無線通信裝置及方法、基站、用戶設(shè)備和通信系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本公開提供了一種用于非正交多址通信系統(tǒng)的無線通信裝置，包括：功率調(diào)整單元，用于針對(duì)所述通信系統(tǒng)中包括的至少部分用戶設(shè)備，根據(jù)所述通信系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息，對(duì)所述至少部分用戶設(shè)備中每個(gè)用戶設(shè)備用于各個(gè)子載波的發(fā)送功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，以便所述至少部分用戶設(shè)備以調(diào)整后的發(fā)送功率在相應(yīng)的子載波上進(jìn)行上行數(shù)據(jù)傳輸。根據(jù)本公開的裝置、方法和系統(tǒng)能夠獲得如下技術(shù)益處中至少之一：提升了通信系統(tǒng)的信道容量；減小通信過程中的誤比特率；減小了通信系統(tǒng)中相應(yīng)用戶設(shè)備之間的干擾。
【專利說明】
無線通信裝置及方法、基站、用戶設(shè)備和通信系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明的實(shí)施例總體上涉及無線通信領(lǐng)域，具體地涉及用于在非正交多址通信系 統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的子載波功率分配的無線通信裝置、方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 交織多址是一種極具應(yīng)用前景的非正交（Non-orthogonal)多址接入技術(shù)，相比 于其它多址技術(shù)如頻分多址（FDMA, Frequency Division Multiple Access)，正交頻分多 址（0FDMA，Orthogonal Frequency Division Multiple Access)和碼分多址（CDMA, Code Division Multiple Access)，交織多址具有高功率效率和低解碼復(fù)雜度的優(yōu)勢(shì)，有望應(yīng)用 于下一代無線通信系統(tǒng)中。交織多址的高功率效率是由其非正交性決定的，并通過用戶級(jí) 的功率分配（User-wise Power Allocation)來實(shí)現(xiàn)。交織多址的低解碼復(fù)雜度是由其接收 端采用的逐碼片檢測(cè)算法保證的。為進(jìn)一步降低復(fù)雜度并對(duì)抗信道衰落，可將正交頻分復(fù) 用（0FDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技術(shù)與交織多址（Interleave Division Multiple Access)技術(shù)結(jié)合起來，形成0FDM-IDMA通信系統(tǒng)，它繼承了OFDM系統(tǒng) 和交織多址系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，成為下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)一個(gè)較好的候選多址方案。
[0003] 但是，現(xiàn)有對(duì)諸如0FDM-IDMA系統(tǒng)的非正交多址通信系統(tǒng)的研究中，僅涉及用戶 級(jí)的功率分配方案，而更深一層的子載波級(jí)的功率分配問題未見研究。此外，現(xiàn)有技術(shù)中也 不涉及能夠改善系統(tǒng)性能的子載波級(jí)功率分配方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，希望提供一種在非正交多址通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的子載波 功率動(dòng)態(tài)調(diào)整的技術(shù)方案。
[0005] 在下文中給出了關(guān)于本發(fā)明的簡要概述，以便提供關(guān)于本發(fā)明的某些方面的基本 理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個(gè)概述并不是關(guān)于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的 關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概 念，以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。
[0006] 根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供了一種用于非正交多址通信系統(tǒng)的無線通信裝置， 包括：功率調(diào)整單元，用于針對(duì)所述通信系統(tǒng)中包括的至少部分用戶設(shè)備，根據(jù)所述通信系 統(tǒng)的信道狀態(tài)信息，對(duì)所述至少部分用戶設(shè)備中每個(gè)用戶設(shè)備用于各個(gè)子載波的發(fā)送功率 進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，以便所述至少部分用戶設(shè)備以調(diào)整后的發(fā)送功率在相應(yīng)的子載波上進(jìn)行上 行數(shù)據(jù)傳輸。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種用于非正交多址通信系統(tǒng)的基站，所述 基站包括：如上所述的無線通信管理裝置，用于針對(duì)所述通信系統(tǒng)中包括的至少部分用戶 設(shè)備，根據(jù)所述通信系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息，對(duì)所述至少部分用戶設(shè)備中每個(gè)用戶設(shè)備的、用 于各個(gè)子載波的上行發(fā)送功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，以便所述每個(gè)用戶設(shè)備以調(diào)整后的發(fā)送功率 在相應(yīng)的子載波上向所述基站傳輸數(shù)據(jù)。
[0008] 根據(jù)本公開的另一個(gè)方面，提供了一種用于非正交多址通信系統(tǒng)的用戶設(shè)備，所 述用戶設(shè)備包括：如上所述的無線通信管理裝置，用于根據(jù)所述通信系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息， 對(duì)該用戶設(shè)備用于各個(gè)子載波的發(fā)送功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，以便以該用戶設(shè)備用于各個(gè)子載 波的、動(dòng)態(tài)調(diào)整后的發(fā)送功率，在相應(yīng)的子載波上進(jìn)行上行數(shù)據(jù)傳輸。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種用于非正交多址通信系統(tǒng)中的通信方 法，包括：針對(duì)所述通信系統(tǒng)中包括的至少部分用戶設(shè)備，根據(jù)所述通信系統(tǒng)的信道狀態(tài)信 息，對(duì)至少部分用戶設(shè)備中每個(gè)用戶設(shè)備的、用于各個(gè)子載波的發(fā)送功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，以 便所述至少部分用戶設(shè)備以調(diào)整后的發(fā)送功率在相應(yīng)的子載波上進(jìn)行上行數(shù)據(jù)傳輸。
[0010] 根據(jù)本公開的另一個(gè)方面，還提供一種通信系統(tǒng)，包括如上所述的基站，或者包括 如上所述的用戶設(shè)備。
[0011] 依據(jù)本公開的其它方面，還提供了用于實(shí)現(xiàn)上述用于無線通信的方法的計(jì)算機(jī)程 序代碼和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品以及其上記錄有該用于實(shí)現(xiàn)上述用方法的計(jì)算機(jī)程序代碼的計(jì) 算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。
[0012] 根據(jù)本公開的裝置、方法和系統(tǒng)通過在非正交多址通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)子載波功率 的動(dòng)態(tài)分配，改善了通信系統(tǒng)的通信效率，例如可以獲得如下技術(shù)益處中至少之一：提升了 通信系統(tǒng)的信道容量；減小通信過程中的誤比特率；減小了通信系統(tǒng)中相應(yīng)用戶設(shè)備之間 的干擾。
[0013] 通過以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明，本發(fā)明的上述以及其他優(yōu) 點(diǎn)將更加明顯。
