传递算法(mpa)、turbo解码器(td)、连续干扰消除(sic)、最大似然估计(mle)或人工神经网络(ann)。在一方面，每个稀疏dft
‑
s
‑
ofdm码字的稀疏模式唯一地标识其层，并且接收器估计在每一层中传输的数据。在另一方面，每个数据码元值被映射(例如，变换)到唯一的稀疏dft
‑
s
‑
ofdm码字，并且每一层由标识码元值唯一地标识。标识码元值可以被配置为当在接收器处接收时是唯一的并且与其他标识码元值是可分离的，这可以通过基于信道状态信息(csi)或接收信号强度(rss)谨慎地将标识码元值分配给层的bts来实现。接收器可以确定哪个层传输每个数据码元，例如通过使用mpa、td、sic、mle或ann。
23.本文公开的公开主题的替代元件或方面的分组不应被解释为限制性的。每个组成员可以单独地或与组的其他成员或本文找到的其他元件的任何组合地被提及和要求保护。出于方便和/或专利性的原因，一个组的一个或多个成员可以被包括在一个组中，或从该组中删除。当发生任何此类包含或删除时，本说明书在此被视为包含修改后的组，从而满足所附权利要求中使用的所有markush组的书面描述。
24.除非本文另有说明或与上下文明显矛盾，否则本文描述的所有方法都可以以任何合适的顺序执行。关于本文的某些方面提供的任何和所有示例或示例性语言(例如，“例如”)的使用仅旨在更好地阐明本发明的主题，并且不对另外要求保护的本发明的主题的范围构成限制。说明书中的任何语言都不应被解释为指示任何非权利要求的元件是实施本发明主题所必需的。
附图说明
25.描述所公开的方法的流程图包括可以表示计算机软件指令或指令组的“处理块”或“步骤”。可替代地，处理块或步骤可以表示由功能等效电路执行的步骤，例如数字信号处理器(dsp)、现场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、或图形处理单元(gpu)或计算机处理单元(cpu)用软件指令编程以执行所公开的方法。本领域的普通技术人员将理解，除非本文另有指示，否则所描述的具体步骤顺序仅是说明性的，并且可以改变。除非另有说明，否则本文所描述的步骤是无序的，这意味着这些步骤可以以任何方便或希望的顺序执行。
26.图1示出了其中可以采用本公开的方面的示例性通信系统。
27.图2a是其中可以实施本公开的示例性方面的无线电终端的框图。本公开的方面不限于所描绘的终端设计，因为这些方面可以在替代设备、配置和应用中实施。
28.图2b是描绘scma编码器的功能方面的框图，并且该编码器可以作为方法、作为驻留在非暂时性计算机可读介质上的软件指令或在硬件实施。
29.图2c是描绘根据本文公开的方面的可编程的处理器架构的框图。
30.图3描绘了示例性复用方案，其中，多个层中的每一个被映射到相同dft
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s
‑
ofdm码
元中的不同稀疏dft
‑
s
‑
ofdm码空间。稀疏码空间可以重叠，从而提供整个dft
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s
‑
ofdm码元码空间的过载。
31.图4a是描绘根据本公开的一些方面的接收器的框图。
32.图4b是根据本公开的方面的接收器的框图。
33.图5a示出了可选择的频域脉冲形状函数集，并且图5b示出了相应的时域脉冲形状。
34.图6a是根据本公开的一些方面的处理器配置和可由ue采用的处理操作集的框图。
35.图6b是根据本公开的一些方面的处理器和可由bts采用的处理操作集的框图。
36.图7a
‑
7d是描绘网络节点(例如，bts或一些其他网络节点)和ue之间的通信的消息序列图。消息传递可以采用基于授权或免授权的访问方案。
37.图8是描绘非暂时性计算机可读存储器的框图，非暂时性计算机可读存储器包括存储在其中并可由处理器执行以执行根据本公开各方面的方法的一组指令集。
38.图9a是描绘由ue执行的脉冲形状提供的流程图。ue可以在上行链路信道上向bts发送脉冲形状请求消息，该消息可能连同上行链路授权请求一起发送。
39.图9b是描绘由gnb执行的脉冲形状提供的流程图。bts在上行链路信道中从ue接收脉冲形状请求。
40.图9c是描绘由ue执行的脉冲形状提供的流程图。ue在上行链路信道上向gnb发送ue状态消息，该消息可能连同上行链路授权请求一起发送。
41.图9d是描绘由gnb执行的脉冲形状提供的流程图。gnb可以从ue接收上行链路信道中的ue状态消息。
42.图9e是描绘由ue执行的脉冲形状提供的流程图。ue可以在上行链路信道上向bts发送上行链路请求消息。
43.图9f是从gnb的角度描绘脉冲形状提供的流程图。bts可以从ue接收上行链路信道中的上行链路请求。
44.图10a是描绘根据本公开的一些方面可以合成传输信号的装置、方法和计算机指令的框图，并且图10b是描绘根据本公开的一些方面可以处理接收信号的装置、方法和计算机指令的框图。
45.图11示出了离散时间信号中m＝16的码空间和频域中的rect函数脉冲形状。码空间由idft输出的复离散时间信号的实部表示。
46.图12是描绘本公开的装置和方法配置的功能方面的框图，并且可以包括非暂时性计算机可读存储器，该非暂时性计算机可读存储器包括存储在其中并可由处理器执行的指令集。
47.图13是示出根据本公开配置的装置和方法方面的框图。
48.图14是根据本公开的一些方面的循环波形生成器的框图。
49.图15a示出了对应于第n个扩频码s
n
的dft
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s
‑
ofdm信号的离散时间波形的实部；图15b示出了图15a所示的离散时间波形的循环移位版本。
具体实施方式
50.下面描述本公开的各个方面。应当清楚的是，本文的教导可以以多种形式体现，并
且本文公开的任何特定结构、功能或两者仅是代表性的。基于本文的教导，本领域技术人员应该理解，本文公开的方面可以独立于任何其他方面来实施，并且这些方面中的两个或更多个可以以各种方式组合。
51.图1示出了示例性通信系统，其中本公开的各个方面可以与本文提到的信令格式、网络、传输协议、用例和方面中的任何一个一起使用。该系统可以包括一个或多个bts101.1
‑
101.n，其也被称为演进节点(enb)、5g节点(gnb)、x节点(xnb)(其中“x”指3gpp网络的进一步增强和/或演进)、接入点、无线网络管理器、小型蜂窝、微蜂窝、网络节点、无线电接入网络(ran)设备、网络控制器、数据聚合点等。无线设备可以是bts。这些术语中的任何一个都可以互换使用。应当理解，一个或多个bts可以协同操作，例如执行协同
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mimo、云计算、多点协作等。应当理解，无线网络管理器可以包括设备集群(例如，机载设备、其他移动设备、无线个域网设备、媒体生态系统中的设备等)中的主设备。一个或多个ue120.1
‑
120.k可以包括一个或多个天线，并且可以包括与其他设备的本地通信链路，以实现协同
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mimo、中继、d2d、对等，等等。ue还可称为移动站、移动台、终端、用户、订户、传感器、iot设备等。无线设备可以是ue。通信系统还可以包括中继节点(rn)131.1
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131.q，中继节点(rn)131.1
‑
131.q，中继节点(rn)131.1
‑
131.q能够利用一部分ran资源来提高系统的覆盖和/或总体性能。无线设备可以是中继。ue可以充当中继节点。在用于5g超密集的mmwave中，使用本文公开的技术的中继可以扩展被穿透损耗、阴影、传输功率限制等阻碍的覆盖。中继可以对一个链路使用mmwave而对其他链路使用不同的频带。例如，与mmwave bts建立链路的中继可以使用sub
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5ghz来与一个或多个ue链路，例如穿透建筑物或树叶、减轻其他信道损伤或扩展范围。ue组可以自组织成协作集群，其中至少一个ue充当链接到bts的中继。
52.非限制性术语“网络节点”或“节点”可以指服务于ue和/或连接到其他网络节点或网络的任何类型的网络节点。网络节点还可以包括用于执行各种操作(例如，mimo、发射或接收分集、波束成形和基于码本的预编码)的多个天线。该网络节点可以包括多标准无线电(msr)设备，包括：msr bs、enodeb、网络控制器、无线电网络控制器(rnc)、基站控制器(bsc)、中继、施主节点控制中继、bts、传输点、传输节点、rru、rrh、分布式天线系统(das)等。网络节点可以经由一个或多个回程链路105连接到一个或多个通信服务提供商网络。例如，一个或多个回程链路105可以包括有线和/或无线链路部件、光纤骨干、网络结构、同轴电缆等。
53.无线通信系统可以采用各种蜂窝技术和调制方案来促进设备之间的无线的无线电通信。例如，通信系统可以采用码分多址(cdma)，时分多址(tdma)，频分多址(fdma)、多载波码分多址(mc
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cdma)、单载波码分多址(sc
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cdma)、sc
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fdma、正交频分复用(ofdm)、dft
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s
‑
ofdm、基于滤波器组的多载波(fbmc)、零尾dft
‑
spread
‑
ofdm(ztdft
‑
s
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ofdm)、广义频分复用(gfdm)、固定移动汇聚(fmc)、通用固定移动汇聚(ufmc)、唯一字ofdm(uw
