Methods of low PAPR waveform generation and indication

Abstract

In modern communication systems, the Peak-to-Average Power Ratio (PAPR) is a critical parameter that significantly impacts the efficiency and performance of signal transmission. High PAPR signals can lead to increased power consumption, reduced battery life in mobile devices, and the need for more expensive and complex power amplifiers, which must operate in a highly linear region to avoid distortion. This exacerbates power inefficiency and increases operational costs. To address these challenges, generating low PAPR waveforms has become a crucial objective. Low PAPR signals help reduce the power amplifier's linearity requirements, thereby enhancing power efficiency and extending the battery life of mobile devices. Additionally, they minimize signal distortion and improve overall system performance, making communication more reliable and cost-effective. Our proposed solution involves selecting a scrambling mask that results in the lowest PAPR waveform from a set of N masks. This scrambling can be applied to different parts of the signal, such as payload bits, CRC bits, encoded bits, or modulated symbols. By optimizing the waveform characteristics through this method, we can achieve significant improvements in power efficiency and signal quality. Furthermore, we have developed various methods for indicating the scrambling mask ID used in the low PAPR waveform generation. These methods include adding additional bits to the payload, blind de-scrambling by the user equipment (UE), using mapping rules of PSS / SSS sequences, adding additional reference signals, or indicating through DCI / UCI. These indication methods ensure flexibility and compatibility across different communication scenarios, making our solution adaptable and effective in diverse environments.

Description

METHODS OF LOW PAPR WAVEFORM GENERATION AND INDICATIONFIELD

[0001] The invention discussed below relates generally to the field of wireless communication systems, including but not limited to mobile networks, satellite communications, and Internet of Things (IoT) devices and etc., where optimizing signal transmission efficiency and performance is crucial.BACKGROUND

[0002] In modern communication systems, the Peak-to-Average Power Ratio (PAPR) is a critical parameter that significantly impacts the efficiency and performance of signal transmission. High PAPR signals can lead to several issues, including increased power consumption, reduced battery life in mobile devices, and the need for more expensive and complex power amplifiers. These amplifiers must operate in a highly linear region to avoid distortion, which further exacerbates power inefficiency and increases operational costs.

[0003] To address these challenges, generating low PAPR waveforms has become a crucial objective. Low PAPR signals help in reducing the power amplifier's linearity requirements, thereby enhancing power efficiency and extending the battery life of mobile devices. Additionally, they minimize signal distortion and improve overall system performance, making communication more reliable and cost-effective.

[0004] Our proposed solution involves selecting a scrambling mask that results in the lowest PAPR waveform from a set of N masks. This scrambling can be applied to different parts of the signal, such as payload bits, CRC bits, encoded bits, or modulated symbols. By optimizing the waveform characteristics through this method, we can achieve significant improvements in power efficiency and signal quality.

[0005] Furthermore, we have developed various methods for indicating the scrambling mask ID used in the low PAPR waveform generation. These methods include adding additional bits to the payload, blind de-scrambling by the user equipment (UE) , using mapping rules of PSS / SSS sequences, adding additional reference signals, or indicating through DCI / UCI. These indication methods ensure flexibility and compatibility across different communication scenarios, making our solution adaptable and effective in diverse environments.SUMMARY

[0006] The following presents a simplified summary of one or more aspects in order to provide a basic understanding of such aspects. This summary is not an extensive overview of all contemplated aspects, and is intended to neither identify key or critical elements of all aspects nor delineate the scope of any or all aspects. Its sole purpose is to present some concepts of one or more aspects in a simplified form as a preclude to the more detailed description that is presented later.

[0007] In one aspect, the method of generating low Peak-to-Average Power Ratio (PAPR) waveforms by selecting a scrambling mask that yields the lowest PAPR from a set of N masks. The scrambling can be applied to various parts of the signal, including payload bits, CRC bits, encoded bits, or modulated symbols. This method aims to enhance the performance and efficiency of communication systems by optimizing the waveform characteristics.

[0008] In another aspect, the method of indicating the scrambling mask ID used in the low PAPR waveform generation. These methods include adding additional bits to the payload to indicate the mask ID, blind de-scrambling by the user equipment (UE) , using mapping rules of PSS / SSS sequences, adding additional reference signals, or indicating through DCI / UCI. These indication methods are versatile and can be applied to any of the scrambling options used in the low PAPR waveform generation method, ensuring adaptability and compatibility across different communication scenarios.

[0009] To the accomplishment of the foregoing and related ends, the one or more aspects comprise the features hereinafter fully described and particularly pointed out in the claims. The following description and the annexed figures set forth in detail certain illustrative features of the one or more aspects. These features are indicative, however, of but a few of the various ways in which the principles of various aspects may be employed, and this description is intended to include all such aspects and their equivalents.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0010] FIG. 1 illustrates an exemplary diagram of general signal generation procedure.