【附圖說明】
[0014] 為了進(jìn)一步闡述本發(fā)明的以上和其它優(yōu)點(diǎn)和特征，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體 實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。所述附圖連同下面的詳細(xì)說明一起包含在本說明書中并且 形成本說明書的一部分。具有相同的功能和結(jié)構(gòu)的元件用相同的參考標(biāo)號(hào)表示。應(yīng)當(dāng)理解， 這些附圖僅描述本發(fā)明的典型示例，而不應(yīng)看作是對(duì)本發(fā)明的范圍的限定。在附圖中：
[0015] 圖1是示出了根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的用于非正交多址通信系統(tǒng)的無線通信 裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0016] 圖2是示出了如圖1所示的通信裝置中功率調(diào)整單元的一種具體實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu) 框圖；
[0017] 圖3是示出了根據(jù)本公開的一種具體示例，在0FDM-IDMA通信系統(tǒng)中第k個(gè)用戶 設(shè)備的發(fā)送端的結(jié)構(gòu)框圖；
[0018] 圖4是示出了根據(jù)本公開的一種具體示例，在0FDM-IDMA通信系統(tǒng)中基站的接收 端的結(jié)構(gòu)框圖；
[0019] 圖5示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的用于非正交多址通信系統(tǒng)的基站的示意性框圖；
[0020] 圖6示出了圖5中基站的一種具體實(shí)現(xiàn)方式的示意性框圖；
[0021] 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于非正交多址通信系統(tǒng)的用戶設(shè)備70的示意 性框圖；
[0022] 圖8示出了圖7中用戶設(shè)備的一種具體實(shí)現(xiàn)方式的示意性框圖；
[0023] 圖9是示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的對(duì)通信系統(tǒng)中用戶的子載波發(fā)送功率進(jìn)行動(dòng) 態(tài)調(diào)整的通信方法的示意流程圖；
[0024] 圖10是示出了根據(jù)圖9的通信方法的一種具體實(shí)現(xiàn)方式的流程圖；
[0025] 圖11是示出了根據(jù)圖9的通信方法的另一種具體實(shí)現(xiàn)方式的流程圖；
[0026] 圖12是示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的對(duì)子載波功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整的裝置和方法的 一種具體配置方式下、與現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)方案的誤比特率曲線的對(duì)比圖；以及
[0027] 圖13是其中可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的裝置和/或方法和/或系統(tǒng)的通用 個(gè)人計(jì)算機(jī)的示例性結(jié)構(gòu)的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 在下文中將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的示范性實(shí)施例進(jìn)行描述。為了清楚和簡明起見， 在說明書中并未描述實(shí)際實(shí)施方式的所有特征。然而，應(yīng)該了解，在開發(fā)任何這種實(shí)際實(shí)施 例的過程中必須做出很多特定于實(shí)施方式的決定，以便實(shí)現(xiàn)開發(fā)人員的具體目標(biāo)，例如，符 合與系統(tǒng)及業(yè)務(wù)相關(guān)的那些限制條件，并且這些限制條件可能會(huì)隨著實(shí)施方式的不同而有 所改變。此外，還應(yīng)該了解，雖然開發(fā)工作有可能是非常復(fù)雜和費(fèi)時(shí)的，但對(duì)得益于本公開 內(nèi)容的本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，這種開發(fā)工作僅僅是例行的任務(wù)。
[0029] 在此，還需要說明的一點(diǎn)是，為了避免因不必要的細(xì)節(jié)而模糊了本發(fā)明，在附圖中 僅僅示出了與根據(jù)本發(fā)明的方案密切相關(guān)的設(shè)備結(jié)構(gòu)和/或處理步驟，而省略了與本發(fā)明 關(guān)系不大的其他細(xì)節(jié)。
[0030] 〈第一實(shí)施例〉
[0031] 圖1示出了根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的用于非正交多址通信系統(tǒng)的無線通信裝 置10的示意性框圖。該無線通信裝置包括：功率調(diào)整單元12,用于針對(duì)通信系統(tǒng)中包括的 至少部分用戶設(shè)備，根據(jù)通信系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息，對(duì)上述至少部分用戶設(shè)備中每個(gè)用戶 設(shè)備的、用于各個(gè)子載波的發(fā)送功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，以便上述至少部分用戶設(shè)備以調(diào)整后 的發(fā)送功率在相應(yīng)的子載波上進(jìn)行上行數(shù)據(jù)傳輸。
[0032] 在本公開中，通信系統(tǒng)中包括的至少部分用戶設(shè)備指的是活躍的用戶設(shè)備、即處 于數(shù)據(jù)連接通話過程中的用戶設(shè)備。根據(jù)本公開的無線通信裝置可以對(duì)這些活躍用戶設(shè)備 中的至少部分用戶設(shè)備進(jìn)行子載波功率調(diào)整。除非特別說明，否則下文中出現(xiàn)的用戶設(shè)備 均指處于數(shù)據(jù)連接通話過程中的活躍的用戶設(shè)備。
[0033] 為了說明清楚起見，將以0FDM-IDMA通信系統(tǒng)作為非正交多址通信系統(tǒng)的一個(gè)具 體應(yīng)用場景來描述本公開的各【具體實(shí)施方式】，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，根據(jù)本公開 的實(shí)施例所配置的技術(shù)方案可以適用于除了 0FDM-IDMA通信系統(tǒng)之外的各種非正交多址 通信系統(tǒng)，例如 SC-FDMA-IDMA、SCMA。
[0034] 在傳統(tǒng)的0FDM-IDMA通信系統(tǒng)中，對(duì)于各個(gè)用戶設(shè)備的各子載波的功率分配是固 定不變的，無法進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。利用了根據(jù)本公開的實(shí)施例的子載波功率動(dòng)態(tài)調(diào)整方法后， 其子載波功率被調(diào)整的用戶可以在不同的子載波上使用不同功率進(jìn)行上行傳輸。由于子載 波的動(dòng)態(tài)調(diào)整考慮了通信系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息，所以使得通信效率得到改善。所利用的通 信系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息例如可以表示如下中至少之一：用戶在通信系統(tǒng)的各個(gè)子信道上的 信道條件的信息和至少部分用戶之間的干擾信息。
[0035] 在一種具體實(shí)現(xiàn)方式中，功率調(diào)整單元12可以以優(yōu)化通信系統(tǒng)的信道容量為目 標(biāo)，根據(jù)通信系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息對(duì)至少部分用戶設(shè)備中每個(gè)用戶設(shè)備的各個(gè)子載波的發(fā) 送功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。
[0036] 關(guān)于針對(duì)通信系統(tǒng)中哪些用戶設(shè)備執(zhí)行子載波功率調(diào)整，例如可以通過基站確定 滿足預(yù)定條件的至少部分用戶設(shè)備來執(zhí)行子載波功率調(diào)整。具體而言，上述預(yù)定條件例如 可以包括如下中的至少之一：確定用戶設(shè)備中對(duì)通信質(zhì)量要求QoS滿足預(yù)定條件（例如高 于預(yù)定閾值）的用戶設(shè)備；確定用戶設(shè)備中子信道的質(zhì)量高于預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的用戶設(shè)備；隨機(jī) 選擇的用戶設(shè)備。其中，子信道的質(zhì)量可以通過例如子信道增益的方差等參數(shù)來衡量。例 如，子信道增益的方差大于預(yù)定閾值的，認(rèn)為滿足預(yù)定條件。