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ofdm)、唯一字dft
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spread(uw dft
‑
s
‑
ofdm)、循环前缀ofdm(cp
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ofdm)、载波干涉(ci)和/或资源块滤波ofdm。在各个方面，通信系统可以被配置为提供5g、beyond
‑
5g、5g
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advanced、5.5g、6g等特征和功能。所公开的方面可以利用高频率(例如，大于6ghz)，例如毫米波、微波、红外和/或可见光谱。
54.所公开的方面可以采用或被配置为执行人工智能(ai)操作，包括机器学习(ml)，例如，深度神经网络(dnn)处理，以适配信令和/或网络参数。可能有多个适配设备，每个设
备负责不同的任务。可替代地，适配设备可以协同操作以采用分布式和协同学习。
55.图2a是其中可以实施本公开的示例性方面的无线设备(例如，无线电终端)的框图。至少一个比特到码元编码器201(scma编码器是一个可能的示例)向dft
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s
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ofdm扩频器202提供码字或数据码元，其生成dft
‑
s
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ofdm码元集。可选的频域滤波器203可以执行频域脉冲成形(例如，具有可选择的脉冲形状或滚降因子)，以经由时域脉冲成形实现时域中的papr降低。由于脉冲成形203与dft扩频202在相同的域(即，频域)中，所以脉冲成形203可以被称为提供扩频码滚降因子。子载波映射器204(也称为音调映射器)将dft
‑
s
‑
ofdm码元映射到被调度用于由无线电终端使用的ofdm子载波。例如，映射器204可以将dft
‑
s
‑
ofdm码元映射到idft(例如，ifft)205的频率区间，其通过将dft
‑
s
‑
ofdm码元调制到所选ofdm子载波上来生成离散时间ofdm信号。可选地，可以附加循环前缀206。dft
‑
s
‑
ofdm扩频器202提供具有低papr(即，低于如果不使用dft
‑
s
‑
ofdm扩频器202的papr)的离散时间ofdm信号，并且papr可以经由由脉冲成形滤波器203实现的脉冲成形来适配。
56.脉冲成形滤波器203可以采用作为通信链路中资源的占用或可用性的函数而选择的扩频码滚降因子。该资源可以包括提供多址通信的任何资源，例如频谱资源(例如，prb、ofdm子载波)、多址码空间、功率域资源和/或空间层(例如，空间子信道、极化信道或波束)。在一些方面，扩频码滚降因子可以是无线设备的功率效率标准的函数。
57.scma是一种编码技术，其将数据流(例如，二进制数据流，或者通常是m进制数据流，其中m是大于或等于2的整数)编码成多维码字。可以在编码201之前使用信道编码(未示出)。scma编码器201可以直接将数据流编码成多维码字，并且可以绕过正交幅度调制(qam)码元映射，这可以导致比常规cdma(和低密度序列(lds))编码更高的编码增益。在一些方面，编码器201可以是资源扩频多址(rsma)编码器、功率域多址(pdma)编码器、模式划分多址(pdma)编码器或一些其他noma编码器。
58.scma编码201可以经由针对不同的复用层使用不同的码本来提供多路访问。此外，scma编码201通常使用具有稀疏码字的码本，其使得接收器能够使用诸如mpa的低复杂度算法来从接收器接收的组合码字中检测相应码字，从而减少处理。
59.虽然典型的scma经由其多维码字实现扩频，其元素被调制到单独的子载波上，但图2a中的无线电终端采用dft
‑
扩频将每个scma码字元素扩频到多个ofdm音调上。如图2b所示，编码器201可以包括noma调制器211，例如被配置为将输入数据比特(b1，b2，
…
)映射到scma码字码元集(c1，c2，
…
)的scma调制器，以及被配置为将这些码元映射到dft
‑
s
‑
ofdm码元中的稀疏dft
‑
s
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ofdm码空间的dft
‑
s
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ofdm码空间映射器212。稀疏正交dft
‑
s
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ofdm码空间是dft
‑
s
‑
ofdm码空间，其数量小于dft
‑
s
‑
ofdm码元中正交dft
‑
s
‑
ofdm码的总数。例如，映射器212可以按照对应于scma码字的顺序排列码元(c1，c2，
…
)，并根据层的稀疏性模式在排序的码字码元(c1，c2，
…
)之前、之间和/或之后插入零，例如，以产生长度为的稀疏码元块，该块被输入到长度为n的dft扩频器202。具有(例如，分配给)不同稀疏性模式的至少第二层可以被映射到相同ofdm码元中的不同稀疏码空间(例如，占用相同的prb集)，例如通过相同的无线设备或不同的无线设备。多个稀疏码空间可以相互正交或非正交。可选地，映射器212可以将稀疏dft
‑
s
‑
ofdm码空间映射到dft
‑
s
‑
ofdm码元的全码空间的码空间子集(例如，全子空间可以被划分为多个oma码空间或子集，并且每一层可以被分配给特定子集)。码空间子集可以彼此正交。
60.dft扩频器202的输出通常比其输入具有更少的稀疏性(即，更密集)，这意味着对于给定数量的非零scma码字码元(c1，c2，
…
)，更多数量的扩频码元可以被调制205到ofdm音调上，这增加了频率分集。在接收器处，dft
‑
解扩可以将接收到的密集信号转换为具有与传输的scma码字相同的稀疏模式的稀疏码字。这同时提供了改进的频率分集和低复杂度接收的好处。此外，dft
‑
s
‑
ofdm码空间中的稀疏性使得能够在相同ofdm码元间隔中跨相同音调进行多址访问。例如，n点dft扩频可以提供多达n个正交dft
‑
s
‑
ofdm码(或多于n个准正交码)，这取决于脉冲成形203，并且每个dft
‑
s
‑
ofdm码可以被扩频跨越至少n个ofdm音调上。随着n增加，频率分集增加，而不牺牲给定ofdm码元持续时间内的多址信道的数量。这使得能够实现低papr，并提供不必耦合到码字中非零元素的数目的处理增益。然而，本文所公开的方面不限于具体的益处或优点。
61.在一个方面，映射器212可以按照对应于scma码字的顺序排列码字码元(c1，c2，
…
)，并在对应于scma码字的排序的码字码元(c1，c2，
…
)之前、之间和/或之后插入零，以产生稀疏长度为n的scma码字码元。dft扩频器202可使用覆盖码变换(其将scma码字码元变换或调制为特定覆盖码)或正交矩阵(例如，沃尔什变换或其它正交矩阵变换，其将scma码字码元调制为特定正交向量)对scma码字码元执行第一扩频，以产生长度为n的第一扩频码元块。第一扩频码元可以是密集的(即，具有比scma码字码元的长度为n块更少的稀疏性)，这可以降低由idft 205产生的离散时间ofdm信号的papr。在一个方面，n'点变换(n'<n)产生第一扩频码元，其是稀疏的(即，n'<n个非零码元)，其中，n'个非零扩频码元可被排列在连续码元块中，以降低idft205产生的离散时间ofdm信号的papr。映射器212可以对扩频码元执行零插入(例如，插入，n
‑
n'个零)以产生长度为n的第一扩频码元块，该块被输入到长度为n的dft扩频器202。相应的接收器可以按照与发射器相反的顺序执行互补操作，例如ofdm解调(ifft)、子载波解映射、dft
‑
s
‑
ofdm解扩，然后解扩第一扩频码元，然后noma接收。在一些方面，取决于滤波器的滚降，dft扩频器202的尺寸可能大于dft
‑
s
‑
ofdm码空间的数目n，或者dft
‑
s
‑
ofdm码空间的数目可能小于n。
62.scma码字的稀疏性可以通过在接收器中启用mpa来帮助降低复用scma层联合检测的复杂度。通常，scma的每一层都有其特定的码本集。本文公开的一些方面可提供低密度扩频。不同的数据层可以被复用到每个dft
‑
s
‑
ofdm码元中，其中每一层使用具有零值元素的scma码字(或码字集)，使得每一层使用的少于dft扩频器202中的dft
‑
s
‑
ofdm码的总数。在一些方面，scma编码器201可以将每个码字映射到多个dft
‑
s
‑
ofdm码元上，其中，映射在每个dft
‑
s
‑
ofdm码元中的层的码字元素采用的少于dft
‑
s
‑
ofdm码的总数。在一些方面，对应于层的多个码字可以映射到单个dft
‑
s
‑
ofdm码元，其中该层采用的少于该dft
‑
s
‑
ofdm码的总数。映射可以包括线性变换。映射器可以包括线性变换。
63.图3描绘了示例性noma复用方案，其可以使用多个码本，例如由与每一层(层1
‑
5)相关联的矩形块集描绘的码本。每个码本包括多个多维码字(其提供跨越多个稀疏dft
‑
s
‑
ofdm码空间的扩频，如本文所公开的)。每列表示对应于列顶部显示的数据值的码字。相应码本的每个码字可以映射到不同的数据值。作为说明性示例，与层1
‑
5相关联的每个码本中的第一个码字(即，列)映射到二进制值'00'。类似地，第二个码字映射到二进制值'01'，第三个码字映射到二进制值'10'，第四个码字映射到二进制值'11'。尽管图3中的码本被描绘为每个包括四个码字，但是scma码本可以具有任意数量的码字。作为示例，scma码本可以具
有8个码字(例如，映射到二进制值'000'...'111')，16个码字(例如，映射到二进制值'0000'...'1111')，或者更多。类似地，码字可以包括任意多个元素。
