本發(fā)明涉及LTE技術(shù)，尤其涉及一種下行兩用戶疊加傳輸方法。

背景技術(shù)：

在LTE R13之前的多用戶傳輸方案中，均通過正交傳輸?shù)姆绞絹斫档陀脩糸g的干擾。但是從信息論的角度分析，正交傳輸是有損信道容量的，因此是一種次優(yōu)的傳輸方式。若能從發(fā)射機(jī)和接收機(jī)聯(lián)合進(jìn)行考慮，即使發(fā)射機(jī)采用非正交傳輸方式，在接收機(jī)側(cè)通過一些先進(jìn)的信號處理算法可以獲得優(yōu)于正交傳輸?shù)男阅埽踔量梢赃_(dá)到理論上的多用戶容量界，進(jìn)一步提升系統(tǒng)性能。其中一種實現(xiàn)方式是采用疊加編碼傳輸(Superposition Transmission)。其基本思想是，系統(tǒng)根據(jù)不同的目標(biāo)傳輸速率，將信道狀態(tài)量化為不同的信道質(zhì)量的等級，每一個信道量化等級對應(yīng)一個確定的目標(biāo)傳輸速率。將兩組信號分別按照不同的目標(biāo)速率獨立地進(jìn)行信道編碼和調(diào)制映射，然后將兩者的輸出星座按照一定的功率分配比例進(jìn)行疊加傳輸。對應(yīng)的接收機(jī)采用基于最小均方誤差準(zhǔn)則(Minimum Mean Square Error，MMSE)的干擾抵消(Interference Cancellation，IC)接收機(jī)就可以獲得逼近多用戶信道容量的性能。

目前3GPP中新立項的SI課題：多用戶疊加傳輸(Multi-user Superposition Transmission，MUST)，正在致力于研究多用戶疊加傳輸在LTE系統(tǒng)中的應(yīng)用，用以進(jìn)一步提升LTE系統(tǒng)的下行多用戶傳輸性能。目前基于疊加編碼的多用戶傳輸方案中，只給出了直接疊加編碼的具體實現(xiàn)方案，而直接疊加編碼方案輸出的多用戶復(fù)合星座不再滿足Gray映射，因此會造成一定的性能損失。而對于如何實現(xiàn)滿足Gray映射的復(fù)合星座還在討論中。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提出一種下行兩用戶疊加傳輸方法，包括：

按照預(yù)定準(zhǔn)則進(jìn)行配對用戶的選擇，所述配對用戶包括遠(yuǎn)用戶和近用戶；

所述遠(yuǎn)用戶和近用戶的疊加碼字比特流經(jīng)加擾之后進(jìn)行聯(lián)合調(diào)制映射；

所述聯(lián)合調(diào)制映射輸出的符號信息序列進(jìn)行層映射和預(yù)編碼操作，預(yù)編碼 之后再經(jīng)過RE映射，生成相應(yīng)的OFDM符號之后通過對應(yīng)的天線端口進(jìn)行射頻傳輸。

進(jìn)一步地，所述聯(lián)合調(diào)制映射包括：

依據(jù)所述配對用戶的調(diào)制方式和功率分配因子產(chǎn)生復(fù)合星座及其對應(yīng)的比特序列表；

將所述遠(yuǎn)用戶的調(diào)制比特序列和所述近用戶的調(diào)制比特序列級聯(lián)成新的調(diào)制比特序列；

將所述新的調(diào)制比特序列映射到對應(yīng)的復(fù)合星座點上。

進(jìn)一步地，所述復(fù)合星座的星座點復(fù)數(shù)值按照下式計算：

其中，x_N表示當(dāng)近用戶的信息比特為B_N時對應(yīng)的復(fù)數(shù)星座點，x_F表示當(dāng)遠(yuǎn)用戶的信息比特為B_F時對應(yīng)的復(fù)數(shù)星座點；功率分配因子為α，所述近用戶和遠(yuǎn)用戶的星座縮放因子分別為和

進(jìn)一步地，所述復(fù)合星座對應(yīng)的比特序列的生成方式包括：

當(dāng)遠(yuǎn)用戶和近用戶均采用QPSK調(diào)制時：則疊加用戶的復(fù)合星座為B＝b₀b₁b₂b₃，其中，

其中，表示模2加法運(yùn)算，運(yùn)算準(zhǔn)則為：

進(jìn)一步地，所述復(fù)合星座對應(yīng)的比特序列的生成方式包括：

當(dāng)遠(yuǎn)用戶采用QPSK調(diào)制，近用戶采用16QAM調(diào)制時：則疊加用戶的復(fù)合星座為B＝b₀b₁b₂b₃b₄b₅，其中，