[0037] 根據(jù)一種具體的實(shí)現(xiàn)方式，也可以針對(duì)通信系統(tǒng)中所有的用戶設(shè)備都執(zhí)行子載波 的發(fā)送功率的動(dòng)態(tài)調(diào)整方案。以下對(duì)根據(jù)本發(fā)明的子載波發(fā)送功率動(dòng)態(tài)調(diào)整方案的具體例 子的描述，有的是在針對(duì)通信系統(tǒng)中所有用戶設(shè)備都執(zhí)行子載波的發(fā)送功率的動(dòng)態(tài)調(diào)整的 場景下描述的，有的是在針對(duì)通信系統(tǒng)中部分用戶設(shè)備執(zhí)行子載波的發(fā)送功率的動(dòng)態(tài)調(diào)整 的場景下描述的，但是所涉及的核心工作原理都是類似的。
[0038] 在此說明，根據(jù)本公開的子載波功率的調(diào)整涉及的是用戶設(shè)備向基站端進(jìn)行上行 數(shù)據(jù)傳輸時(shí)子載波的發(fā)送功率的調(diào)整，因此本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本說明書中提及的 子載波功率均指子載波的發(fā)送功率。
[0039] 根據(jù)本公開，功率調(diào)整單元12被配置為根據(jù)通信系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息對(duì)至少部 分用戶設(shè)備中每個(gè)用戶設(shè)備的各個(gè)子載波的發(fā)送功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，以優(yōu)化所述通信系統(tǒng) 的信道容量。
[0040] 根據(jù)一種具體實(shí)現(xiàn)方式，圖1中所示的功率調(diào)整單元12可以具有如圖2的框圖所 示的具體配置。如圖2所示，所述功率調(diào)整單元12包括：優(yōu)化模型建立子單元122,用于以 通信系統(tǒng)的信道容量為優(yōu)化目標(biāo)，以至少部分用戶設(shè)備中每個(gè)用戶設(shè)備的各個(gè)子載波的發(fā) 送功率為待優(yōu)化變量，基于信道狀態(tài)信息建立優(yōu)化模型；參數(shù)確定子單元124,用于確定通 信系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息；以及功率確定子單元126,用于基于所述優(yōu)化模型，根據(jù)通信系統(tǒng) 的信道狀態(tài)信息，確定至少部分用戶設(shè)備中每個(gè)用戶設(shè)備的各個(gè)子載波的發(fā)送功率，以使 得通信系統(tǒng)的信道容量最大化。
[0041] 下面詳細(xì)介紹根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于對(duì)子載波功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整的具體示 例。為了描述清楚起見，在下面的示例中，具體應(yīng)用場景為0FDM-IDMA通信系統(tǒng)。但這并非 限定，如上所述，根據(jù)本公開實(shí)施例的技術(shù)方案也可以應(yīng)用于其他非正交多址通信系統(tǒng)，只 要這樣的系統(tǒng)具備多個(gè)用戶設(shè)備可以共享同一資源塊的特點(diǎn)即可。
[0042] 現(xiàn)有基于正交頻分復(fù)用或正交頻分多址技術(shù)的系統(tǒng)中，也會(huì)涉及到子載波的功率 的動(dòng)態(tài)調(diào)整，例如0FDM系統(tǒng)的"注水"算法（Water-Filling Algorithm)。但是，在這些系統(tǒng) 中，任意一個(gè)數(shù)據(jù)子載波在任意一個(gè)符號(hào)周期中只能被某一個(gè)用戶獨(dú)占。與現(xiàn)有基于0FDM 或0FDMA技術(shù)的系統(tǒng)不同，所述0FDM-IDMA通信系統(tǒng)中，任意一個(gè)數(shù)據(jù)子載波在任意一個(gè)符 號(hào)周期中都被所有活躍用戶同時(shí)共享，因此，所涉及的子載波功率分配問題在數(shù)學(xué)上有本 質(zhì)的不同，即使得優(yōu)化模型建立子單元對(duì)優(yōu)化模型的建立完全不同。可見，現(xiàn)有的一些子載 波功率分配方法并不適用于本公開實(shí)施例所涉及的0FDM-IDMA通信系統(tǒng)。此外，在現(xiàn)有的 基于正交頻分復(fù)用或正交頻分多址技術(shù)的系統(tǒng)中，對(duì)于子載波的功率的動(dòng)態(tài)調(diào)整并不會(huì)使 得通信系統(tǒng)的性能或者通信效率得到改進(jìn)。
[0043] 圖3是示出了根據(jù)本公開的一種具體示例的、在0FDM-IDMA通信系統(tǒng)中第k個(gè)用 戶設(shè)備的發(fā)送端的結(jié)構(gòu)框圖。如圖3所示，發(fā)送信息比特向量b k被送入擴(kuò)展器302進(jìn)行擴(kuò) 展，得到擴(kuò)展后的碼片（chip)向量ck，擴(kuò)展器302以{+1，-1}交替序列作為擴(kuò)展序列對(duì)發(fā) 送信息比特向量1\進(jìn)行擴(kuò)展，擴(kuò)展后的碼片向量的長度記為S。然后，通過交織器304對(duì)擴(kuò) 展后的碼片向量(^進(jìn)行交織，得到交織后的碼片向量I。通常，在交織多址系統(tǒng)中，每個(gè)用 戶設(shè)備的交織器必須不同，交織器是系統(tǒng)區(qū)分用戶設(shè)備的唯一標(biāo)識(shí)。通過符號(hào)映射器306 對(duì)交織后的碼片向量4進(jìn)行星座圖調(diào)制（Modulation)，并通過串并轉(zhuǎn)換單元308進(jìn)行串 并轉(zhuǎn)換（S/P，Serial to Parallel)，得到調(diào)制后的符號(hào)向量\，\的長度等于子載波的數(shù) 目N，并將其功率進(jìn)行歸一化。子載波功率分配器310根據(jù)本公開實(shí)施例的子載波功率調(diào) 整方法對(duì)每個(gè)用戶設(shè)備用于各個(gè)子載波的瞬時(shí)發(fā)送功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，得到調(diào)整后的發(fā)送 功率，記為 Pk n，其表示第k個(gè)用戶第η個(gè)子載波的瞬時(shí)功率。然后將所得到的發(fā)送功率分 配給相應(yīng)的子載波，得到新的符號(hào)向量I*隨后通過逆離散傅里葉變換單元312對(duì)新的符 號(hào)向量^^進(jìn)行逆離散傅里葉變換（IDFT, Inverse Discrete Fourier Transform)，得到時(shí) 域信號(hào)xk。然后通過并串轉(zhuǎn)換（P/S, Parallel to Serial)單元314對(duì)該時(shí)域信號(hào)xk進(jìn)行 并串轉(zhuǎn)換，通過附加循環(huán)前綴單元316附加循環(huán)前綴（CP，Cyclic Prefix)，然后將附加了 循環(huán)前綴的時(shí)域信號(hào)發(fā)送到信道中。在此說明，除了在子載波功率分配器310中實(shí)施的子 載波功率調(diào)整方法以外，用戶設(shè)備發(fā)送端中其他組成單元中的操作為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟 知，其細(xì)節(jié)在此不再贅述。
[0044] 上述根據(jù)本公開的OFDM-1 DMA通信系統(tǒng)與現(xiàn)有系統(tǒng)的不同之處在于，現(xiàn)有系 統(tǒng)不執(zhí)行子載波功率動(dòng)態(tài)調(diào)整處理，調(diào)制后的符號(hào)向量\采用相等功率進(jìn)行發(fā)送，即
,其中足(，7)是足的第η個(gè)元素；Xk(n)是X k的第η個(gè)元素；Pk是用戶k 的平均發(fā)送功率，其不隨子載波序號(hào)η變化。對(duì)比而言，根據(jù)本公開實(shí)施例的上述通信系統(tǒng) 中，可以根據(jù)頻域信道狀態(tài)信息估計(jì)值，對(duì)至少部分用戶的各子載波的瞬時(shí)發(fā)送功率進(jìn)行 動(dòng)態(tài)調(diào)整，即
其中第η個(gè)子載波上的瞬時(shí)功率pkin隨序號(hào)η變化。如 前所述，如圖1所示的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的通信裝置12可以在子載波功率分配器310中 實(shí)現(xiàn)。子載波功率動(dòng)態(tài)調(diào)整分配方法的具體步驟將在后面給出。