64.在lds中，多维码字是低密度序列签名。例如，图3中的每个码字可以包括多个非零元素(描绘为阴影块)和多个零值元素(描绘为无阴影块)。不同的阴影对应不同的元素值。多维码字中的每一个可以包括任意多个非零元素和任意多个零值元素。
65.多个码本中的每个码本可以被分配给不同的复用层(例如，层1
‑
5)。在一个方面，多个码本中的每一个由不同的ue采用。然而，在一些方面，多个ue可以采用相同的码本。可以以使得bts(例如)能够从中分离干扰传输的方式来调度采用相同码本的ue。ue和/或ran可以提供将码本分配给ue。ue、bts或中继可以采用多个码本，每个码本与不同层相关联。
66.取决于要在复用层上传输的二进制数据，可以从相应层1
‑
5的各种码本中选择不同的码字。在该示例中，第二个码字是从第1层的码本中选择的，因为二进制值'01'是通过第一个复用层传输的。此外，第四码字从第2层的码本中选择，第一码字从第3层的码本中选择，第三码字从第4层的码本中选择，第二码字从第5层的码本中选择。在一些方面，码字可被复用在一起以形成复用数据流，该数据流在共享资源上传输。在其他方面，独立设备(每个对应于层1
‑
5中的一个)将码字单独调制到分配给每个设备的资源上，并且这些资源可以由多个独立设备共享。因此，当被接收器(例如，bts、中继或ue)接收时，来自独立设备的单独传输可以产生复用数据流。码字可以包括稀疏码字，因此可以在接收到复用数据流时使用低复杂度算法(例如，mpa、td、sic、mle或ann的)进行识别。
67.从每一层的码本中选择的码字被调制或映射到dft
‑
s
‑
ofdm码空间上，该dft
‑
s
‑
ofdm码空间可以包括一个或多个dft
‑
s
‑
ofdm码。在这里描述的方面，每个码空间包括单个dft
‑
s
‑
ofdm码，并且只有非零元素被映射到码。例如，层1的第一和第三码字元素分别映射到第一和第三码，以生成调制码空间311和312；层2的第二和第三码字元素分别映射到第二和第三码，以生成调制码空间321和322；层3的第一和第四码字元素分别映射到第一和第四码，以生成调制码空间331和332；层4的第三和第四码字元素分别映射到第三和第四码，以生成调制码空间341和342；层5的第二和第四码字元素分别映射到第二和第四码，以生成调制码空间351和352。调制码空间可以单独地传输(例如，在上行链路中)，或者在传输之前聚合成复用信号(例如，在下行链路中)。
68.根据本公开的一些方面，每个码空间对应于跨相同的多个prb扩频码元值的多个dft
‑
s
‑
ofdm扩频码中的至少一个。调制码空间311和312可以作为dft
‑
s
‑
ofdm信号传输，这些信号在与调制码空间321、322、331、332、341、342、351和352相同的ofdm码元间隔中占据相同的子载波。在该示例中，dft
‑
s
‑
ofdm扩频而不是scma码提供跨ofdm子载波的扩频。
69.scma编码器可以将数据比特(其可以是编码比特)映射到多维scma码字x
k
，其中x
k
＝(x
1k
,x
2k
,
…
,x
nk
)
t
是n维信号系列点。scma编码器可以驻留在第k个ue中，例如，在网络中具有k个潜在ue的上行链路免授权scma系统中，该ue是活动的或非活动的。对于稀疏码字，仅使用可用(例如，n)维的子集来传输非零码元。对于n个子载波，全部dft
‑
s
‑
ofdm码空间具有多达n个正交码(即维数)，如果使用准正交码，则可能更多。
70.每个非零码元可以被调制到dft
‑
s
‑
ofdm码上。这将每个非零码元扩频到所有子载波，其中多个子载波可以同时与其他层共享，并且如果采用dft
‑
s
‑
ofdm码分多址oma，则可能没有干扰。这有助于减轻深度衰落、窄带干扰和其他信道损伤的影响。与在scma
‑
ofdm中
试图解决ofdm子载波之间的冲突不同，所公开的技术可以解决dft
‑
s
‑
ofdm码空间之间的冲突。接收器可以在码空间域中采用mpa、td、sic、mle或ann。接收器可以采用频域均衡器，也可以不采用频域均衡器。在接收器处，各种多用户检测器中的任何一个都可以对每个活动用户的数据进行解码。基于观察信号y以及导频码元，scma解码器可以搜索每个编码比特的最大后验(map)估计：
71.c
kl
＝arg max p(c
kl
|y)其中，c
kl
是用户k的第l个编码比特。一种解决方法是建立scma的因子图表示，并迭代计算每个变量的概率。
72.给定ofdm码元间隔中的dft
‑
s
‑
ofdm码可以是正交的或准正交的。在一个方面，ofdm子载波的块可能类似于频域中的矩形函数，并且该函数的idft产生由sinc函数表示的离散时间信号。每个dft
‑
s
‑
ofdm码向子载波提供相位集，不同频域码之间的相位偏移被变换为离散时间信号中的时间偏移(具体地，循环移位)。
73.作为示例，图3中描绘的每个码空间可以表示其相应sinc函数的实部的主瓣(或一些其他脉冲形状)。第一主瓣上的尾随过零对应于第二主瓣的前导过零。第三和第四主瓣类似地定位，使得四个主瓣适合于ofdm码元间隔或其分区(例如，正交码空间分区集中的一个)内。在这种情况下，由其对应的过零对定义的主瓣宽度等于ofdm码元间隔除以子载波的数目。对于子载波数目增加时，矩形函数越大，这意味着sinc函数的主瓣越小，因此更多的主瓣适合于ofdm码元间隔内，这对应于正交dft
‑
s
‑
ofdm码的数目增加。
74.在图2c中，无线设备包括一个或多个态势感知系统，例如用于分析设备的功率状态的设备监视器和/或用于确定ran的频谱占用/可用性的系统监视器。电池监视器236可以监视功率消耗或剩余电池电量，其可以在输入到脉冲形状选择器235的功率效率标准241中使用，以确定对功率节省的需要并选择扩频码滚降因子。其他态势感知系统(未示出)可以向选择器235提供其他功率效率和/或频谱效率标准241(例如基于csi、信道质量指数、rss、错误率测量等)，选择器235可以从中计算或选择滚降因子。通信地耦合到选择器235的控制信号处理器(例如，pdcch处理器234)可以提供网络控制信息，例如，传输到设备和/或其他设备的控制消息。选择器235可以根据网络控制信息确定功率效率和/或频谱效率标准。选择器235可以从控制消息推断网络状态信息，例如，网络拥塞、活动ue的数量、ue地理密度、网络资源的可用性等，并且使用该信息来确定是否采用功率高效和/或带宽高效接入，例如经由滚降选择。选择器235可以基于要传输的数据量(例如，通过测量设备的数据缓冲器占用)和/或设备采用的数据服务类型(例如，经由数据分析器237)来选择功率高效和/或带宽高效接入技术。
75.选择器235控制dft扩频器202和频域脉冲成形滤波器203的任一个或两者的参数选择，以成形传输的波形。例如，选择器235可以基于scma码、码正交性和/或响应于脉冲成形203适配码空间过零点的位置来选择码空间或重新提供码。选择器235可以选择频域脉冲形状，以便在低papr和频谱效率之间提供有利的权衡。
76.图4a是根据本公开的一些方面配置的接收器的框图。循环前缀移除器401可以从接收的基带信号中移除循环前缀。ofdm解调器(例如，dft402)解调离散时间基带信号并生成对应于ofdm子载波的接收码元值，并且可以信道化接收码元值。均衡器403可以均衡接收的码元值。匹配频域脉冲成形滤波器404可以在由dft
‑
s
‑
ofdm解扩器(例如idft405)解扩之前对(均衡的)接收码元值进行操作。可以在noma(例如，scma)解码器406中对所得到的解扩
数据进行解码。在一些方面，图4a中的至少一些块可以理解为具有图2a中描绘的对应互补块。
77.接收器可以驻留在bts或ue中。接收器可以提供多址解复用以将从不同发射器或层接收的数据流分离成多个接收层。该层可以相对于空间解复用、时分复用、码分复用和/或频分复用进行解复用。因此，图4a中的一个或多个块可以包括多个处理元件，每个元件被配置为处理不同的层集。
78.在一些方面，noma解码器406采用mpa。noma解码器406可以采用确定性mpa、随机mpa、加权消息传递、剪枝树结构近似、球形解码mpa(包括列表球形解码mpa)、深度学习神经网络scma检测器(例如，解码器方法，诸如在可变节点和功能节点之间传递消息以检测接收信号可以用深度神经网络中的传播来代替)、连续消除解码、连续消除列表解码和/或多用户解码。
79.在一些方面，可以通过信道编码(例如，turbo码和ldpc码)提高scma系统的性能。可以采用具有迭代多用户接收器的turbo原理。在一些方面，可以采用极化(polar)码。解码器可以采用极化码的连续消除列表解码。例如，极化码可以包括比特交织极化编码调制(bipcm)或多级极化编码(mlpc)。在接收器处，mlpc顺序地解码比特级，在解码较早的级时获得的信息用于在较晚的级上作出决策。在bipcm中，使用单极化解码器对比特进行联合解码。可以基于非二进制消息传递算法检测以级联方式执行解码。
80.图4b是根据本公开的方面配置的接收器的框图。虽然该接收器通常可以在bts中采用，但其可以在其他网络节点中使用，例如ue和中继节点。调度器451通信地耦合到码空间/脉冲形状选择器452，其可以通信地耦合到匹配滤波器404和idft解扩器405中的一个或两者。调度器451还可以通信地耦合到下行链路控制信道(例如，pdcch)处理器434，用于将上行链路授权和相关联的调制和编码信息(mci)传送到ue。码空间和/或脉冲形状信息可以从选择器452传送到处理器434，并添加到上行链路授权。
81.ue调度器451可以响应来自ue的资源请求，并且选择器452可以响应ue的环境(例如csi、链路质量、snr、ber、rss等)、ue操作参数(例如缓冲器状态报告、电池充电、电池功率、功率消耗、功率效率等)、ue类型、通信服务类型和/或ue采用特定脉冲形状的请求的测量。选择器452可以基于带宽效率和功率效率标准对请求服务的ue进行排名，从而可能确定最佳权衡。选择器452可以确定多少个(和哪些)ue来调度功率高效脉冲类型，以及多少个(和哪些)来调度频谱高效脉冲类型。选择器452可以确定基于功率效率的授权的预算，基于功率效率标准(由enb或ue计算)对ue进行排名，并将功率效率脉冲形状分配给排名最高的ue。该信息可由调度器用于在上行链路授权中提供prb。脉冲形状(例如，扩频码滚降)和dft
