[发明专利]具有低峰值平均功率比多载波波形的MC-CDMA

说明书

提供了方法、设备和系统用于无线通信系统中扩频和发射数据，使得被发送的所得到的波形具有低峰值平均功率比并减轻了不同设备之间的信号冲突。用于扩频和发射数据的方法包括利用具有相等间隔非零子载波元素的稀疏的扩频序列对数据进行扩频，以生成在对应于扩频序列的相等间隔的非零子载波元素的子载波上的多载波扩频数据；发射多载波扩频数据。可以将不同的扩频序列分配给不同的用户设备。不同的扩频序列在频域上的稀疏等级、频域上的稀疏模式和/或时域上的脉冲偏移方面可能不同。多个多载波扩频数据流可以由网络节点接收并且使用连续干扰消除(SIC)技术进行解码。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年5月25日提交的、申请号为15/164388、发明名称为“具有低峰值平均功率比多载波波形的MC-CDMA”的美国专利申请的优先权，该美国专利申请要求于2015年5月29日提交的、申请号为62/168437、发明名称为“局部冲突多路访问的系统和方法”的美国临时专利申请的优先权，以及于2015年12月2日提交的、申请号为62/262142、发明名称为“具有低峰值平均功率比多载波波形的MC-CDMA”的美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开一般涉及用于正交频分复用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，OFDM)的多载波码分多址(Multi-Carrier Code Division MultipleAccess，MC-CDMA)技术，并且在具体实施例中，涉及使用具有单载波峰值平均功率比(Peak-to-Average Power Ratio，PAPR)的MC-CDMA的用于OFDM的方法和系统。

背景技术

PAPR是无线通信波形设计中的重要考虑因素。在基于长期演进(Long TermEvolution，LTE)的无线通信中，采用离散傅里叶变换扩频OFDM(Discrete FourierTransform Spread OFDM，DFT-S-OFDM)作为上行多址方案，主要是因为其具有比常规OFDM更低的PAPR。PAPR可能在支持大规模连接的未来网络中更为重要，例如，机器类型通信(Machine-Type Communication，MTC)、机器对机器(Machine-to-Machine，M2M)以及物联网(Internet of Things，IoT)，其中，设备可能有更多的功率限制，并且可能需要较长的电池寿命。

DFT-S-OFDM也称为单载波频分多址(Single Carrier Frequency DivisionMultiple Access，SC-FDMA)，因为每个DFT-扩频子带信号使用圆形卷积的单载波波形。换句话说，众所周知，单载波信号具有比常规OFDM信号更低的PAPR，特别是对于低阶调制。

通过将常规QAM调制与子载波索引调制相结合，进一步利用了单载波传输具有较低的PAPR的属性。这种混合调制的关键要素是：1)只有一个子载波承载QAM调制，2)剩余的信息由该激活子载波(active subcarrier)的子载波索引来承载。

该QAM/子载波索引混合调制的主要动机是具有单载波波形，以实现低PAPR。为了增加吞吐量，可以使用子载波索引调制。例如，给定4个子载波，通过使用子载波索引调制可以承载的附加信息比特的数量为2。然而，这个方案有几个缺点：

·有限的吞吐量：这是因为从频谱效率的角度来看，子载波索引调制效率很低，特别是当子载波数量较多时，这就是为什么子载波的数量通常被限制为4的原因；

·SNR高时频谱效率下降：这是因为尽管为了承载更多信息，可以在激活子载波上增加QAM阶数，但是子载波索引调制并不能利用这种高SNR，因为其只能增加一个激活子载波上的调制阶数。

因此，需要具有高效率且可以支持高吞吐量的单载波PAPR的多址技术。

发明内容