[0045] 圖4是示出了根據(jù)本公開的一種具體示例，在0FDM-IDMA通信系統(tǒng)中基站的接 收端的結(jié)構(gòu)框圖。根據(jù)本公開，基站的接收端能夠接收并處理其所管理的所有Κ個(gè)活躍 用戶設(shè)備的發(fā)送信號(hào)。如圖4所示，接收信號(hào)首先通過去循環(huán)前綴單元402進(jìn)行去循環(huán) 前綴操作，然后經(jīng)過串并轉(zhuǎn)換單元404和離散傅里葉變換單元406進(jìn)行離散傅里葉變換 (DFT, Discrete Fourier Transform)得到頻域接收信號(hào)Υ。將頻域接收信號(hào)Υ送入基本信 號(hào)估計(jì)器（ESE, Elementary Signal Estimator)408。基本信號(hào)估計(jì)器408的功能是分解 多用戶信號(hào)，以實(shí)際頻域接收數(shù)據(jù)Y和碼片的先驗(yàn)（A Priori)軟信息(4(/)?作為已 知條件，通過在各子載波上獨(dú)立進(jìn)行的多用戶干擾的軟干擾消除操作，得到更新后的各用 戶各碼片的外附（Extrinsic)軟信息對(duì)于第η個(gè)子載波，接收信號(hào)可以表示 '〇·. 為：
[0046]
[0047] 其中，htn為第k個(gè)用戶第η個(gè)子載波的信道狀態(tài)信息，Ζ (η)為第η個(gè)子載波上的 噪聲。
[0048] 由于Xk(η)由相鄰的若干碼片調(diào)制而得，根據(jù)上述第η個(gè)子載波上的信號(hào)關(guān)系， 基本信號(hào)估計(jì)器408將采用逐碼片檢測(cè)方法（Chip-by-Chip Detection Algorithm)估 計(jì)出各用戶各碼片的外附軟信息，用表示。通過解交織器k 410對(duì)軟信 息序列·進(jìn)行對(duì)應(yīng)的解交織操作，得到對(duì)應(yīng)的交織前的碼片序列的軟信息 {eESE (ck (j))}，送入解碼器k 416進(jìn)行解碼，得到新的外附軟信息{eDEC (ck (j))}，通過交織器 k 412再次進(jìn)行交織得到交織后碼片序列的軟信息將其作為先驗(yàn)信息輸入 到基本信號(hào)估計(jì)器408。在第一次迭代時(shí)，將先驗(yàn)軟信息序列置零。在最后一 次迭代結(jié)束后，對(duì)解碼器k 416的輸出進(jìn)行硬判決得到發(fā)送信息的估計(jì)值|可見，接收端 的操作可認(rèn)為是在各子載波上進(jìn)行迭代軟干擾消除?；拘盘?hào)估計(jì)器408相應(yīng)于如圖3中 所示的用戶的發(fā)送端的子載波功率分配器310的子載波功率動(dòng)態(tài)分配操作而相關(guān)地進(jìn)行 配置參數(shù)方面的調(diào)整。具體調(diào)整方式可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)發(fā)送端的改進(jìn)（主要涉及 圖3中的子載波功率分配器310的改進(jìn)）來相應(yīng)地進(jìn)行，細(xì)節(jié)在此不再贅述。需要說明，除 了在基本信號(hào)估計(jì)器408中實(shí)現(xiàn)的操作以外，基站的接收端的其他組成單元中的操作為本 領(lǐng)技術(shù)所熟知，其細(xì)節(jié)在此不再贅述。
[0049] 在此需要說明，圖4中僅示出了基站的接收端中包括用于所有K個(gè)用戶設(shè)備中第 k個(gè)用戶設(shè)備的解交織器k 410、交織器k 412和解碼器k416,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理 解，基站的接收端中包括了針對(duì)所有K個(gè)用戶設(shè)備中每個(gè)用戶設(shè)備的解交織器、交織器和 解碼器。為了使附圖清楚簡明，用于其他用戶設(shè)備的解交織器、交織器和解碼器以省略號(hào)的 形式示出。
[0050] 在此需要說明，雖然在上面的例子中，根據(jù)本發(fā)明的子載波發(fā)送功率動(dòng)態(tài)調(diào)整方 法是在用戶設(shè)備的發(fā)送端實(shí)現(xiàn)的，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，這種子載波發(fā)送功率動(dòng) 態(tài)調(diào)整方法當(dāng)然也可以在基站端實(shí)現(xiàn)，或者，可以在除了用戶設(shè)備和基站之外的獨(dú)立的設(shè) 備中實(shí)現(xiàn)。
[0051] 下面將詳細(xì)介紹如圖2中所示的子載波功率調(diào)整單元12在圖3中的子載波功率 分配器310中實(shí)現(xiàn)的子載波功率動(dòng)態(tài)調(diào)整的一種【具體實(shí)施方式】。
[0052] 假設(shè)通信系統(tǒng)包括的、其子載波發(fā)送功率待被調(diào)整的用戶設(shè)備的數(shù)目為K，第k個(gè) 用戶的平均發(fā)送功率為P k (k = 1，2, . . .，K)，子載波的數(shù)目為N。參數(shù)確定單元124確定通信 系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息，包括第k個(gè)用戶第η個(gè)子載波的頻域信道狀態(tài)信息估計(jì)值i" 1 k = 1，2,. . .，K，n = 0, 1，. . .，N-1。噪聲方差^和系統(tǒng)的星座圖調(diào)制方式是已知的，并且將第k 個(gè)用戶第η個(gè)子載波的瞬時(shí)發(fā)送功率定義為pk,n (其中，k = 1，2,. . .，Κ，η = 0, 1，. . .，N-1)。
[0053] 根據(jù)本公開，信道狀態(tài)信息估計(jì)值可以由所述至少部分用戶設(shè)備在所述通信 系統(tǒng)的各個(gè)子信道上的信道條件和/或所述至少部分用戶設(shè)備之間的多用戶干擾表示。
[0054] 優(yōu)化模型建立子單元122建立待求解的優(yōu)化模型。以Κ個(gè)用戶中各用戶各子載波 的瞬時(shí)發(fā)送功率p k,n (k = 1，2,. . .，Κ，η = 0, 1，. . .，Ν-1)為待優(yōu)化變量，并且以通信系統(tǒng)中 的和信道容量（Sum Channel Capacity)最大化為優(yōu)化目標(biāo)，以各用戶子載波的平均發(fā)送功 率為第一組約束條件，即
k = 1，2,. . .，K，以各子載波瞬時(shí)發(fā)送功率為非 負(fù)頭數(shù)為弟一組約束條件，BP pk,n多 0，k = 1，2，· · ·，Κ，η = 0，1，· · ·，N_1。
[0055] 功率確定子單元126基于所述優(yōu)化模型，根據(jù)所述通信系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息，確 定所述至少部分用戶設(shè)備中每個(gè)用戶設(shè)備的各個(gè)子載波的發(fā)送功率，以使得所述通信系統(tǒng) 的信道容量最大化。根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例，功率確定子單元126根據(jù)參數(shù)確定子單元 124確定的通信系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息，通過求解由優(yōu)化模型建立子單元122建立的優(yōu)化模 型，得到各用戶各子載波的瞬時(shí)發(fā)送功率P k，n (k = 1，2,. . .，K，n = 0, 1，. . .，N-1)，用于所述 正交頻分復(fù)用交織多址通信系統(tǒng)中相應(yīng)用戶設(shè)備的發(fā)送端。
[0056] 根據(jù)本公開，功率確定子單元126確定的用于每個(gè)用戶設(shè)備的各個(gè)子載波的發(fā) 送功率Pk， n滿足如下預(yù)定約束條件：針對(duì)該用戶設(shè)備的各個(gè)子載波的發(fā)送功率之和等于 用于該用戶設(shè)備的平均發(fā)送功率與所述子載波的數(shù)目之積，SI
其中k = 1C 〇
[0057] 根據(jù)本公開，每個(gè)用戶設(shè)備的平均發(fā)送功率可以從服務(wù)該用戶設(shè)備的基站獲取。
[0058] 在上面所提及的和信道容量由所有子載波上的子信道容量的和構(gòu)成，每個(gè)子信道 的容量計(jì)算方式由系統(tǒng)星座圖調(diào)制方式?jīng)Q定。0FDM-IDMA系統(tǒng)一般采用Μ階正交幅度調(diào)制 (M-QAM)，最常用的是 Μ = 4 的星座圖，即 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying，正交相 移鍵控）調(diào)制。以此調(diào)制方式它所對(duì)應(yīng)的和信道容量由下式給出：
[0059]
[0060] 其中，C。表示作為優(yōu)化目標(biāo)的所述通信系統(tǒng)的信道容量；γ n表示第η個(gè)子信道上 的多用戶信號(hào)的信噪比，其基于所述信道狀態(tài)信息和所述至少部分用戶中每個(gè)用戶用于各 個(gè)子載波的發(fā)送功率來確定；η為子載波的序號(hào)，Ν為子載波的數(shù)目。