‑
s
‑
ofdm码空间授权可以与上行链路授权一起传输，例如在mci中。
82.上行链路授权中的参数(例如，prb的数量、交织因子、滚降等)可由匹配滤波器404使用，以适配滤波器权重。idft解扩器405可以采用上行链路授权信息来解扩接收信号和解复用层，上行链路授权信息可以包括码空间信息。每一层可以被授予小于ofdm码元间隔中的dft
‑
s
‑
ofdm码的总集，这可以使多个层被复用到相同的prb中(并从相同的prb中解复用)。dft
‑
s
‑
ofdm码空间分配可以基于bsr、服务类型、ue的地理分布、脉冲形状和/或其他因素。
83.在一些方面，每一层可以具有标识该层的稀疏性模式，因此这些模式可以被调度
为相应的dft
‑
s
‑
ofdm码空间。然后，在该层的对应码空间中传输从每一层的数据生成的noma(例如，scma)码元。由解扩器405执行的码空间解复用至少部分地解复用层。解码器406完成解复用，并确定在每个码空间中传输的数据。
84.在其他方面，为每一层分配唯一的标识码元值，该标识码元值在接收信号组中标识该层的信号，并且该标识码元值可以经由来自调度器451的上行链路授权来提供。当多个层传输相同的数据时(或当不同的传输数据具有重叠的码空间时)，不同的标识码元值提供多路访问。从数据生成的不同的noma(例如，scma)数据码元可以被分配给唯一的dft
‑
s
‑
ofdm码空间并作为唯一的dft
‑
s
‑
ofdm码空间传输。因此，每一层传输其唯一的标识码元，并且数据由其中传输唯一标识码元的码空间来传送。由解扩器405执行的码空间解复用至少部分地确定传输了哪些数据。解码器406完成传输了哪些数据的确定，并进一步确定在哪个层(即，标识码元)传输数据。
85.图5a示出了可选择的频域脉冲形状函数集，并且图5b示出了相应的时域脉冲形状。脉冲形状选择器235和452可以被配置为选择脉冲成形参数(例如，滚降因子β)，以提供具体的papr降低。例如，滤波器203和/或404可以具有用于升余弦、根升余弦、高斯、参数线性脉冲的可调谐滚降因子，或采用不同滚降因子(或类似参数)的其他滤波器形状，例如实现相应离散时间信号的脉冲形状的改变。一些脉冲成形滤波器，例如广义升余弦滤波器、k指数滤波器和产生脉冲线性组合的滤波器，可以提供额外的设计参数，为在给定滚降因子下最小化papr提供额外的自由度。如本文使用的，术语“滚降因子”或“脉冲成形参数”可以包括这样的附加设计参数。
86.示出了对应于滚降因子集β的频域滤波函数，包括常规ofdm矩形(β＝0)501和全滚降(β＝1)502。滤波器203采用的滤波函数通过对应于各个子载波频率的滤波函数的采样值来缩放ofdm子载波(或调制到子载波上的码元)。例如，滤波函数502提供对应于子载波频率f1和f2的采样值500.1和500.2。大部分功率位于奈奎斯特频带(
‑
0.5f
s
至0.5f
s
)内，例如f
‑
n/2
至f
n/2
，对于任何β值，曲线在相同点f
±
n/2
处相交。对于较大的β值，在相应的时域信号中有较少的振铃(如图5b所示)，但需要更多的频谱(例如，ofdm子载波)来实现该结果。应当理解，频域滤波函数可以被配置为对lfdma或ifdma信号进行成形。
87.图11示出了码空间，其可表示相应的时域信号(例如，脉冲波形)，例如图5b中所描绘的。脉冲重叠，但是只有在每个脉冲中心(例如，在图5b中的t＝0)处的采样码元(即，码)对采样时刻的响应有贡献，因为其他脉冲为零。升余弦滤波器满足奈奎斯特码元间干扰(isi)标准，即只有采样码元对信号有贡献。所有其他编码码元在采样点处为零。虽然减少的振铃可以降低扩频信号的papr以提高功率效率(以牺牲一些频谱效率为代价)，但它也可以降低isi，这可以补偿至少一些频谱效率权衡。这是因为，在实践中，接收器并不会精确地在没有isi发生的所需时间点(例如，t＝0)采样，所以总是有一些isi导致信号解释中的错误。
88.在图5a中，不同的滤波函数具有不同的带宽，因此当资源被调度时可以要求不同的子载波分配。例如，在滤波函数501的情况下，可以在上行链路资源授权中调度总共n个子载波，而在滤波函数502的情况下，可以调度多达2n个子载波。图5b中描绘的相应时域信号具有与从主瓣的过零处测量的相同的脉冲宽度。脉冲宽度指示可以在每个ofdm码元间隔中被调制的码元(例如，正交码空间)的数目。因此，滤波函数501提供比滤波函数502更高的频
谱效率。
89.在一些方面，不同的滤波函数可以具有相同的带宽(与图5a所示的滤波函数不同)。在这些方面，ue可以被分配固定数量的频谱或子载波(例如，prb)，并且ue或bts可以选择关于由固定资源集施加的标准(例如关于子载波数目、间距和/或带宽)的脉冲形状。相应的时域脉冲形状(与图5b中描绘的形状相反)具有与从主瓣的过零处测量的不同的脉冲宽度。脉冲宽度指示可采用的正交码空间的可能数目，其中较窄的脉冲通常对应于较大数目的正交码空间。在一些方面，提供了可能的脉冲形状集，其中，每个脉冲形状具有提供整数个时域脉冲以正交地拟合在ofdm码元间隔的脉冲宽度。例如，可以计算滚降因子来提供该属性。在一些方面，对于滤波器203中采用的每个脉冲形状，在dft扩频器202中提供相应的正交(或准正交)码集。类似地，对于匹配频域脉冲成形滤波器404中采用的每个脉冲形状，在idft解扩器405中提供相应的正交(或准正交)码集。
90.在一些方面，可以(由ue和bts中的任一个或两者)计算频谱效率成本和papr降低收益，以便选择资源授权中的脉冲形状和资源量。例如，可以向ue授予用于脉冲成形的附加资源。在一些方面，ue可以计算降低数据速率(以及可能地，增加传输完整消息的有效延迟时间)的权衡，以便选择提供较低papr的脉冲形状。例如，如果ue接收到具有固定数量的资源(例如，子载波)的上行链路授权，则ue可以通过经由脉冲形状选择来选择频谱/功率效率权衡来决定如何使用那些资源。例如，ue可以在每个ofdm码元中提供少于授权中的子载波数目的数据码元数目。ue可以选择dft扩频器202中的码空间以提供预定的码空间正交性。可以对匹配滤波器404和解扩器405进行互补自适应，例如关于脉冲成形和码空间配置和/或选择。
91.ue可以在免授权或基于授权的接入方案中自适应地选择其脉冲形状或始终使用相同的脉冲形状。在一些方面，ue采用对应于ue和/或服务类型的预定脉冲形状(例如，滚降)。例如，iot设备、导航设备和蜂窝手机可以各自采用不同的脉冲形状(或脉冲形状的集)。增强的移动宽带服务、超可靠的低延迟通信服务和海量机器类型通信服务可以各自采用不同的脉冲形状(或脉冲形状的集)。bts(或其他设备)可以基于ue设备类型和服务中的至少一个隐式地知道脉冲形状。在一些方面，bts(或其他设备)基于要传输的数据量(例如，在bsr中报告的)和授予ue的资源量隐式地知道脉冲形状。在一些方面，bts向ue发送脉冲形状选择消息，指示ue使用特定脉冲形状(或脉冲形状集)。在其他方面，ue向bts发送关于ue选择哪个脉冲形状的脉冲形状选择消息。
92.图6a是描绘根据本公开的一些方面的处理器和处理操作的框图。上行链路控制信道处理器，例如pucch处理器601，在接收到要传输的数据时，在上行链路控制信道上传输调度请求(以及可选地，脉冲成形请求)。脉冲成形请求可以包括由无线设备(例如，ue)确定的建议脉冲形状，其可以基于无线网络中可用的频谱资源、无线设备的功率限制、csi和/或其他环境、设备和/或网络条件。可替代地，脉冲成形请求可以包括无线设备信息和/或无线设备对网络的测量，bts可以使用其为ue选择脉冲形状。下行链路控制信道处理器，例如pdcch处理器602接收调度授权，调度授权可以包括上行链路授权和(可选地)脉冲成形授权。上行链路授权被传送到上行链路业务信道处理器，例如pusch处理器603，其合成要在网络中传输的传输信号。脉冲成形授权可以是显式授权，例如滚降因子，或者隐式授权，例如相对于每个bsr和mci要传输的数据量的过剩资源。脉冲形状信息被传送到pusch处理器603，其接
收要传输的数据(例如，来自数据缓冲器)、控制信息以及可能的csi。所传输的信号可以包括脉冲成形信号，并且可以可选地包括脉冲形状消息，以指示正在使用哪个脉冲形状，例如当无线设备选择脉冲形状时。
93.图6b是描绘根据本公开的一些方面的处理器和处理操作的框图。上行链路控制信道处理器，例如pucch处理器611，从ue接收调度请求。可选地，pucch处理器611从ue接收脉冲成形请求。请求由下行链路控制信道处理器处理，例如向ue传输调度授权的pdcch处理器612。pdcch处理器612可以使用prb、bsr、csi、rss、频谱效率标准和/或功率效率标准的可用性来提供上行链路授权和(可选地)脉冲形状授权。pdcch处理器612可以基于ue的bsr中指示的数据量、脉冲形状(由ue请求或由bts选择)以及可能的其他因素，例如csi、调制和编码，将多个prb分配给ue。在一些方面，pdcch处理器612在没有脉冲成形请求的情况下提供脉冲成形授权。在一些方面，ue选择其脉冲形状，并且可经由上行链路控制信道或上行链路业务信道将其选择通知bts。在一些方面，pusch处理器613可以(例如，通过使用盲或半盲信号分析，或者可能基于bsr和相应上行链路授权中的过剩资源量)来推断ue采用了哪个脉冲形状。
94.在一些方面，每个dft
‑
s
‑
ofdm码元中的全部dft
‑
s
‑
ofdm码空间的子集可以由bts提供给不同的设备(例如，层)。这可以经由dft
‑
s
‑
ofdm码空间在dft
‑
s
‑
ofdm码元内提供码分多址。例如，在图11中，包括代码1101
‑
1104的第一码空间可以被分配给第一组层(例如，ue)，并且包括代码1105
‑
1108的至少第二码空间可以被分配给第二组层。第一和至少第二码空间采用相同的prb(例如，相同的lfdma或ifdma子载波)，并且每个都具有dft
‑
s
‑
ofdm在dft
‑
s
‑
ofdm码元中使用的所有prb上扩频的dft
‑
s
‑
ofdm的全部扩频和频率分集优势。如果层采用noma(例如，scma、rsma、pdma、pdma、lds等)，则将全部dft