[0011] FIG. 2 illustrates an exemplary diagram of low PAPR waveform generation method Option 1 and Scrambling mask ID indication method Option A.

[0012] FIG. 3 illustrates an exemplary diagram of low PAPR waveform generation method Option 2 and Scrambling mask ID indication method Option B.

[0013] FIG. 4 illustrates an exemplary diagram of low PAPR waveform generation method Option 3 and Scrambling mask ID indication method Option C (i) .

[0014] FIG. 5 illustrates an exemplary diagram of PSS / SSS uneven power boosting of Scrambling mask ID indication method Option C (iii) .

[0015] FIG. 6 illustrates an exemplary diagram of low PAPR waveform generation method Option 4 and Scrambling mask ID indication method Option D.

[0016] FIG. 7 illustrates an exemplary diagram of RS’s location at 2nd PSS / SSS of NTN design for TN case of Scrambling mask ID indication method Option D.DETAILED DESCRIPTION

[0017] The detailed description set forth below in connection with the appended drawings is intended as a description of various configurations and is not intended to represent the only configurations in which the concepts described herein may be practiced. The detailed description includes specific details for the purpose of providing a thorough understanding of various concepts. However, it will be apparent to those skilled in the art that these concepts may be practiced without these specific details. In some instances, well known structures and components are shown in block diagram form in order to avoid obscuring such concepts.

[0018] Several aspects of telecommunication systems will now be presented with reference to various apparatus and methods. These apparatus and methods will be described in the following detailed description and illustrated in the accompanying drawings by various blocks, components, circuits, processes, algorithms, etc. (collectively referred to as “elements” ) . These elements may be implemented using electronic hardware, computer software, or any combination thereof. Whether such elements are implemented as hardware or software depends upon the particular application and design constraints imposed on the overall system.

[0019] Before the detail description of the proposals of the disclosure, a general procedure of signal generation is descripted as Figure 1. The potentially existed procedure of scrambling A and B may relate to scrambling masks generated based on Cell ID, Beam ID, SFN, etc., which do not have the purpose of PAPR reduction. The general procedure is applicable for all the proposals and alternatives in the following disclosure.

[0020] In one aspect of the disclosure, the low PAPR waveform generation method is proposed.

[0021] The final transmitted TD signal / waveform, which is the waveform generated by a specific scrambling (or phase shifting) Mask out of all the candidate Masks, is determined to be the one with the lowest TD signal / waveform PAPR, i.e., the scrambling (or phase shifting) Mask ID is chosen based on its ability to produce the TD signal / waveform with the lowest PAPR.

[0022] The TD signal / waveform PAPR is obtained following the all or part of the procedures in the figure 1. The PAPR calculation is after the potential FD RE mapping procedure for other signals / channels (e.g., SSS, DMRS, etc. ) that is multiplexed with the PBCH / PDSCH / PUSCH / etc.