2
[0061] 更具體地，其中，γΧ以通過 獲得（其中，η = 〇，！，···，Ν-丄， k = 1，2,. . .，Κ，η = 0, 1，. . .，Ν-1)，氣s表示第k個(gè)用戶第η個(gè)子載波對(duì)應(yīng)的第η個(gè)子信道 的信道狀態(tài)信息，其反映了第k個(gè)用戶設(shè)備在所述通信系統(tǒng)的第η個(gè)子信道上的信道條件 和/或各用戶設(shè)備之間的多用戶干擾；表示第η個(gè)子信道上的噪聲方差。
[0062] 即，根據(jù)本公開的優(yōu)選實(shí)施例，優(yōu)化模型建立子單元122可以被配置為建立通過 上述公式（2)來表示的優(yōu)化模型。
[0063] 如圖4所示的0FDM-IDMA通信系統(tǒng)的接收端采用迭代干擾消除技術(shù)并行處理每一 個(gè)子載波上的數(shù)據(jù)，因此，當(dāng)?shù)邮諜C(jī)收斂時(shí)，多用戶之間的干擾功率將趨向于零，所述 和信道容量可由下式近似給出：
[0064] _
?：-1
[0065] 其中，γ 表示第k個(gè)用戶設(shè)備在第η個(gè)子載波對(duì)應(yīng)的第η個(gè)子信道上的信噪比， 其可以通過公式 nv, = V,, ,σ,丨表示，其中，k = 1，2, · · ·，Κ，η = 0, 1，· · ·，Ν-1。
[0066] 采用（^作為和信道容量表達(dá)式，求解上述優(yōu)化問題可得瞬時(shí)功率分配結(jié)果如下， 即功率確定子單元126基于如下公式確定所述多個(gè)用戶中每個(gè)用戶用于各個(gè)子載波的發(fā) 送功率：
[0067] L
V.. J J
[0068] 其中，ptn表示所述多個(gè)用戶中第k個(gè)用戶用于第η個(gè)子載波的發(fā)送功率；max為 取最大值函數(shù)，其保證了 pkin的非負(fù)實(shí)數(shù)性質(zhì)；參數(shù)λ k為求解Pk，n引入的拉格朗日算子， 其值使得Ptn滿足該第一組約束條件，即針對(duì)該用戶設(shè)備的各個(gè)子載波的發(fā)送功率之和等 于用于該用戶設(shè)備的平均發(fā)送功率與所述子載波的數(shù)目之積，也即k = 1C 〇
[0069] 從上面公式（4)可以看出，由于系統(tǒng)容量與pk,n、^"和σ 2有關(guān)，而|；^和σ 2是與 系統(tǒng)的配置相關(guān)的參數(shù)，即一旦系統(tǒng)配置確定，就不可調(diào)，因此，當(dāng)以系統(tǒng)容量作為優(yōu)化目 標(biāo)時(shí)，可以通過調(diào)整子載波的功率來實(shí)現(xiàn)該優(yōu)化目標(biāo)。
[0070] 與常用子信道容量的表達(dá)式qn= log2(l+Yn)不同，在本公開中采用的各個(gè)子信 道容量表達(dá)式為=2(1-21)原因如下：常用子信道容量的表達(dá)式僅在輸入信號(hào)的 % 分布呈連續(xù)的高斯（Gaussian)分布時(shí)才成立，但是，在實(shí)際的0FDM-IDMA系統(tǒng)的QPSK調(diào)制 中，等效頻域信道的輸入信號(hào)都是離散的星座點(diǎn)，分布為有限的、等概率離散分布，而不是 高斯分布，因此，如果采用輸入信號(hào)呈現(xiàn)連續(xù)的高斯分布時(shí)才能成立的C^ n表達(dá)式，會(huì)因?yàn)?與實(shí)際輸入信號(hào)分布特性不相符而造成優(yōu)化性能下降。對(duì)比而言，如果采用本發(fā)明上述的 與實(shí)際通信系統(tǒng)中的輸入信號(hào)（即有限的、離散分布的輸入信號(hào)）的分布特性對(duì)應(yīng)的子信 道容量表達(dá)式=20-21)就能夠獲得令人滿意的優(yōu)化性能。
[0071] 需要指出，上述結(jié)合圖1-2描述的根據(jù)本公開實(shí)施例的用于實(shí)現(xiàn)子載波發(fā)送功率 動(dòng)態(tài)調(diào)整的無線通信裝置，既可以作為獨(dú)立的功能裝置實(shí)現(xiàn)，也可以在通信系統(tǒng)的用戶設(shè) 備中實(shí)現(xiàn)，例如在參照?qǐng)D3描述的用戶設(shè)備的發(fā)送端中實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然，也可以在通信系統(tǒng)的基 站中實(shí)現(xiàn)，例如在參照?qǐng)D4描述的基站的接收端中實(shí)現(xiàn)。
[0072] 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于非正交多址通信系統(tǒng)的基站50的示意性框 圖。如圖所示，基站50包括如上述結(jié)合圖1-2所示的無線通信管理裝置10,用于針對(duì)通信 系統(tǒng)中包括的至少部分用戶設(shè)備，根據(jù)上述通信系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息，對(duì)至少部分用戶設(shè) 備中每個(gè)用戶設(shè)備的、用于各個(gè)子載波的上行發(fā)送功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，以便每個(gè)用戶設(shè)備 以調(diào)整后的發(fā)送功率在相應(yīng)的子載波上向基站50傳輸數(shù)據(jù)。
[0073] 圖6示出了圖5中基站50的一種具體實(shí)現(xiàn)方式的示意性框圖。如圖10所示，基 站50還包括：交織器分配裝置502,用于響應(yīng)于來自至少部分用戶設(shè)備的數(shù)據(jù)連接請(qǐng)求，為 至少部分用戶設(shè)備中的每個(gè)用戶設(shè)備分配不同的交織器；以及通信裝置504,用于將所分 配的交織器的標(biāo)識(shí)發(fā)送給相應(yīng)的用戶設(shè)備。
[0074] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，通信裝置504可以通過物理層的控制信道將所分配的交織器的 標(biāo)識(shí)發(fā)送給相應(yīng)的用戶設(shè)備。
[0075] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，通信裝置504還可以響應(yīng)于至少部分用戶設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)連接 請(qǐng)求，向該至少部分用戶設(shè)備中的每個(gè)用戶設(shè)備發(fā)送用于對(duì)所述通信系統(tǒng)中的信道狀態(tài)進(jìn) 行估計(jì)的訓(xùn)練序列。訓(xùn)練序列例如可以為如下中任一種：未經(jīng)調(diào)制的訓(xùn)練序列、經(jīng)交織多址 調(diào)制的訓(xùn)練序列、經(jīng)正交頻分復(fù)用調(diào)制的訓(xùn)練序列、經(jīng)正交頻分復(fù)用交織多址的訓(xùn)練序列 以及與數(shù)據(jù)疊加在一起發(fā)送的訓(xùn)練序列。
[0076] 如圖5-6所述的基站50例如可以被配置為執(zhí)行結(jié)合圖1_2、4描述的通信裝置的 操作，細(xì)節(jié)可以參考圖1-2及其說明獲知，在此不再贅述。
[0077] 圖7示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的用于非正交多址通信系統(tǒng)的用戶設(shè)備70的示意 性框圖。如圖所示用戶設(shè)備70包括如上述結(jié)合圖1-2所示的無線通信管理裝置10,用于根 據(jù)通信系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息，對(duì)該用戶設(shè)備用于各個(gè)子載波的發(fā)送功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，以 便以該用戶設(shè)備用于各個(gè)子載波的、動(dòng)態(tài)調(diào)整后的發(fā)送功率，在相應(yīng)的子載波上進(jìn)行上行 數(shù)據(jù)傳輸。
[0078] 圖8示出了圖7中用戶設(shè)備70的一種具體實(shí)現(xiàn)方式的示意性框圖。如圖所示，用 戶設(shè)備70還包括通信裝置702,用于向基站發(fā)送數(shù)據(jù)連接請(qǐng)求，并從所述基站接收該基站 響應(yīng)于該數(shù)據(jù)連接請(qǐng)求而為該用戶設(shè)備分配的交織器的標(biāo)識(shí)。
[0079] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，通信裝置702還配置為響應(yīng)于數(shù)據(jù)連接請(qǐng)求，從基站接收用于 對(duì)通信系統(tǒng)中的信道狀態(tài)進(jìn)行估計(jì)的訓(xùn)練序列。訓(xùn)練序列可以為為如下中任一種：未經(jīng)調(diào) 制的訓(xùn)練序列、經(jīng)交織多址調(diào)制的訓(xùn)練序列、經(jīng)正交頻分復(fù)用調(diào)制的訓(xùn)練序列、經(jīng)正交頻分 復(fù)用交織多址的訓(xùn)練序列以及與數(shù)據(jù)疊加在一起發(fā)送的訓(xùn)練序列。