其中，表示模2加法運(yùn)算，運(yùn)算準(zhǔn)則為：

進(jìn)一步地，所述復(fù)合星座對應(yīng)的比特序列的生成方式包括：

當(dāng)遠(yuǎn)用戶采用16QAM調(diào)制，近用戶采用QPSK調(diào)制時：則疊加用戶的復(fù)合星座為B＝b₀b₁b₂b₃b₄b₅，其中，

其中，表示模2加法運(yùn)算，運(yùn)算準(zhǔn)則為：

進(jìn)一步地，所述復(fù)合星座對應(yīng)的比特序列的生成方式包括：

當(dāng)遠(yuǎn)用戶和近用戶均采用16QAM調(diào)制時：則疊加用戶的復(fù)合星座為B＝b₀b₁b₂b₃b₄b₅b₆b₇，其中，

其中，表示模2加法運(yùn)算，運(yùn)算準(zhǔn)則為：

進(jìn)一步地，所述功率分配因子保證疊加在所述遠(yuǎn)用戶星座點上的近用戶星座之間不發(fā)生重疊。

進(jìn)一步地，所述功率分配因子α的取值范圍包括：

遠(yuǎn)用戶和近用戶同時采用QPSK調(diào)制時，所述功率分配因子的取值范圍：0<α≤0.5；

遠(yuǎn)用戶采用QPSK調(diào)制，近用戶采用16QAM調(diào)制時，所述功率分配因子取值范圍：0<α≤0.3571；

遠(yuǎn)用戶采用16QAM調(diào)制，近用戶采用QPSK調(diào)制時，所述功率分配因子取值范圍：0<α≤0.1227；

遠(yuǎn)用戶和近用戶同時采用16QAM調(diào)制時，所述功率分配因子取值范圍：0<α≤0.1。

本發(fā)明可以實現(xiàn)滿足Gray映射的復(fù)合星座。

附圖說明

圖1為實施例1提出基于聯(lián)合星座映射的兩用戶疊加編碼流程圖1；

圖2為實施例1提出基于聯(lián)合星座映射的兩用戶疊加編碼流程圖2；

圖3為實施例1提出基于聯(lián)合星座映射的兩用戶疊加編碼流程圖3；

圖4為實施例2中遠(yuǎn)近用戶均采用QPSK調(diào)制時的復(fù)合星座圖；

圖5為實施例2遠(yuǎn)近用戶分別采用16QAM和QPSK調(diào)制時的復(fù)合星座圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

本發(fā)明的一個實施例提出一種下行兩用戶疊加傳輸方法，包括：

按照預(yù)定準(zhǔn)則進(jìn)行配對用戶的選擇，所述配對用戶包括遠(yuǎn)用戶和近用戶；

所述遠(yuǎn)用戶和近用戶的疊加碼字比特流經(jīng)加擾之后進(jìn)行聯(lián)合調(diào)制映射；

所述聯(lián)合調(diào)制映射輸出的符號信息序列進(jìn)行層映射和預(yù)編碼操作，預(yù)編碼之后再經(jīng)過RE映射，生成相應(yīng)的OFDM符號之后通過對應(yīng)的天線端口進(jìn)行射 頻傳輸。

在一個可選實施例中，聯(lián)合調(diào)制映射包括：

依據(jù)所述配對用戶的調(diào)制方式和功率分配因子產(chǎn)生復(fù)合星座及其對應(yīng)的比特序列表；

將所述遠(yuǎn)用戶的調(diào)制比特序列和所述近用戶的調(diào)制比特序列級聯(lián)成新的調(diào)制比特序列；

將所述新的調(diào)制比特序列映射到對應(yīng)的復(fù)合星座點上。

在一個可選實施例中，復(fù)合星座的星座點復(fù)數(shù)值按照下式計算：

其中，x_N表示當(dāng)近用戶的信息比特為B_N時對應(yīng)的復(fù)數(shù)星座點，x_F表示當(dāng)遠(yuǎn)用戶的信息比特為B_F時對應(yīng)的復(fù)數(shù)星座點；功率分配因子為α，所述近用戶和遠(yuǎn)用戶的星座縮放因子分別為和