‑
s
‑
ofdm码空间划分为多个(正交)码空间子集(即，oma码空间子集)可以大大降低接收器处理复杂度。将全部dft
‑
s
‑
ofdm码空间划分成码空间子集可以构成oma划分，其中子集彼此正交，并且可以对每个子集中的层执行noma。在一个方面，bts将具有相似信道条件的层分组到相同的分区中。在另一方面，bts选择具有不同信道条件的层以分组到每个分区中。由于码空间子集跨越dft
‑
s
‑
ofdm码元的所有子载波，这使得每一层都能够利用频率分集来减轻平坦衰落和窄带干扰的影响。在一些方面，层均匀地分布在oma子集之间，并且每个子集具有减少的干扰(即，冲突)层的数量，或者至少减少了冲突的上界，这极大地减少了所需的码书大小c。在scma系统的因子图表示中，既减少了层节点的数量，又减少了资源节点的数量，从而降低了资源节点的度d
f
。通过使用mpa，接收器可以执行map检测，其中每个资源节点的复杂度为。检测需要在每个码空间子集中执行，因此总复杂度近似为在一个子集中执行检测的平均复杂度乘以子集的数目。但是，由于复杂度相对于c和d
f
呈指数增长，通过划分码空间来减少c和d
f
，其净效果是显著降低接收器复杂度。
95.一些方面提供将具体的码空间(例如，dft
‑
s
‑
ofdm码)调度到具体的ue。在下行链路中，这可以提供具有低papr的ofdma信号，这可以对于d2d和prose有用。对于上行链路授权，这可以减少延迟。基本延迟分量是传输时间间隔(tti)，定义为最小数据块长度，其涉及到授权、数据和由于在较高层协议中检测到的错误而重传的每次传输。例如，在5g中，时间被划分为时隙，时隙又进一步细分为小时隙。urllc资源分配可以发生在小时隙边界(可能预先重叠embb通信)，以减少延迟。ue可以采用给定ofdm码元中的可用dft
‑
s
‑
ofdm码的子集
用于上行链路传输，这可以使多个ue共享相同的prb，很少冲突或没有冲突。此外，可以通过将更多频域资源分配给上行链路传输而不是增强窄带资源上的功率来实现urllc的更高系统可靠性。
96.为了缩短延迟，ue可以在不等待授权或资源分配消息的情况下以基于竞争的免授权方式传输上行链路业务。在基于竞争的访问中，两个或多个ue可能试图在共享信道上同时传输，并且可能发生冲突。码时隙aloha可以包括将每个ofdm码元划分为多个dft
‑
s
‑
ofdm码空间，每个dft
‑
s
‑
ofdm码空间包括dft
‑
s
‑
ofdm码的子集，并且使得ue能够竞争这些码空间。
97.图7a是用于bts(例如，gnb702)和无线设备(例如，ue701)的消息序列图。可采用图7a
‑
7d中的图表中未描绘的附加特征。ue缓冲器接收要传输的数据711，该数据提示ue经由上行链路控制信道发送调度请求。在此之前，ue可以获取主同步信号和次同步信号，以及广播信道。ue可以传输随机接入前导，并且bts可以用随机接入响应消息进行响应，该随机接入响应消息可以包括针对某些控制消息的上行链路授权。ue可以采用ul
‑
sch分配来发送rrc请求消息。bts可以向ue请求ue能力报告，然后ue将其传输到bts。gnb可以采用下行链路控制信道来向ue发送下行链路资源块分配的信号。在一些方面，pdsch(以及可能的其他下行链路信道，例如，pdcch)资源调度包括关于信道编码、调制和资源块分配的信息(例如，调制和编码方案(mcs)信息)。在一些方面，该信息可以包括脉冲成形信息，例如脉冲类型和/或滚降因子。
98.在一些方面，中继接收下行链路和/或上行链路传输，并重新格式化重传信号的物理层参数。为了降低papr并提高中继的功率效率，中继可以对重传信号应用脉冲成形。中继可以使用本文描述的任何信道将相应的脉冲成形信息传送到目的节点。
99.可能基于bts从ue接收的信息和/或bts对无线网络的测量，例如网络负载、ue的地理分布、csi、mimo性能、可用prb或rss，bts可以确定ue的上行链路传输参数712。bts分配上行链路mcs，并经由下行链路控制信道向ue传输上行链路授权。该传输可以包括脉冲形状授权和/或码空间授权。ue选择脉冲形状(从资源授权或由ue确定)和授权参数以生成传输信号713，其可以包括业务数据，并在上行链路共享信道(例如，pusch)中传输该信号。
100.图7b是网络节点(例如，gnb702)和ue701之间的消息序列图。可以采用图表中未描绘的附加特征。ue缓冲器接收要传输的数据721，该数据提示ue选择脉冲形状并由此生成传输信号722。传输信号可以是noma信号。传输信号经由上行链路共享信道传输到bts，bts可以执行对接收的noma(例如，scma)层725的联合检测，并且可以通过利用物理harq指示符信道(phich)来执行harq反馈(例如，确认(ack)或否定确认(nack))传输来执行harq处理727。本文公开的方面可用于其中授权prb的emmb解决方案和免授权的实施方式(例如，urllc、mmtc、emtc应用程序等)。
101.图7c是网络节点(例如，gnb702)和ue701之间的消息序列图。可以采用图表中未描绘的附加特征。ue缓冲器接收要传输的数据731，并且ue可以在发送可包含功率效率信息的调度请求之前可选地评估其功率效率标准733。bts可以基于网络资源可用性或占用来制定频谱效率标准732。在接收到调度请求时，bts确定用于为ue提供上行链路授权的参数734。上行链路授权可以包括将由ue使用的脉冲形状。bts经由下行链路控制信道传输上行链路授权，并且ue选择脉冲形状以及其他mci，以生成其上行链路传输信号。一些方面提供自适
应传输带宽(atb)，其中，由于可用传输带宽的快速变化，mac调度器可以自适应prb、mcs、脉冲成形和/或码空间。
102.图7d是网络节点(例如，gnb702)和ue701之间的消息序列图。可以采用图表中未描绘的附加特征。ue缓冲器接收要传输的数据741，并且ue可以可选地评估其功率效率标准743和/或确定无线网络的频谱效率标准，例如通过确定网络资源的可用性或占用745。ue基于功率效率和/或频谱效率标准747选择在上行链路中使用的脉冲形状，并且可能以免授权的方式传输其上行链路信号。bts可以例如经由mpa执行接收到的noma层748的联合检测，随后是harq处理750。
103.本文公开的方面可适用于5g设备到设备中继通信(5g d2drc)，并且可包括放大转发(af)和/或解码转发(df)。例如，可以在上行链路中采用中继站以在ue和gnb之间进行通信。本文公开的方面可适用于其他对等网络。
104.图8是描绘本公开的方面的框图或流程图。每个描绘的元件可以是方法或装置的一部分或步骤。每个元件可以是用于执行其相应步骤的构件，例如，电子电路、被编程以执行该步骤的计算机处理器、包括存储在其中并可由处理器执行以执行该步骤的软件指令的非暂时计算机可读存储器的至少一部分，或者可由处理器执行以执行该步骤的软件程序或源代码段。用于执行步骤的构件可以包括云、雾、虚拟机和/或软件定义的网络。
105.在一个方面，指令可以包括软件接口，例如以提供对程序或源代码段内的资源(例如，函数、变量等)的访问。软件组件之间的接口可以提供常量、数据类型、过程类型、异常规范和/或方法签名。有时公共变量被定义为接口的一部分。软件接口可以提供对计算机资源的访问，例如内存、cpu、存储器等。软件模块可以包括接口和实施方式，其中实施方式可以包含被配置为执行接口中描述的过程和方法的代码，以及包括私有变量、过程和/或其他结构和/或能力。
106.用于编码的构件801可以以几种可能的调制格式中的至少一种提供二进制输入到复数的多级序列的比特到码元映射。用于编码的构件801可以包括noma(例如，scma、rsma、pdma、pdma、lds、模拟喷泉码编码器、扩频器和/或调制器(例如，qam调制器))；并且可以使用用于白化或球化变换的构件来执行数据白化。用于编码的构件可以包括一个或多个码本，以对一个或多个层的数据比特进行编码。
107.编码数据，可能连同每一层或码元的稀疏性信息，可以在用于码空间映射的构件811中被处理，该构件可以将每一层的编码数据映射到dft
‑
s
‑
ofdm码元中的多个稀疏dft
‑
s
‑
ofdm码空间中的一个。在一个方面，每一层被映射到dft
‑
s
‑
ofdm码元中的不同稀疏dft
‑
s
‑
ofdm码空间。每一层可以具有相应的唯一码空间，并且编码数据可以由单个发射器或多个发射器(例如，每一层一个发射器)在其上调制。在另一方面，每个编码数据值被提供有(通过构件811)对应的唯一码空间，并且每一层采用它调制(例如，构件811可以包括用于调制的构件)到其传输的任何码空间上的唯一标识码元。在这方面，数据白化可以帮助减少大量层在同一码空间中同时传输的可能性。在另一方面，构件811将编码数据映射到某个其他正交矩阵中的稀疏码空间，或者在覆盖码集中，然后通过用于dft扩频的构件802扩频编码码元。构件811可以包括数据缓冲器或队列，以按顺序排列码元，插入零，并产生要插入到构件802中的数据块或其他数据结构。数据块中每个码元的位置将该码元映射到dft
‑
s
‑
ofdm码空间中的特定码。在任何方面，构件811可以将码元映射到dft
‑
s
‑
ofdm码空间中的oma分
区内的共享(例如，noma)码空间。
108.用于码空间映射的构件811和/或用于dft扩频的构件802可以从用于扩频配置的构件812接收控制输入，该构件耦合到用于调度构件813的构件。构件813可向构件812发送脉冲成形授权、上行链路授权、码本等，构件812可相应地适配映射811和/或dft扩频802。
109.每个包含m
s
码元的码元块被输入到构件802。可以执行串行到并行转换。m
s
点dft扩频产生dft扩频的输入码元，该输入码元可选地由脉冲成形滤波器构件803成形。在包括用于脉冲成形的构件803的设备中，构件811不是必需的，而是可选的。可以基于来自用于调度的构件813的控制消息来选择脉冲形状。用于码元到子载波映射的构件804将扩频的(可选地，脉冲成形)码元映射到用于ofdm调制的构件805，例如ifft，以产生离散时间信号。可以提供用于附加循环前缀806和/或附加基带处理807的构件。