[0080] 如圖7-8所述的用戶設(shè)備70例如可以被配置為執(zhí)行結(jié)合圖1-3描述的通信裝置 的操作，細(xì)節(jié)可以參考圖1-3及其說明獲知，在此不再贅述。
[0081] 圖9是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的子載波發(fā)送功率動(dòng)態(tài)調(diào)整方法的示意性流程圖。 如圖9所示，在步驟S920,針對(duì)通信系統(tǒng)中包括的至少部分用戶設(shè)備，根據(jù)通信系統(tǒng)的信道 狀態(tài)信息，對(duì)至少部分用戶設(shè)備中每個(gè)用戶設(shè)備的、用于各個(gè)子載波的發(fā)送功率進(jìn)行動(dòng)態(tài) 調(diào)整，以便上述至少部分用戶設(shè)備以調(diào)整后的發(fā)送功率在相應(yīng)的子載波上進(jìn)行上行數(shù)據(jù)傳 輸。S920可以參考例如結(jié)合圖1-2描述的功率調(diào)整單元12的操作，在此省略其詳細(xì)描述。
[0082] 圖10是示出了圖9中的子載波功率動(dòng)態(tài)調(diào)整方法的一個(gè)具體示例的流程圖。在 該示例中，子載波功率動(dòng)態(tài)調(diào)整的方法在用戶端的用戶設(shè)備中實(shí)現(xiàn)。圖10中的示例以時(shí)分 雙工（TDD，Time Division Duplex)上行數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)為例，在系統(tǒng)的用戶端的用戶設(shè)備UE 與基站BS之間執(zhí)行的信令流程如下。
[0083] 在步驟①，位于用戶端的用戶設(shè)備發(fā)起數(shù)據(jù)連接請(qǐng)求。在步驟②，基站同意該數(shù)據(jù) 連接請(qǐng)求后，分配給用戶不同的交織器，并發(fā)送數(shù)據(jù)連接應(yīng)答請(qǐng)求。在步驟③，基站發(fā)送訓(xùn) 練序列用于信道估計(jì)。在步驟④，用戶端的用戶設(shè)備根據(jù)接收到的訓(xùn)練序列進(jìn)行各自的信 道估計(jì)，得到信道狀態(tài)信息估計(jì)值>并計(jì)算信道的平均增纟
然后將其發(fā) 送給基站端。在步驟⑤，基站根據(jù)接收到的各用戶信道平均增益，進(jìn)行平均功率分配處理， 計(jì)算出各用戶設(shè)備所需的平均發(fā)送功率Pk，反饋給各用戶設(shè)備。在步驟⑥，各用戶執(zhí)行如本 公開上述實(shí)施例所描述的子載波功率動(dòng)態(tài)調(diào)整方法，得到各自的瞬時(shí)功率P k，n，并將該調(diào)整 過的功率用于上行數(shù)據(jù)傳輸。在步驟⑦，基站處理接收到的數(shù)據(jù)并根據(jù)需要發(fā)送下行數(shù)據(jù)。
[0084] 在上述信令交互過程中，大部分信令數(shù)據(jù)只涉及很少的數(shù)據(jù)量，可通過控制信道 傳輸；只有訓(xùn)練序列和數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)量較大，可通過數(shù)據(jù)信道傳輸。
[0085] 圖11是示出了圖9中的子載波功率動(dòng)態(tài)調(diào)整方法的另一個(gè)具體示例的流程圖。其 與圖10的信令流程的不同之處在于，在圖10的信令流程中是在用戶端由用戶設(shè)備UE執(zhí)行 子載波功率動(dòng)態(tài)調(diào)整，而在圖11中，是在基站端執(zhí)行子載波功率動(dòng)態(tài)調(diào)整。具體而言，在步 驟①，位于用戶端的用戶設(shè)備發(fā)起數(shù)據(jù)連接請(qǐng)求。在步驟②，基站同意該數(shù)據(jù)連接請(qǐng)求后， 分配給用戶不同的交織器，并發(fā)送數(shù)據(jù)連接應(yīng)答請(qǐng)求。在步驟③，用戶設(shè)備向基站發(fā)送訓(xùn)練 序列用于信道估計(jì)并且基站基于該訓(xùn)練序列對(duì)通信系統(tǒng)的信道狀態(tài)進(jìn)行估計(jì)。在步驟④， 進(jìn)行平均功率分配處理并實(shí)現(xiàn)子載波功率動(dòng)態(tài)調(diào)整。在步驟⑤，基站通過物理下行控制信 令將經(jīng)調(diào)整的、用于子載波的發(fā)送功率經(jīng)由物理下行鏈路控制信道（PDCCH)下發(fā)給相應(yīng)的 用戶端。以及，在步驟⑥，便該用戶端的用戶設(shè)備以經(jīng)調(diào)整的發(fā)送功率在相應(yīng)的子載波上進(jìn) 行上行數(shù)據(jù)傳輸，即進(jìn)行向基站端的數(shù)據(jù)傳輸。
[0086] 如圖10所述的通信方法例如可以通過如圖6所示的用戶設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，而如圖11 所述的通信方法例如可以通過如圖5所示的基站來實(shí)現(xiàn)，具體細(xì)節(jié)可以參考圖5-6及其詳 細(xì)說明獲知，在此不再贅述。
[0087] 容易理解，包括根據(jù)本公開上述實(shí)施例的能夠?qū)τ脩粼O(shè)備子載波功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào) 整的基站，或者包括根據(jù)本公開上述實(shí)施例的能夠?qū)τ脩粼O(shè)備子載波功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整的 用戶終設(shè)備的通信系統(tǒng)，也應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為包括在本公開的保護(hù)范圍中。
[0088] 圖12是示出了根據(jù)本公開通信方法的一種具體配置方式下與現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)方 案的誤比特率曲線的對(duì)比圖。在該仿真實(shí)驗(yàn)中，采用如圖3所示的通信系統(tǒng)發(fā)送端（即，用 戶設(shè)備的發(fā)送端）以及如圖4所示的通信系統(tǒng)接收端（即，基站的接收端），信令流程參見 圖10。系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)如下：擴(kuò)展長度S = 4,用戶設(shè)備數(shù)目K = 4,子載波數(shù)目N = 512,各 用戶設(shè)備采用隨機(jī)交織器，星座圖為QPSK調(diào)制，信道為12抽頭瑞利（Rayleigh)衰落信道， 接收機(jī)迭代次數(shù)為6。
[0089] 圖12給出系統(tǒng)相應(yīng)的誤比特率（BER，Bit Error Rate)曲線，包括現(xiàn)有系統(tǒng)的誤 比特率結(jié)果，即不進(jìn)行子載波功率動(dòng)態(tài)調(diào)整時(shí)的結(jié)果（曲線標(biāo)記為"等功率"），按照輸入信 號(hào)為Gaussian分布構(gòu)建和信道容量目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化得到的結(jié)果（曲線標(biāo)記為"不等功 率，高斯分布"）和按照本發(fā)明實(shí)施例所公開的子載波發(fā)送功率動(dòng)態(tài)調(diào)整裝置和方法得到的 結(jié)果（曲線標(biāo)記為"不等功率，本發(fā)明的功率動(dòng)態(tài)調(diào)整")。由圖12可以看出，采用根據(jù)本發(fā) 明實(shí)施例的子載波功率動(dòng)態(tài)調(diào)整裝置和方法所得到的誤比特率性能最好，特別是在高信噪 比時(shí)，其它兩種方法的誤比特率存在"平底"效應(yīng)（Error Floor Effect)，而根據(jù)本發(fā)明實(shí) 施例的方案不存在平底效應(yīng)。另外，從圖12可以看出，若目標(biāo)函數(shù)采用傳統(tǒng)的和信道容量 公式，即假設(shè)輸入信號(hào)為高斯（Gaussian)分布，造成的誤比特率反而比現(xiàn)有的不進(jìn)行子載 波功率調(diào)整時(shí)的要更高，這一現(xiàn)象與常見的"注水"算法可優(yōu)化系統(tǒng)性能的結(jié)論是相反的， 原因就在于，兩者優(yōu)化的通信系統(tǒng)有根本的不同。應(yīng)用"注水"算法的0FDM或0FDMA系統(tǒng) 中，系統(tǒng)的每個(gè)子載波只被其中一個(gè)用戶獨(dú)占，而本發(fā)明所涉及0FDM-IDMA系統(tǒng)中，每個(gè)子 載波被所有用戶共享。