[0023] More specifically, we propose to consider the following proposals: 1. Low PAPR waveform generation method: a) Option 1: scrambling on (part of) payload bits b) Option 2: scrambling on (part of) CRC bits c) Option 3: scrambling on (part of) encoded bits d) Option 4: scrambling (or phase shifting) on (part of) modulated symbols 2. Scrambling mask ID indication method: a) Option A: add additional bits to payload bits to indicate mask ID i. E.g., for method 1 option 1 b) Option B: no indication (i.e., UE blind de-scrambling) c) Option C: mapping rule of PSS / SSS sequence and mask ID (for PBCH) i. sequence ID ii. phase iii. uneven power boosting d) Option D: add additional reference signal to indicate mask ID i. e.g., for TN case, additional RS location at 2nd PSS / SSS of NTN design e) Option E: DCI / UCI indicate (for PDSCH / PUSCH etc. )Note: Scrambling mask ID indication method option B / C / D / E can be used for low PAPR  waveform generation method option 1 / 2 / 3 / 4. Scrambling mask ID indication method option A can be used for low PAPR waveform  generation method option 1. The final transmitted TD signal / waveform, which is the waveform generated by a specific  scrambling (or phase shifting) Mask out of all the candidate Masks, is determined to be the one with the lowest TD signal / waveform PAPR, i.e., the scrambling (or phase shifting) Mask ID is chosen based on its ability to produce the TD signal / waveform with the lowest PAPR. To provide a clearer explanation of the proposals mentioned above, I will offer a more  detailed description below. To make the description more vivid and comprehensible, I will randomly combine Method A and Method B in the examples. However, it should be noted that the combinations of Method A and Method B are not limited to the examples provided below.Alternative #1: 1. Low PAPR waveform generation method: Option 1: scrambling on (part of) payload bits 2. Scrambling mask ID indication method: Option A: add additional bits to payload bits to indicate mask IDDescription: The detail procedure is shown in Figure 2. The mapping rule of M bits and the mask ID. ■ E.g., The mapping rule of the value of M bits and mask ID is pre-configured The M bits do not participate in scrambling with Masks for low PAPR waveform The option 1 and option A can be used for PBCH / PDSCH / PUSCH / etc. The scrambling Mask is applied on either all the payload bits or part of the payload bits. The scrambling procedure can be descripted as: mod (Mask + Payload Bits, 2) The scrambling Mask of different Mask IDs are pre-defined or pre-configured. The scrambling Mask is a sequence of 0 and 1 element and may be generated via a LFSR  whose initial value associated with Mask ID.Alternative #2: 1. Low PAPR waveform generation method: Option 2: scrambling on (part of) CRC bits 2. Scrambling mask ID indication method: Option B: no indication (i.e., UE blind de-scrambling) Option E: DCI indicateDescription: The detail procedure is shown in Figure 3. The option 2 and option B can be used for PBCH / PDSCH / PUSCH / etc. The option D can  be used for PDSCH / PUSCH / etc. The scrambling Mask is applied on either all the CRC bits or part of the CRC bits. The scrambling procedure can be descripted as: mod (Mask + CRC Bits, 2) Option B: There is no Mask ID indication method for this proposal, so the UE must perform  blind de-scrambling on the CRC bits. This means the UE needs to attempt de-scrambling the CRC with all possible masks and determine which one results in a successful CRC check. Option D: For the case of low PAPR waveform generation method for PDSCH, the  information bits for Mask ID are carried in DCI (or PDCCH) . For the case of low PAPR waveform generation method for PUSCH, the information bits for Mask ID are carried via UCI (or PUCCH) . The scrambling Mask is a sequence of 0 and 1 element and may be generated via a LFSR  whose initial value associated with Mask ID. The scrambling Mask of different Mask IDs are pre-defined or pre-configured.Alternative #3: 1. Low PAPR waveform generation method: Option 3: scrambling on (part of) encoded bits 2. Scrambling mask ID indication method: Option C (i) : mapping rule of PSS / SSS sequence ID and mask IDDescription: The detail procedure is shown in Figure 4. The option 3 can be used for PBCH / PDSCH / PUSCH / etc.. The Option C (including  (1) , (2) , (3) ) can be used for PBCH. The scrambling Mask is applied on either all the encoded bits or part of the encoded  bits. The scrambling procedure can be descripted as: mod (Mask + Encoded Bits, 2) The Mask ID is indicated by the PSS / SSS ID. ■ For example: The PSS / SSS sequences for different Mask IDs are generated via different root  sequence (s) , and / or different cyclic shifts of sequence, etc. The scrambling Mask of different Mask IDs are pre-defined or pre-configured. The scrambling Mask is a sequence of 0 and 1 element and may be generated via a  LFSR whose initial value associated with Mask ID.Alternative #4: Scrambling mask ID indication method: ● Option C: mapping rule of PSS / SSS sequence and mask ID ■ Option C (ii) : phase of PSS / SSS ■ Option C (iii) : uneven power boosting on PSS / SSSDescription of Option C (ii) : ● The Mask ID is indicated by the phase of PSS / SSS, which can be descripted as: Si′ (n) =Si (n) . *ej0 or Si′ (n) =Si (n) . *ejπ where Si (n) is the i-th PSS / SSS modulated symbols in frequency domain, the ej0 / ejπ is the  +1 / -1 phase shift value, n=1, 2, … , N-1 and N is the quantity of each PSS / SSS occupied REs. ● The mapping rule of PSS / SSS phase and Mask ID is pre-defined or pre-configured. ■ E.g., Description of Option C (iii) : ● The Mask ID is indicated by the uneven power boosting factor of PSS / SSS, which can be  illustrated as Figure 5: ● The upper and lower half (or each quarter) of the PSS / SSS modulated symbols is multiplied  by different power boosting factor Pk ● The mapping rule of uneven power boosting factor and Mask ID is pre-defined or pre- configured. ■ E.g., the table can be descripted as below ■ Alternative #5: 1. Low PAPR waveform generation method: Option 4: scrambling (or phase shifting) on (part of) modulated symbols 2. Scrambling mask ID indication method: Option D: add additional reference signal to indicate mask IDDescription: The detail procedure is shown in Figure 6. The scrambling (or phase shifting) Mask is applied on either all the modulated symbols or  part of the modulated symbols. The reference signal (e.g., SSS, SMRS, etc. ) that multiplexed with the  PBCH / PDSCH / PUSCH / etc. do not participate the scrambling for low PAPR purpose. The scrambling (or phase shifting) procedure can be descripted as: Sscrambled (n) =S (n) . *Mask (n) , n=0, 1, …, N-1 where N is the length of the modulated symbols that needs to be scrambled, the S (n) is  modulated symbols that needs to be scrambled, and Sscrambled (n) is the symbols after scrambled (or phase shifting) The option 4 and option D can be used for PBCH / PDSCH / PUSCH / etc. The Mask is a  sequence for phase shifting and can be generated based on ZC sequence (with different roots or cyclic shift)  / BPSK modulated M sequence / etc.. The scrambling (or phase shifting) Mask of different Mask IDs are pre-defined or pre- configured. The Mask ID is indicated by additional reference signal (RS) . Different RS sequence is  mapped to different Mask ID. ■ E.g., additional RS’s location at 2nd PSS / SSS of NTN design for higher SNR TN case  is shown as Figure 7