110.图9a是描绘由ue执行的脉冲形状提供的流程图。ue在上行链路信道上向gnb发送脉冲形状请求消息901，该消息可能连同上行链路授权请求一起发送。ue在下行链路信道上从gnb接收脉冲成形授权902，该消息可能连同上行链路授权一起接收。ue采用在脉冲成形授权中指示的脉冲成形参数，用于对要在上行链路信道903中传输的信号进行脉冲成形。
111.图9b是描绘由gnb执行的脉冲形状提供的流程图。gnb在上行链路信道中从ue接收脉冲形状请求911。gnb响应脉冲形状请求和各种可能的各种ue和/或ran系统信息中的任何一个，用于在下行链路信道中向ue发送脉冲形状授权912。gnb可以使用选择的或配置的脉冲成形滤波器以匹配授权中的脉冲形状。gnb使用选择的或配置的脉冲成形滤波器以处理从ue913接收的上行链路信号。
112.图9c是描绘由ue执行的脉冲形状提供的流程图。ue在上行链路信道上向gnb发送ue状态消息921，该消息可能连同上行链路授权请求一起发送。ue状态消息可以包括要发送的缓冲数据量、功率信息和/或指示ue的操作参数和/或ue环境的特征的其他信息。ue在下行链路信道上从gnb接收脉冲成形授权922，该消息可能连同上行链路授权一起接收。ue采用在脉冲成形授权中指示的脉冲成形参数，用于对要在上行链路信道923中传输的信号进行脉冲成形。
113.图9d是描绘由gnb执行的脉冲形状提供的流程图。gnb从ue接收上行链路信道中的ue状态消息931。gnb响应ue状态和各种可能的各种ue和/或ran系统信息中的任何一个，以确定脉冲形状授权。enb在下行链路信道中向ue发送脉冲形状授权932。gnb可以使用选择的或配置的脉冲成形滤波器以匹配授权中的脉冲形状。gnb使用选择的或配置的脉冲成形滤波器以处理从ue933接收的上行链路信号。
114.图9e是描绘由ue执行的脉冲形状提供的流程图。ue在上行链路信道上向gnb发送上行链路请求消息941。ue在下行链路信道上从gnb接收上行链路授权942。ue可以在上行链路信道中向gnb发送脉冲成形信息943，该信息可能连同ue关于脉冲成形信息中指示的脉冲成形参数进行脉冲成形的信号一起发送。
115.图9f是描绘由gnb执行的脉冲形状提供的流程图，该gnb在上行链路信道中从ue接收上行链路请求951。gnb响应上行链路请求和各种可能的各种ue和/或ran系统信息中的任何一个，用于在下行链路信道中向ue发送上行链路授权952。gnb从ue接收脉冲成形信息，并且可以选择或配置脉冲成形滤波器以匹配ue采用的脉冲形状。gnb使用选择的或配置的脉冲成形滤波器以处理从ue953接收的上行链路信号。
116.图10a示出了在无线网络中通信的无线设备的各种装置、方法和计算机软件方面。扩频器1001被配置为用至少一个扩频码扩频至少一个数据信号以产生扩频数据信号。ofdm调制器1002将扩频数据信号调制到ofdm信号上，以生成离散时间扩频
‑
ofdm信号。扩频器1001可以包括扩频码脉冲成形选择器或通信地耦合到扩频码脉冲成形选择器，例如扩频码滚降因子选择器1001，其可采用无线设备的功率效率标准或无线网络的频谱效率标准中的至少一个的函数来选择提供具有预定papr的离散时间扩频
‑
ofdm信号的扩频码滚降因子。
117.本文所用的标准是可以用来评价、判断、评估或决定某事物的因素、原则或准则。标准可以被描述为基础，其是其他事物被建立或基于的事物。
118.功率效率标准可以包括电池剩余寿命、电池电量，电池放电率，电池容量、电流消耗(提取)、功率使用、放大器的线性度、电池使用寿命、峰值输出功率、放大器效率、功率余量、整个发射器链的功率、整个设备的功率、效率如何随输出功率变化、功率回退、更换无线设备或无线设备的电池的成本、无线设备对线路功率的访问、设备是否正在充电、和/或能量采集器状态(例如，可被采集的环境能量的量、由能量采集换能器或收集器(例如光伏、热电、压电、感应或电磁换能器)采集的能量的量；和/或存储的能量的量，例如在电容器、可充电电池或固态电池中)中的至少一个。功率效率标准可进一步包括链路裕度或链路预算，其可以使用csi计算。
119.频谱效率标准可以包括无线网络中的资源占用或资源可用性。频谱效率标准可以进一步考虑所采用的数据服务的类型，例如，用于建立最小延迟要求、最小数据速率要求、最小qos要求等。
120.如本文所用，占用可以是占用、保留或正在使用的资源的比例。其可以是持有、拥有、拿走、填充或驻留在或在其上的事物的数量，相对于可获得的总数。占用可以是被占用的事实或条件。占用可以是被调度、保留、分配或指派供ue使用的上行链路和/或下行链路资源的比例。占用可以是主动使用的资源的比例。占用可以是通信资源在稍后时间的占用预测，例如可以从数据缓冲器大小、服务请求的数量、重传请求的数量、当前资源使用和/或历史数据计算。
121.如本文所使用的，可用性是未被占用的状态。可用性可以是可以获取、获得或使用的事物的数量、比例或数目；或一定数量的合适的、可访问的、可获得的或准备使用的事物。资源的可用性可以等于资源的总量减去资源的占用。可用性可以是当前未被调度、保留、分配或指派供ue使用的上行链路和/或下行链路资源的数量、比例或数目。可用性可以是当前未使用的资源的数量、比例或数目。可用性可以是通信资源在稍后时间的可用性预测，例如可以从数据缓冲器大小、服务请求的数量、重传请求的数量、当前资源使用和/或历史数据计算。
122.如本文使用的资源可以包括空间子信道、极化信道或波束意义上的频谱资源集(例如prb、ofdm子载波)、码空间、功率域资源和/或物理资源层。资源可以是过载资源，例如，可以在noma中采用。
123.脉冲形状选择1011可以采用算法，当可用prb充足时选择较高的码滚降因子，并且当可用prb稀少时选择较低的码滚降因子。充足和稀缺可以由占用阈值来定义，占用阈值可以作为与数据缓冲器大小有关的方差的函数来计算，并且可以由ue类型、设备的功率效率标准、snr、csi、数据服务类型和/或其他因素来缩放。
124.扩频码可以包括可选择的滚降因子，以提供不同级的papr降低。可以选择这些滚降因子来提高总效率，作为频谱效率加上功率效率的度量。总效率可以包括本地效率度量(例如，每个发射器或发射器集群)和/或全局效率度量(例如，每个bts、每个扇区、每个小区、子网络中或整个网络中)。
125.频谱效率可以根据频谱资源(例如，prb)的可用性进行加权，使得当频谱资源充足时，频谱效率对总效率的贡献小，而当这种资源稀缺时，频谱效率对总效率的贡献高。功率效率可以根据与每个发射器相关的操作条件(例如，发射器的电池寿命、缓冲器或队列中的数据量、csi、qos、mci、接收器处传输信号的snr等)和/或系统(例如，总体网络)性能度量，例如总功率使用、干扰(例如，小区间和小区间干扰)、覆盖区域等来加权。功率效率可以在频谱资源充足时加权较高，而在频谱资源稀缺时加权较低。对于具有低电池功率、更高寿命要求和/或在其中改进的功率效率具有更低带宽效率成本的snr范围内工作的单独设备，功率效率可以被加权得更高。
126.在一个方面，可以使用以下计算来实施基于总效率的扩频码滚降因子β的选择：
127.β＝σ(x1)
·
γ(x2)
128.其中，门控函数σ(x1)＝0表示x1的小值，1表示x1的大值，并且0<σ(x1)<1表示x1在小值和大值之间；门控函数γ(x2)＝1表示x2的小值，γ(x2)＝0表示x2的大值，并且0<γ(x2)<1表示x2在小值和大值之间；x1是一些测量的频谱参数(例如，未调度prb的数目)；x2是一些测量的功率参数(例如，ue电池寿命)。当滚降β接近0时，实现了更高的频谱效率。当滚降β接近1时，实现了更高的功率效率。
129.在一个示例中，ue确定其剩余电池寿命并监听下行链路控制信道中的调度信息以确定未调度prb的数量，然后使用上述计算选择β值。然后，ue可以使用β值来扩频其数据并传输扩频的数据信号(可能在免授权接入方案中)，或者其可以将β值与对上行链路资源的请求一起发送。bts可以通过向ue授予β值或替代的β值来响应β值。ue可以确定其他功率参数(例如，度量)。例如，ue可以测量来自bts的下行链路信道，并从中推断其在bts的传输的接收snr，其可用于计算x2。ue可以通过监听来自其他ue的上行链路传输和/或网络中的调度消息来确定频谱使用，并使用该信息来计算x1。
130.在一个示例中，ue向bts传输至少一些功率信息和/或频谱信息，bts可以从中选择β值，并将该β值与上行链路授权一起传输给ue。在一些方面，ue可以彼此协商和/或与一个或多个bts协商以选择它们的β值和/或频谱资源。
131.在一个方面，基于总效率的扩频码滚降因子β可以计算为：
132.β＝σ(网络参数(s))
·
γ(ue参数(s))
133.其中，网络参数包括表征扇区、小区、子网或整个网络中频谱使用的至少一个频谱参数，并且ue参数包括在多个ue之间聚合或平均的至少一个功率参数。在一个示例中，bts可以测量跨多个ue平均或聚合的频谱和功率参数，从中确定β值，并将β值与上行链路资源授权一起调度到ue。可以向所有ue调度相同的β值。在一个方面，上述计算可以用于计算ue的不同组的β值，其中，ue相对于频谱参数、功率参数或其组合进行分组。
134.随着β值的增加，信号占用更多的带宽，并且可能需要更少的功率用于传输，从而产生更好的功率效率。由于离散时间信号的旁瓣幅度减小，papr减小，这经由提高功率放大器效率进一步提高了功率效率。旁瓣的减小可以降低接收信号的误码率，这通常会提高频
谱效率。此外，由于信号在频域中扩频，增加信号的带宽占用可以提高传输性能(例如，增加的频率分集可以减轻多径衰落)，这可以实现功率效率和频谱效率中的一个或两者的增益。由于频谱和功率效率度量因信道效应而降低，因此β的计算可以包括csi的函数。
135.香农公式为：
136.c＝b log2(1+s
p
/n
p
)比特/秒
137.其中c为容量(比特/秒)，b为带宽(hz)，s
p
/n
p
为信噪比(snr)；以及信道噪声功率为n
p
＝n0b，其中，n0为信道awgn的功率谱密度。信号和噪声功率级预期在信道的接收端进行测量。因此，功率级是传输功率和信号在传输信道上的衰减的函数。信道容量的定义指示信道带宽b可以换取snr(例如，信号功率s
p
)，反之亦然。取决于b或s
p
是否更易消耗性，方面可以增加一个并减少另一个，同时保持相同的信道容量。