[0090] 以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本發(fā)明的基本原理，但是，需要指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的 技術(shù)人員而言，能夠理解根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的裝置和方法的全部或者任何步驟或部件，可 以在任何計(jì)算裝置（包括處理器、存儲(chǔ)介質(zhì)等）或者計(jì)算裝置的網(wǎng)絡(luò)中，以硬件、固件、軟件 或者其組合的形式實(shí)現(xiàn)，這是本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀了本發(fā)明的描述的情況下利用其基 本電路設(shè)計(jì)知識(shí)或者基本編程技能就能實(shí)現(xiàn)的。
[0091] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，上文所述的裝置中的各組成部件，例如優(yōu)化模型建 立子單元、參數(shù)確定子單元、功率確定子單元等，可以由一個(gè)或更多個(gè)處理器來實(shí)現(xiàn)，而例 如通信裝置等，可以由天線、濾波器、調(diào)制解調(diào)器及編解碼器等電路元器件實(shí)現(xiàn)。
[0092] 而且，本發(fā)明還提出了一種存儲(chǔ)有機(jī)器可讀取的指令代碼的程序產(chǎn)品。所述指令 代碼由機(jī)器讀取并執(zhí)行時(shí)，可執(zhí)行上述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法。
[0093] 相應(yīng)地，用于承載上述存儲(chǔ)有機(jī)器可讀取的指令代碼的程序產(chǎn)品的存儲(chǔ)介質(zhì)也包 括在本發(fā)明的公開中。所述存儲(chǔ)介質(zhì)包括但不限于軟盤、光盤、磁光盤、存儲(chǔ)卡、存儲(chǔ)棒等 等。
[0094] 在通過軟件或固件實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的情況下，從存儲(chǔ)介質(zhì)或網(wǎng)絡(luò)向具有專用硬件結(jié)構(gòu) 的計(jì)算機(jī)（例如圖13所示的通用計(jì)算機(jī)1300)安裝構(gòu)成該軟件的程序，該計(jì)算機(jī)在安裝有 各種程序時(shí)，能夠執(zhí)行各種功能等。
[0095] 在圖13中，中央處理單元（CPU) 1301根據(jù)只讀存儲(chǔ)器（ROM) 1302中存儲(chǔ)的程序或 從存儲(chǔ)部分1308加載到隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM) 1303的程序執(zhí)行各種處理。在RAM 1303中， 也根據(jù)需要存儲(chǔ)當(dāng)CPU 1301執(zhí)行各種處理等等時(shí)所需的數(shù)據(jù)。CPU 130UR0M 1302和RAM 1303經(jīng)由總線1304彼此連接。輸入/輸出接口 1305也連接到總線1304。
[0096] 下述部件連接到輸入/輸出接口 1305 :輸入部分1306 (包括鍵盤、鼠標(biāo)等等）、輸 出部分1307(包括顯示器，比如陰極射線管（CRT)、液晶顯示器（IXD)等，和揚(yáng)聲器等）、存 儲(chǔ)部分1308 (包括硬盤等）、通信部分1309 (包括網(wǎng)絡(luò)接口卡比如LAN卡、調(diào)制解調(diào)器等）。 通信部分1309經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)比如因特網(wǎng)執(zhí)行通信處理。根據(jù)需要，驅(qū)動(dòng)器1310也可連接到輸 入/輸出接口 1305?？梢瞥橘|(zhì)1311比如磁盤、光盤、磁光盤、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等等根據(jù)需要 被安裝在驅(qū)動(dòng)器1310上，使得從中讀出的計(jì)算機(jī)程序根據(jù)需要被安裝到存儲(chǔ)部分1308中。
[0097] 在通過軟件實(shí)現(xiàn)上述系列處理的情況下，從網(wǎng)絡(luò)比如因特網(wǎng)或存儲(chǔ)介質(zhì)比如可移 除介質(zhì)1311安裝構(gòu)成軟件的程序。
[0098] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這種存儲(chǔ)介質(zhì)不局限于圖13所示的其中存儲(chǔ)有程 序、與設(shè)備相分離地分發(fā)以向用戶提供程序的可移除介質(zhì)1311?？梢瞥橘|(zhì)1311的例子 包含磁盤（包含軟盤（注冊(cè)商標(biāo)））、光盤（包含光盤只讀存儲(chǔ)器（⑶-ROM)和數(shù)字通用盤 (DVD))、磁光盤（包含迷你盤（MD)(注冊(cè)商標(biāo)））和半導(dǎo)體存儲(chǔ)器?；蛘?，存儲(chǔ)介質(zhì)可以是 ROM 1302、存儲(chǔ)部分1308中包含的硬盤等等，其中存有程序，并且與包含它們的設(shè)備一起 被分發(fā)給用戶。
[0099] 還需要指出的是，在本發(fā)明的裝置、方法和系統(tǒng)中，各部件或各步驟是可以分解和 /或重新組合的。這些分解和/或重新組合應(yīng)該視為本發(fā)明的等效方案。并且，執(zhí)行上述系 列處理的步驟可以自然地按照說明的順序按時(shí)間順序執(zhí)行，但是并不需要一定按時(shí)間順序 執(zhí)行。某些步驟可以并行或彼此獨(dú)立地執(zhí)行。
[0100] 最后，還需要說明的是，術(shù)語"包括"、"包含"或者其任何其他變體意在涵蓋非排他 性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且 還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的 要素。此外，在沒有更多限制的情況下，由語句"包括一個(gè)……"限定的要素，并不排除在包 括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0101] 以上雖然結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)明白，上面所描述的實(shí) 施方式只是用于說明本發(fā)明，而并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可 以對(duì)上述實(shí)施方式作出各種修改和變更而沒有背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。因此，本發(fā)明的 范圍僅由所附的權(quán)利要求及其等效含義來限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于非正交多址通信系統(tǒng)的無線通信裝置，包括： 功率調(diào)整單元，用于針對(duì)所述通信系統(tǒng)中包括的至少部分用戶設(shè)備，根據(jù)所述通信系 統(tǒng)的信道狀態(tài)信息，對(duì)所述至少部分用戶設(shè)備中每個(gè)用戶設(shè)備用于各個(gè)子載波的發(fā)送功率 進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，W便所述至少部分用戶設(shè)備W調(diào)整后的發(fā)送功率在相應(yīng)的子載波上進(jìn)行上 行數(shù)據(jù)傳輸。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線通信裝置，其中，所述信道狀態(tài)信息由所述至少部分用 戶設(shè)備在所述通信系統(tǒng)的各個(gè)子信道上的信道條件和/或所述至少部分用戶設(shè)備之間的 多用戶干擾表不。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無線通信裝置，其中，所述功率調(diào)整單元被配置為根據(jù)所 述通信系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息對(duì)所述至少部分用戶設(shè)備中每個(gè)用戶設(shè)備的各個(gè)子載波的發(fā) 送功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，W優(yōu)化所述通信系統(tǒng)的信道容量。