[0024] The previous description is provided to enable any person skilled in the art to practice the various aspects described herein. Various modifications to these aspects will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other aspects. Thus, the claims are not intended to be limited to the aspects shown herein, but is to be accorded the full scope consistent with the language claims, wherein reference to an element in the singular is not intended to mean “one and only one” unless specifically so stated, but rather “one or more. ” The word “exemplary” is used herein to mean “serving as an example, instance, or illustration. ” Any aspect described herein as “exemplary” is not necessarily to be construed as preferred or advantageous over other aspects. Unless specifically stated otherwise, the term “some” refers to one or more. Combinations such as “at least one of A, B, or C, ” “one or more of A, B, or C, ” “at least one of A, B, and C, ” “one or more of A, B, and C, ” and “A, B, C, or any combination thereof” include any combination of A, B, and / or C, and may include multiples of A, multiples of B, or multiples of C. Specifically, combinations such as “at least one of A, B, or C, ” “one or more of A, B, or C, ” “at least one of A, B, and C, ” “one or more of A, B, and C, ” and “A, B, C, or any combination thereof” may be A only, B only, C only, A and B, A and C, B and C, or A and B and C, where any such combinations may contain one or more member or members of A, B, or C. All structural and functional equivalents to the elements of the various aspects described throughout this disclosure that are known or later come to be known to those of ordinary skill in the art are expressly incorporated herein by reference and are intended to be encompassed by the claims. Moreover, nothing disclosed herein is intended to be dedicated to the public regardless of whether such disclosure is explicitly recited in the claims. The words “module, ” “mechanism, ” “element, ” “UE, ” and the like may not be a substitute for the word “means. ” As such, no claim element is to be construed as a means plus function unless the element is expressly recited using the phrase “means for. ”

[0025] While aspects of the present disclosure have been described in conjunction with the specific embodiments thereof that are proposed as examples, alternatives, modifications, and variations to the examples may be made. Accordingly, embodiments as set forth herein are intended to be illustrative and not limiting. There are changes that may be made without departing from the scope of the claims set forth below.

Claims

1.A method of low PAPR waveform.2.The method of claim 1, wherein the low PAPR waveform generation method.3.The method of claim 2, wherein the method for generating a low Peak-to-Average Power Ratio (PAPR) waveform, comprising selecting a scrambling mask that results in the lowest PAPR waveform from a set of N masks.4.The method of claim 3, wherein the scrambling is applied to (part of) payload bits.5.The method of claim 3, wherein the scrambling is applied to (part of) CRC bits.6.The method of claim 3, wherein the scrambling is applied to (part of) encoded bits.7.The method of claim 3, wherein the scrambling or phase shifting is applied to (part of) modulated symbols.8.The method of claim 1, wherein the method for indicating a scrambling mask ID used in the low PAPR waveform generation method of claim 2.9.The method of claim 8, wherein the additional bits are added to the payload bits for indicating the mask ID for the method of claim 4.10.The method of claim 8, wherein no indication is provided.11.The method of claim 8, wherein the scrambling mask ID is indicated using a mapping rule of PSS / SSS sequence and mask ID for PBCH.12.The method of claim 11, wherein the mapping rule of PSS / SSS sequence and mask ID including sequence ID, phase, and uneven power boosting.13.The method of claim 8, wherein an additional reference signal is added to indicate the mask ID.14.The method of claim 8, wherein the scrambling mask ID is indicated through DCI / UCI for PDSCH / PUSCH.

Images