在一個可選實施例中，復(fù)合星座對應(yīng)的比特序列的生成方式包括：

當(dāng)遠(yuǎn)用戶和近用戶均采用QPSK調(diào)制時：則疊加用戶的復(fù)合星座為B＝b₀b₁b₂b₃，其中，

其中，表示模2加法運(yùn)算，運(yùn)算準(zhǔn)則為：

在一個可選實施例中，復(fù)合星座對應(yīng)的比特序列的生成方式包括：

當(dāng)遠(yuǎn)用戶采用QPSK調(diào)制，近用戶采用16QAM調(diào)制時：則疊加用戶的復(fù)合星座為B＝b₀b₁b₂b₃b₄b₅，其中，

其中，表示模2加法運(yùn)算，運(yùn)算準(zhǔn)則為：

在一個可選實施例中，復(fù)合星座對應(yīng)的比特序列的生成方式包括：

當(dāng)遠(yuǎn)用戶采用16QAM調(diào)制，近用戶采用QPSK調(diào)制時：則疊加用戶的復(fù)合星座為B＝b₀b₁b₂b₃b₄b₅，其中，

其中，表示模2加法運(yùn)算，運(yùn)算準(zhǔn)則為：

在一個可選實施例中，復(fù)合星座對應(yīng)的比特序列的生成方式包括：

當(dāng)遠(yuǎn)用戶和近用戶均采用16QAM調(diào)制時：則疊加用戶的復(fù)合星座為B＝b₀b₁b₂b₃b₄b₅b₆b₇，其中，

其中，表示模2加法運(yùn)算，運(yùn)算準(zhǔn)則為：

在一個可選實施例中，功率分配因子保證疊加在所述遠(yuǎn)用戶星座點上的近用戶星座之間不發(fā)生重疊。

在一個可選實施例中，功率分配因子α的取值范圍包括：

遠(yuǎn)用戶和近用戶同時采用QPSK調(diào)制時，所述功率分配因子的取值范圍：0<α≤0.5；

遠(yuǎn)用戶采用QPSK調(diào)制，近用戶采用16QAM調(diào)制時，所述功率分配因子取值范圍：0<α≤0.3571；

遠(yuǎn)用戶采用16QAM調(diào)制，近用戶采用QPSK調(diào)制時，所述功率分配因子取值范圍：0<α≤0.1227；

遠(yuǎn)用戶和近用戶同時采用16QAM調(diào)制時，所述功率分配因子取值范圍：0<α≤0.1。

實施例1

本實施例主要用于PDSCH信道中兩用戶的疊加傳輸。先按照一定準(zhǔn)則進(jìn)行配對用戶的選擇，為了獲得性能和復(fù)雜度的較好折中，配對用戶中會包括一個離基站較遠(yuǎn)的用戶(稱為遠(yuǎn)用戶)以及一個距離基站較近的用戶(稱為近用戶)。一般遠(yuǎn)用戶會具有較低的信噪比，而近用戶則具有較高的信噪比。因此，遠(yuǎn)用戶每個TTI傳輸?shù)拇a字(codeword)數(shù)一般會小于等于近用戶的碼字?jǐn)?shù)。圖1到圖3分別給出了兩用戶在不同傳輸碼字?jǐn)?shù)時的疊加編碼流程圖。其中，圖1中，近用戶遠(yuǎn)用戶均為單碼字傳輸；圖2中，近用戶雙碼字傳輸，遠(yuǎn)用戶單碼字傳輸；圖3中，近用戶遠(yuǎn)用戶均為雙碼字傳輸。圖中，TB_N,1表示近用戶進(jìn)過信道編碼和速率匹配之后的第一個傳輸塊，TB_N,2表示近用戶進(jìn)過信道編碼和速率匹配之后的第二個傳輸塊，TB_F,1表示遠(yuǎn)用戶進(jìn)過信道編碼和速率匹配之后的第一個傳輸塊，TB_F,2表示遠(yuǎn)用戶進(jìn)過信道編碼和速率匹配之后的第二個傳輸塊。參數(shù)α表示疊加用戶的功率分配因子。

在上述方案中，遠(yuǎn)用戶和近用戶的疊加碼字比特流經(jīng)過加擾之后會進(jìn)行聯(lián)合調(diào)制映射。在聯(lián)合調(diào)制映射之前，首先需要依據(jù)配對用戶的調(diào)制方式和功率分配因子產(chǎn)生新的復(fù)合星座及其對應(yīng)的比特序列表。