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線通信裝置，其中，所述功率調(diào)整單元包括： 優(yōu)化模型建立子單元，用于W所述通信系統(tǒng)的信道容量為優(yōu)化目標(biāo)，W所述至少部分 用戶設(shè)備中每個(gè)用戶設(shè)備的各個(gè)子載波的發(fā)送功率為待優(yōu)化變量，基于所述信道狀態(tài)信息 建立優(yōu)化模型； 參數(shù)確定子單元，用于確定所述通信系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息；W及 功率確定子單元，用于基于所述優(yōu)化模型，根據(jù)所述通信系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息，確定所 述至少部分用戶設(shè)備中每個(gè)用戶設(shè)備的各個(gè)子載波的發(fā)送功率，W使得所述通信系統(tǒng)的信 道容量最大化。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的無線通信裝置，其中，所述功率確定子單元確定的用于每個(gè) 用戶設(shè)備的各個(gè)子載波的發(fā)送功率滿足如下預(yù)定約束條件：針對(duì)該用戶設(shè)備的各個(gè)子載波 的發(fā)送功率之和等于用于該用戶設(shè)備的平均發(fā)送功率與所述子載波的數(shù)目之積。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的無線通信裝置，其中，每個(gè)用戶設(shè)備的平均發(fā)送功率從服務(wù) 該用戶設(shè)備的基站獲取。7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的無線通信裝置，其中所述優(yōu)化模型建立子單元被配置為 建立通過W下公式來表示的優(yōu)化模型：其中，C。表示作為優(yōu)化目標(biāo)的所述通信系統(tǒng)的信道容量；丫。表示第n個(gè)子信道上的多 用戶信號(hào)的信噪比，其基于所述信道狀態(tài)信息和所述至少部分用戶中每個(gè)用戶用于各個(gè)子 載波的發(fā)送功率來確定；n為子載波的序號(hào)，N為子載波的數(shù)目。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的無線通信管理裝置，其中功率確定子單元基于如下公式確定 所述多個(gè)用戶中每個(gè)用戶用于各個(gè)子載波的發(fā)送功率：其中，Pm表示所述多個(gè)用戶中第k個(gè)用戶用于第n個(gè)子載波的發(fā)送功率；max為取最 大值函數(shù)；馬,》表示第k個(gè)用戶用于第n個(gè)子載波的信道狀態(tài)信息；巧g2表示第n個(gè)子信道 上的噪聲方差，參數(shù)A k為求解P k,。引入的拉格朗日算子，其值使得P k,。滿足所述預(yù)定約束 條件。9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的無線通信裝置，其中，所述至少部分用戶設(shè)備是 從所述通信系統(tǒng)中包括的多個(gè)用戶設(shè)備中選擇的、符合如下條件的用戶設(shè)備： 對(duì)服務(wù)質(zhì)量QoS的要求高于預(yù)定條件的用戶設(shè)備； 子信道的質(zhì)量高于預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的用戶設(shè)備；W及 隨機(jī)選擇的用戶設(shè)備。10. 根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的無線通信裝置，其中，所述至少部分用戶設(shè)備為 所述通信系統(tǒng)中包括的所有用戶設(shè)備。11. 根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的無線通信管理裝置，其中，所述非正交多址通 信系統(tǒng)是正交頻分復(fù)用交織多址通信系統(tǒng)。12. -種用于非正交多址通信系統(tǒng)的基站，所述基站包括： 根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的無線通信管理裝置，用于針對(duì)所述通信系統(tǒng)中包 括的至少部分用戶設(shè)備，根據(jù)所述通信系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息，對(duì)所述至少部分用戶設(shè)備中 每個(gè)用戶設(shè)備的、用于各個(gè)子載波的上行發(fā)送功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，W便所述每個(gè)用戶設(shè)備 W調(diào)整后的發(fā)送功率在相應(yīng)的子載波上向所述基站傳輸數(shù)據(jù)。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的基站，還包括： 交織器分配裝置，用于響應(yīng)于來自所述至少部分用戶設(shè)備的數(shù)據(jù)連接請(qǐng)求，為所述至 少部分用戶設(shè)備中的每個(gè)用戶設(shè)備分配不同的交織器；W及 通信裝置，用于將所分配的交織器的標(biāo)識(shí)發(fā)送給相應(yīng)的用戶設(shè)備。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的基站，其中，所述通信裝置用于通過物理層的控制信道將 所分配的交織器的標(biāo)識(shí)發(fā)送給相應(yīng)的用戶設(shè)備。15. 根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的基站，其中，所述通信裝置還配置為從所述至少部分 用戶設(shè)備中的每個(gè)用戶設(shè)備接收訓(xùn)練序列，W基于所述訓(xùn)練序列對(duì)所述通信系統(tǒng)中的信道 狀態(tài)進(jìn)行估計(jì)， 其中，所述訓(xùn)練序列為如下中任一種：未經(jīng)調(diào)制的訓(xùn)練序列、經(jīng)交織多址調(diào)制的訓(xùn)練序 列、經(jīng)正交頻分復(fù)用調(diào)制的訓(xùn)練序列、經(jīng)正交頻分復(fù)用交織多址的訓(xùn)練序列W及與數(shù)據(jù)疊 加在一起發(fā)送的訓(xùn)練序列。16. -種用于非正交多址通信系統(tǒng)的用戶設(shè)備，所述用戶設(shè)備包括： 根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的無線通信管理裝置，用于根據(jù)所述通信系統(tǒng)的信 道狀態(tài)信息，對(duì)該用戶設(shè)備用于各個(gè)子載波的發(fā)送功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，W便W該用戶設(shè)備 用于各個(gè)子載波的、動(dòng)態(tài)調(diào)整后的發(fā)送功率，在相應(yīng)的子載波上進(jìn)行上行數(shù)據(jù)傳輸。17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的用戶設(shè)備，其中所述用戶設(shè)備還包括通信裝置，用于向基 站發(fā)送數(shù)據(jù)連接請(qǐng)求，并從所述基站接收該基站響應(yīng)于該數(shù)據(jù)連接請(qǐng)求而為所述用戶設(shè)備 分配的交織器的標(biāo)識(shí)。18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的用戶設(shè)備，其中，所述通信裝置還配置為響應(yīng)于所述數(shù)據(jù) 連接請(qǐng)求，從所述基站接收用于對(duì)所述通信系統(tǒng)中的信道狀態(tài)進(jìn)行估計(jì)的訓(xùn)練序列， 其中，所述訓(xùn)練序列為如下中任一種：未經(jīng)調(diào)制的訓(xùn)練序列、經(jīng)交織多址調(diào)制的訓(xùn)練序 列、經(jīng)正交頻分復(fù)用調(diào)制的訓(xùn)練序列、經(jīng)正交頻分復(fù)用交織多址的訓(xùn)練序列W及與數(shù)據(jù)疊 加在一起發(fā)送的訓(xùn)練序列。19. 一種用于非正交多址通信系統(tǒng)中的通信方法，包括： 針對(duì)所述通信系統(tǒng)中包括的至少部分用戶設(shè)備，根據(jù)所述通信系統(tǒng)的信道狀態(tài)信息， 對(duì)至少部分用戶設(shè)備中每個(gè)用戶設(shè)備的、用于各個(gè)子載波的發(fā)送功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，W便 所述至少部分用戶設(shè)備W調(diào)整后的發(fā)送功率在相應(yīng)的子載波上進(jìn)行上行數(shù)據(jù)傳輸。20. -種通信系統(tǒng)，包括如權(quán)利要求16-18中任一項(xiàng)所述的用戶設(shè)備，或者包括如權(quán)利 要求12-15中任一項(xiàng)所述的基站。
【文檔編號(hào)】H04L27/26GK105991504SQ201510086889
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年2月17日
【發(fā)明人】黨建, 張?jiān)阼? 吳亮, 魏超, 石宇
【申請(qǐng)人】索尼公司