138.由于增加带宽b
→
(1+β)b而降低的信号功率s
p
→
(1
‑
α)s
p
可以表示为：
[0139][0140]
其说明了α如何取决于信号功率s
p
。在高snr时，通过增加带宽b而实现的信号功率s
p
的减少大于在低snr时。然而，如果由于深度衰落而使snr低，则增加带宽b可使信号功率s
p
显著降低。
[0141]
在采用mimo的一些方面，prb可以包括层信息。prb的可用性可以包括层(例如，子空间)可用性。层可用性可以通过相应子空间信道的特征值来缩放。作为示例，考虑在bts处具有k个单天线ue和m个天线的大规模mimo系统的一个小区中的上行链路，接收的m维信号是：
[0142][0143]
其中x
i
是来自用户i的单位功率信息信号，是该用户的衰落信道，并且是单位功率加性高斯噪声。在实践中，bts具有不完善的信道估计，它使用该信道估计来为用户k选择接收组合向量将接收信号y与v
k
相乘以提供x
k
的估计：
[0144][0145]
其中，第一项是所需信号，第二项是干扰，第三项是噪声。虽然在文献中通常使用这些信号、干扰和噪声项的功率来构造snr，但当csi不完全已知时，这可能会导致显著的误差。相反，采用有效的snr可以更有用。
[0146]
在大规模mimo中，确定遍历容量的下限是很有用的。在一个示例中，当信道是高斯分布时，可以提供上行链路容量的下界，并且值是具有相应协方差矩阵e1,
…
,e
k
的mmse估计。用户k的下界遍历容量可以计算为：
[0147][0148]
日志操作的数量包括有效snr。
[0149]
可替代地，可以计算以下下限：
[0150][0151]
其可以用于任何信道衰落分布。当有明显通道硬化时接近由于中的所有项都是确定性的，接收者可以使用其可用的信息来计算它。分子和分母中的期望值有时可以用封闭形式计算；例如，当使用最大比率和迫零结合i.i.d。瑞利衰落信道或最大比率结合相关瑞利衰落。
[0152]
m
‑
qam调制的带宽效率可以定义为最大平均信息速率与归一化带宽的比率。每个m
‑
qam级在特定的snr范围内达到其最高功率效率。在一些方面，功率效率考虑了m
‑
qam系列对papr的影响和扩频滚降因子。因此，自适应传输可以通过作为snr的函数自适应调制级和扩频滚降来提高基于snr区域的资源效率。
[0153]
在一些方面，可以计算β值来提高效用与成本的关系。例如，效用可能包括所服务的设备数量的函数，并且可能包括总数据速率(或每个用户的平均或平均数据速率)。效用可能与被服务的ue的数量成线性比例，并且与每个ue的平均数据速率成对数比例，因为服务更多的ue可能比最大化总数据速率更重要。效用可能与货币价值相关，例如每个ue的收入或每个数据服务的收入。改善效用与成本的关系可能包括选择特定的ue来服务，其中每个ue可以具有对应于其效用值的第一权重和对应于其成本值的第二权重，并且选择是多元问题，其中以可能或优化效用相对于成本的方式服务ue。成本可能包括功率消耗成本。成本可能包括功率效率的度量，其可以是每比特率的功率或每用户的功率的度量。成本可能包括当ue的电池电量变低时服务或更换ue的成本的函数。因此，与每个ue相关联的成本可以包括权重，该权重是一个或多个参数的函数，例如ue类型、电池剩余寿命、csi、snr、qos、排队或缓冲的数据量、数据服务类型等。
[0154]
可选的dft
‑
s
‑
ofdm码空间映射器1012可以向扩频器1001提供码空间信息，以选择调制数据的dft
‑
s
‑
ofdm码中的特定码。将dft
‑
s
‑
ofdm码元的全部dft
‑
s
‑
ofdm码空间可能被划分为多个正交码空间子集，从而在不同层之间的dft
‑
s
‑
ofdm码空间中提供正交码分复用或正交码分多址。在一些方面，在每个正交(oma)码空间子集内提供noma。子集中的每一层可以采用其自己的稀疏码空间，并且多个层的码空间可能重叠，例如允许码空间子集中的过载，这影响到noma。例如，调度器1007可以将对应于无线设备的层分配给oma码空间子集，并且该子集的指示符可以被发送到映射器1012，映射器1012可以从子集内的scma映射器
1005提供稀疏码空间，以产生发送到扩频器1001的码空间。在一些方面，无线设备可能将多个层复用到相同的码空间子集(可能过载子集的码空间以实施noma)或跨多个子集。
[0155]
图10b描绘了可能的接收器配置和接收方法。接收到的ofdm信号被解调1051和解扩1052。如果向传输的ofdm信号提供脉冲成形，则在解扩1052之前，将具有选定滚降的对应匹配滤波器应用于解调信号。如果dft
‑
s
‑
ofdm码元的dft
‑
s
‑
ofdm码空间被划分为多个正交码空间子集，则码空间解复用器1062可以从调度器1067接收每一层的子集信息，然后配置解扩器1052以解扩这些子集。每个解扩子集是oma分区，其资源(例如，功率域或码域)可能过载。如果在每个分区内采用noma，则可以提供noma接收器1055以在每个oma分区内执行noma接收。
[0156]
图11表示了离散时间信号中m＝16的码空间1101
‑
1116和频域中的rect函数脉冲形状。每个码空间1101
‑
1116由idft805的离散时间信号输出的实部来描绘。例如，码空间1101在时域中具有对应的sinc波形，dft扩频器802可以将第一数据码元b1有效地调制到该sinc波形上。在实践中，码元b1的实部(或同相“i”)部分可以被有效(或实际)调制到离散时间信号的实部部分上，并且码元b1的虚部(或正交相“q”)部分可以被有效(或实际)调制到离散时间信号的虚部或q部分上。
[0157]
在图11中，码空间1102可以是对应于码空间1101的sinc波形的循环移位版本，第二数据码元b2可以由dft扩频器802有效地调制到该码空间1101上。在图11中，可以将多达16个数据码元或层调制到16个正交码空间1101
‑
1116上，每个可能与关于循环移位索引0、1、
…
、15的内核离散时间波形相关。
[0158]
在一些方面，脉冲带宽(例如，子载波的数目)是固定的，并且不同的脉冲形状配置提供不同的脉冲宽度。因此，脉冲成形可以减少ofdm码元间隔中的码空间的数目。扩频配置811可以与调度模块813和滤波器803中的至少一个接口，以基于给定脉冲形状确定ofdm码元间隔中的码空间的数目，然后在扩频器802中适配扩频码以提供预定的正交或准正交码空间集。
[0159]
在一些方面，滤波器803选择和/或计算要应用于从扩频
‑
dft802输出的m个码元值中的至少一些的滤波器权重。在一些方面，计算滤波器权重以合成时域中的预定脉冲形状。因此，滤波器803可以采用对应于所需时域脉冲形状的dft的滤波器权重。这种离散时间脉冲形状可以包括升余弦、修正升余弦、根升余弦、修正根升余弦、高斯、曼彻斯特、正弦、sinc功率、改进的sinc功率、二进制偏移载波脉冲形状、广义升余弦、k指数、参数线性脉冲、脉冲的线性组合(例如，奈奎斯特脉冲)，以及其他。上述脉冲形状可以由滤波器803在频域中实施。滤波器权重向量可以表示为复数值的向量：
[0160][0161]
其调制ofdm音调。在一些方面，第一和/或最后一个元素可以为零，从而提供m
‑
1或m
‑
2个子载波。在一个方面，子载波映射804提供预定的频谱掩码，然后在803中选择权重以提供至少给定的papr降低。这可以包括在802中适配码空间。
[0162]
在一些方面，权重向量与相应离散时间信号的papr之间的关系可以用权重向量的非周期自相关函数来表示。非周期相关的旁瓣确定相应离散时间信号的papr，因此可用于计算提供降低的papr的权重。
[0163]
在一个方面，sinc功率脉冲的频域滤波器权重表示为：
[0164][0165]
其中f是频率，t是ofdm码元持续时间，a是调整幅度的设计参数，m’是sinc函数的度。
[0166]
在另一方面，修改升余弦脉冲的频域滤波器权重表示为：
[0167][0168][0169][0170]
其中β为滚降因子，其可以提供滤波器带宽b＝(1+β)/2t。其它参数(未示出)可并入升余弦滤波器。在一些方面，乘法因子可用于缩放升余弦函数的周期。
[0171]
本文公开的方面可以适用于各种类型的啁啾扩频调制中的任何一种，以实现多“载波”，包括远距离(lora)、低功率广域网(lpwan)和lorawan。这些方面可以采用任何loramac选项，例如a类(双向终端设备)、b类(具有调度接收时隙的双向终端设备)和c类(具有最大接收时隙的双向终端设备)。
[0172]
图12是描绘接收器配置的功能方面的框图。基带处理1301可以对接收的无线电信号执行频率下转换、adc、滤波、同步和/或其他数字处理。可选的循环前缀移除器1302移除循环前缀、后缀、保护间隔和/或加权重叠和相加(wola)码元扩频。ofdm解调器(例如dft)1303将基带数字信号转换成频域码元集，其表示ofdm子载波的复幅度。可选的解复用器1304通过子载波分配将码元分到不同层。可以提供均衡器和/或空间解复用器1305。空间解复用可以将空间复用到相同子载波集上的层分离。均衡器可以对每一层执行频域均衡，并且可以跟随空间解复用。可以采用一个或多个脉冲成形滤波器1306来有效地执行脉冲成形滤波器803的互补或逆操作。对码元执行dft
‑
s
‑
ofdm解扩(例如，m
‑
point idft)1307，并且可以解复用在不同dft
‑
s
‑
ofdm码空间上传输的层(或数据码元)。在dft
‑
s
‑
ofdm解扩之后，解扩1307可以包括(如果需要)覆盖码解扩或正交矩阵解扩。对解扩码元执行noma(例如，scma或rsma)解码1308或解调。解码1308(例如，mpa解码)确定在每个码空间中传输的数据(或层标识)。
[0173]
扩频配置1311可以通过输入用于接收信号(例如可以从调度器1316接收)的码空间参数(例如，基于上行链路授权和/或脉冲形状信息)来控制解扩1307。扩频配置1311可以基于接收信号的脉冲形状来确定ofdm码元间隔中的码空间的数量，然后适配解扩1307的码空间。扩频配置1311可以配置idft1307以执行解复用和/或多址信道化。可以将来自调度器1316的脉冲成形参数传送到滤波器1306。
[0174]