將遠(yuǎn)用戶的調(diào)制比特序列和近用戶的調(diào)制比特序列級聯(lián)成新的調(diào)制比特序列，遠(yuǎn)用戶信息比特序列在前，近用戶信息比特序列在后。將新的調(diào)制比特 序列映射到對應(yīng)的復(fù)合星座點上即可完成聯(lián)合星座調(diào)制。對聯(lián)合調(diào)制輸出的符號信息序列進(jìn)行層映射和預(yù)編碼操作，預(yù)編碼之后再經(jīng)過RE映射，生成相應(yīng)的OFDM符號之后通過對應(yīng)的天線端口進(jìn)行射頻傳輸。

實施例2

基于實施例1，本實施例給出實施例1中的聯(lián)合調(diào)制映射的具體實施方法。

目前LTE支持的調(diào)制方式包括QPSK、16QAM、64QAM和256QAM。考慮到采用疊加編碼時的接收機(jī)復(fù)雜度和系統(tǒng)性能的良好折中，遠(yuǎn)用戶和近用戶的疊加星座組合包括QPSK+QPSK、QPSK+16QAM、16QAM+QAM和16QAM+16QAM。

定義LTE支持的調(diào)制方式中，比特到星座點的映射函數(shù)為x＝f(B)，其中B表示調(diào)制方式對應(yīng)的比特集合，x表示比特集合為B時的復(fù)數(shù)星座。例如QPSK調(diào)制時，B的可能取值分別為“00,01,11,10”，對應(yīng)的x分別為在功率分配因子為α?xí)r，定義遠(yuǎn)用戶和近用戶的星座縮放因子分別為和按照下面的方式生成滿足Gray映射的復(fù)合星座點：

(1)按照下式計算復(fù)合星座圖中星座點復(fù)數(shù)值：

其中，x_N表示當(dāng)近用戶的信息比特為B_N時對應(yīng)的復(fù)數(shù)星座點，x_F表示當(dāng)遠(yuǎn)用戶的信息比特為B_F時對應(yīng)的復(fù)數(shù)星座點。

(2)按照下面的方式生成復(fù)合星座點x對應(yīng)的比特序列

當(dāng)遠(yuǎn)用戶和近用戶均采用QPSK調(diào)制時：則疊加用戶的復(fù)合星座為B＝b₀b₁b₂b₃，其中，

當(dāng)遠(yuǎn)用戶采用QPSK調(diào)制，近用戶采用16QAM調(diào)制時：則疊加用戶的復(fù)合星座為B＝b₀b₁b₂b₃b₄b₅，其中，

當(dāng)遠(yuǎn)用戶采用16QAM調(diào)制，近用戶采用QPSK調(diào)制時：則疊加用戶的復(fù)合星座為B＝b₀b₁b₂b₃b₄b₅，其中，

當(dāng)遠(yuǎn)用戶和近用戶均采用16QAM調(diào)制時：則疊加用戶的復(fù)合星座為B＝b₀b₁b₂b₃b₄b₅b₆b₇，其中，

以上運(yùn)算中的表示模2加法運(yùn)算，具體運(yùn)算準(zhǔn)則為：

請參考圖4和圖5，分別給出了遠(yuǎn)近用戶均采用QPSK調(diào)制，和遠(yuǎn)用戶采用16QAM近用戶采用QPSK調(diào)制的復(fù)合星座。顯然滿足了Gray映射準(zhǔn)則，即任意相鄰兩個星座點對應(yīng)的比特序列之間只有一個比特不同。

實施例3

為了保證輸出滿足Gray映射的復(fù)合星座圖，功率分配因子α的選擇應(yīng)保證疊加在遠(yuǎn)用戶星座點上的近用戶星座之間不能發(fā)生重疊。

下面給出在不同疊加方案下的功率分配因子取值范圍：當(dāng)遠(yuǎn)用戶和近用戶同時采用QPSK調(diào)制時功率分配因子的取值需要滿足：0<α≤0.5。當(dāng)遠(yuǎn)用戶采用QPSK調(diào)制，近用戶采用16QAM調(diào)制時的功率因子取值范圍為：0<α≤0.3571。當(dāng)遠(yuǎn)用戶采用16QAM調(diào)制，近用戶采用QPSK調(diào)制時的功率因子取值范圍為：0<α≤0.1227。當(dāng)遠(yuǎn)用戶和近用戶同時采用16QAM調(diào)制時的功率因子取值范圍為：0<α≤0.1。

通過上述各實施例可以看出，本發(fā)明給出了下行兩用戶疊加編碼傳輸方案，利用該方案可以形成滿足Gray映射的復(fù)合星座圖。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實現(xiàn)上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成，前述的程序可以存儲于一計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質(zhì)包括：ROM、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

最后應(yīng)說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。