图13是无线设备中的信号合成器的框图，该无线设备包括比特码元映射器(例如，noma编码器或qam调制器)1401，该映射器将数据码元输出到波形调制器1402。码元映射器1401(和其他编码器201、801、1005)可以提供数据白化，例如经由白化或球化变换。调制器1402从循环波形合成器1403接收至少一个循环波形，并对其上的数据码元进行调制以生成调制的离散时间信号。可选地，循环前缀可附加到离散时间信号1406，并且可执行附加基带处理1407。
[0175]
合成器1403可以实时生成循环波形或检索存储在存储器中的循环波形。合成器1403可以通信地耦合到调度器1431、脉冲成形器1432和码空间映射器1433。脉冲成形器1432和码空间映射器1433是可选部件。调度器1431可以是电子电路、软件程序、子例程、系统部件或向合成器1403提供波形参数的设备，例如来自上行链路授权，或者由配置为免授权接入的无线设备进行的参数选择。
[0176]
dft扩频可用以下正交矩阵表示：
[0177][0178]
其可以通过采用快速变换来实施，该快速变换有效地将码元向量x与dft扩频矩阵s相乘以产生扩频码元向量y＝sx。y的值(然后可以对其进行脉冲成形以进一步降低papr)可以映射到过采样ifft的输入频率区间以产生离散时间dft
‑
s
‑
ofdm信号。
[0179]
矩阵s的每一列(或行)都是正交扩频码。第n个码空间包括至少一个扩频码向量，例如：
[0180][0181]
元素其中m,n＝0,
…
,(n
‑
1)是s的行、列索引，指示相邻代码之间的差异因子频域中的这种相移通过idft变换为离散时间信号中的时移。对于dft，该属性为：
[0182][0183][0184]
其中，y[k]可以是扩频码元向量y(或脉冲成形扩频码元向量y)的值，并且y[m]是idft输出的离散时间值。因此，y[m]中d个样本的延迟是由每个频域值y[k]乘以e
‑
i2πkd/n
而产生的。然而，由于idft在时间上的有限性，离散时间信号y[m]的偏移是圆形的。因此，y[m]延迟d个样本还包括将y[m]末端的最后d个样本包裹到延迟信号的前面，以产生循环移位信号。可以执行离散时间波形(例如，内核波形)的这种循环移位，以产生具有所需码空间的离散时间dft
‑
s_ofdm信号。
[0185]
图15a示出了对应于第n个扩频码s
n
的dft
‑
s
‑
ofdm信号的离散时间波形的实部。在该示例中，频域脉冲形状是rect函数，因此所描绘的离散时间波形是sinc函数。然而，也可以使用其他脉冲形状。正交扩频码s
n
对应于以等于脉冲宽度(例如，在sinc函数的一对过零点之间测量的主瓣的宽度)的间隔定位的离散时间波形。在这种情况下，离散时间波形包括d个样本，脉冲宽度包括d个样本。
[0186]
图15b示出了图15a中的离散时间波形的循环移位版本。波形(包括d
‑
d样本)的第一部分1501被右移d个样本，并且包括d个样本的第二部分1502被附加到第一波形1501的左侧。图15b中的波形可以对应于与扩频码s
n
正交并且相邻的扩频码(例如，扩频码s
n+1
)。如果
该dft
‑
s
‑
ofdm信号包括n个子载波，则可以有多达n个正交码。
[0187]
如果采用替代脉冲形状，则子载波数目和/或离散时间波形的脉冲宽度可能增加，导致正交码少于子载波数目。在一些方面，可以采用非正交(例如，准正交)码。在一些方面，可以通过以下方式来计算脉冲形状的扩频码：1)确定相应离散时间波形的脉冲宽度；2)基于脉冲宽度，确定离散时间波形中的至少一个时间偏移，以产生正交或准正交扩频码集；以及3)采用时域到频域变换的变换性质来转换至少一个时间偏移以计算扩频码集。
[0188]
在一些方面，离散时间波形(例如，内核)被合成1403以具有预定脉冲形状并且包括预定的ofdm prb集，例如来自资源授权或使用免授权接入方案选择。子载波的至少一部分可以与另一设备使用的prb重叠。接下来，可以使用上面描述的用于计算正交或准正交扩频码的方法来确定码空间和循环移位。内核可以由码空间映射器1433根据由无线设备选择或调度到无线设备的码空间循环移位。数据码元或层标识码元可以调制1402到合成波形上。
[0189]
在图14中，内核波形生成器1421合成包括预定脉冲形状和预定的ofdm子载波集的离散时间内核。离散时间波形可以包括ofdm子载波的叠加(例如，和或聚合)的同相(i)和正交(q)分量。内核可以包括预定的码空间。内核波形生成器1421可以接收上行链路授权、脉冲形状、码空间、5g nr数值、子载波间隔、波形类型、每子载波带宽、子载波数目和任何其他参数中的至少一个作为输入，生成器1421将其转换为离散时间波形的物理信号特征。在一些方面，内核波形可以存储在计算机可读存储介质1430中。
[0190]
在一些方面，生成器1421采用一个或多个快速变换和/或一个或多个矩阵向量乘法来合成内核。生成器1421可以采用稀疏变换和/或稀疏乘法(例如，稀疏矩阵向量乘法、矩阵稀疏向量乘法、矩阵稀疏矩阵乘法以及其置换和变化)。循环移位器1422可以通过循环移位内核来生成对应于其他码空间的波形。循环移位器1422可以从生成器1421接收内核，或者其可以从存储介质1430检索内核。
[0191]
循环移位器1422可以生成具有对应于不同层或数据码元的码空间的循环移位波形。例如，循环移位器1422或调制器1402可以从编码器1401确定哪些码空间要用数据码元调制。在一个方面，调制器1402从存储介质1430选择要调制的具体波形，或者调制器1402可以直接从循环移位器1422接收波形。调制器1402将每个数据码元调制到其选择的波形上。调制波形可以存储在存储介质1430中。调制器1402可以对多个调制波形求和以产生调制离散时间信号。
[0192]
在增强型nr中，码分双工操作可以通过灵活码元配置来实现。具体地，码元中的码空间可以被配置为“dl”、“ul”或“灵活”。dl传输可以发生在“dl”或“灵活”码空间中，并且ul传输可以发生在“ul”或“灵活”码空间中。小区特定和ue特定的rrc配置可以确定ul/dl分配。可以根据dl控制信息(例如，dci)的1/2层信令动态地确定具体码空间是否用于dl或ul传输。
[0193]
本文描述的信息和信号可以使用各种不同技术和技术中的任何一种来表示。例如，可以通过电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子、或其任何组合来表示在整个上述描述中可能引用的数据、指令、命令、信息、信号、比特、码元和芯片。
[0194]
结合本文公开描述的各种说明性块和模块可以用通用处理器、dsp、asic、fpga或
其他pld、离散门或晶体管逻辑、离散硬件部件或其任何组合来实施或执行，这些通用处理器、dsp、asic、fpga或其他pld、离散门或晶体管逻辑、离散硬件部件或其任何组合被设计成执行本文描述的功能。通用处理器可以是微处理器，但在替代方案中，该处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以被实施为计算设备的组合(例如，dsp和微处理器的组合、多个微处理器、与dsp核结合的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置)。
[0195]
本文描述的功能可以用硬件、由处理器执行的软件、固件或其任何组合来实施。如果在由处理器执行的软件中实施，则所述功能可以作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或作为一个或多个指令或代码在计算机可读介质上传输。其他示例和实施方式在本公开和所附权利要求的范围内。例如，由于软件的性质，可以使用由处理器、硬件、固件、硬接线或这些的任何组合执行的软件来实施上述功能。实现功能的特征也可以物理地位于不同的位置，包括分布成使得部分功能在不同的物理位置实施。
[0196]
计算机可读介质包括非暂时性计算机存储介质和通信介质，其包括有助于将计算机程序从一个地方转移到另一个地方的任何介质。非暂时性存储介质可以是可由通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为示例，而非限制，非暂时性计算机可读介质可以包括随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、闪存、光盘(cd)rom或其他光盘存储器、磁盘存储器或其他磁存储设备，或任何其他非暂时性介质，其可用于以指令或数据结构的形式承载或存储所需的程序代码构件，并且可由通用或专用计算机、或通用或专用处理器访问。此外，任何连接都被恰当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(dsl)或无线技术(例如红外、无线电和微波)从网站、服务器或其他远程源传输软件，则同轴电缆、光纤电缆、双绞线、dsl或无线技术(例如红外、无线电和微波)包括在介质的定义中。如本文使用的磁盘和盘包括cd、激光盘、光盘、数字多功能盘(dvd)、软盘和蓝光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘利用激光以光学方式再现数据。以上的组合也包括在计算机可读介质的范围内。
[0197]
如本文使用的，包括在权利要求中，在项目列表中使用的“或”(例如，以诸如“至少一个”或“一个或多个”的短语开头的项目列表)指示包含列表，使得例如，a、b或c中至少一个的列表意味着a或b或c或ab或ac或bc或abc(即，a和b和c)。此外，如本文使用的，短语“基于”不应被解释为对封闭的条件集的引用。例如，被描述为“基于条件a”的示例性步骤可以基于条件a和条件b两者，而不脱离本公开的范围。换言之，如本文使用的，短语“基于”应与短语“至少部分基于”相同的方式解释。
[0198]
提供本文的描述是为了使本领域技术人员能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的，并且在不脱离本公开的范围的情况下，本文定义的一般原理可应用于其他变化。因此，本公开不限于本文所描述的示例和设计，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特征一致的最广泛的范围。