明的多址接入方 法時(shí)，系統(tǒng)的總傳輸率如圖15所示。如圖15所示，本實(shí)施例的多址接入方法，每個(gè)正交子 信道僅有2個(gè)子層信道，相對于最優(yōu)非正交接入方法的K個(gè)子層信道，在系統(tǒng)的總傳輸率損 失較小的情況下，大大降低接收端譯碼復(fù)雜度。因此，本發(fā)明的多址接入方法，相對于正交 接入，在犧牲一定復(fù)雜度情況下，有效地提升了系統(tǒng)的總傳輸率。
[0149] 實(shí)施例9
[0150] 本實(shí)施例結(jié)合實(shí)際參數(shù)，進(jìn)一步說明本發(fā)明的聯(lián)合正交多址與非正交多址的上行 多址接入方法，可以靈活地調(diào)制用戶的傳輸速率，避免頻譜資源的浪費(fèi)。
[0151] 假設(shè)覆蓋范圍內(nèi)最大可能的用戶數(shù)為8,多址接入信道的帶寬資源被分割成2個(gè) 正交子信道，每個(gè)正交子信道被分割成2個(gè)子層信道。
[0152] 進(jìn)一步地，當(dāng)覆蓋范圍內(nèi)用戶數(shù)為最大值8時(shí)，每個(gè)子層信道可以供2個(gè)用戶分 享，則一種多址接入信道資源的占用情況如圖16所示。
[0153] 當(dāng)覆蓋范圍內(nèi)用戶數(shù)為最大值7時(shí)，一種多址接入信道資源的占用情況如圖17所 不〇
[0154] 當(dāng)覆蓋范圍內(nèi)用戶數(shù)為最大值6時(shí)，一種多址接入信道資源的占用情況如圖18所 不〇
[0155] 當(dāng)覆蓋范圍內(nèi)用戶數(shù)為最大值5時(shí)，一種多址接入信道資源的占用情況如圖19所 不〇
[0156] 當(dāng)覆蓋范圍內(nèi)用戶數(shù)為4時(shí)，每個(gè)子層信道可以完全供一個(gè)用戶使用，則一種多 址接入信道資源的占用情況如圖20所示。
[0157] 當(dāng)覆蓋范圍內(nèi)用戶數(shù)為最大值3時(shí)，一種多址接入信道資源的占用情況如圖21所 不〇
[0158] 當(dāng)覆蓋范圍內(nèi)用戶數(shù)為2時(shí)，每個(gè)正交子信道的每個(gè)子層信道完全供一個(gè)用戶使 用，則一種多址接入信道資源的占用情況如圖22所示
[0159] 當(dāng)覆蓋范圍內(nèi)只有1個(gè)用戶時(shí)，多址接入信道的全部信道資源均可被該用戶使 用，則一種多址接入信道資源的占用情況如圖23所示。
[0160] 假設(shè)用戶1 一直存在上行接入需求，則從圖16-23中可以看出，當(dāng)用戶數(shù)逐漸減 少，用戶1占用的信道資源（包括帶寬資源和功率資源）逐漸增多。
[0161] 實(shí)施例10
[0162] 本實(shí)施例以2個(gè)用戶為例，比較以下三種情況的聯(lián)合可達(dá)速率區(qū)域、聯(lián)合可達(dá)信 噪比域。具體如下：
[0163] 1.正交多址接入（功率控制可選）：將多址接入信道的帶寬資源分割為2個(gè)正交 子信道，每個(gè)正交子信道用于傳輸一個(gè)用戶的信息。
[0164] 2.多層單用戶：將正交子信道分割為2個(gè)優(yōu)先級(jí)不同的子層信道，每個(gè)子層信道 用于傳輸一個(gè)用戶的信息，接收端采用SIC解碼。
[0165] 3.單層多用戶：將正交子信道分割為1個(gè)子層信道，每個(gè)子層信道供2個(gè)用戶分 享，接收端采用SD解碼。
[0166] 假設(shè)給定兩個(gè)用戶的信噪比為SJPS2，多址接入信道的聯(lián)合可達(dá)速率域如圖1所 示。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)信息論，基于疊加編碼和SIC技術(shù)（即多層單用戶方案）以及基于疊加編碼 和SD技術(shù)（即單層多用戶方案）都可以達(dá)到如圖1所示的三段折線（CA-AB-BD)所示的理 論的多用戶聯(lián)合可達(dá)速率域的上界。而不帶功率控制的正交多址接入距離理論上界差距較 大。即使加入功率控制，正交多址接入距離理論上界仍然有一定差距。
[0167] 給定兩個(gè)用戶的傳輸率要求RJPR2，多址接入信道的聯(lián)合可達(dá)信噪比（SNR)域如 圖24所示。
[0168] 根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，基于疊加編碼和SD技術(shù)（即單層多用戶方案）可以達(dá)到如圖24 所示的三段折線所示的理論的多用戶聯(lián)合可達(dá)SNR域的下界。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種聯(lián)合正交多址與非正交多址的上行多址接入方法，其特征在于，包括以下步 驟： 基站根據(jù)其覆蓋范圍內(nèi)的K個(gè)用戶的信道狀態(tài)信息和業(yè)務(wù)需求，將多址接入信道的帶 寬資源進(jìn)行正交分割，得到所述多址接入信道的L個(gè)正交子信道； 所述基站根據(jù)其覆蓋范圍的K個(gè)用戶的信道狀態(tài)信息和業(yè)務(wù)需求，將得到的每個(gè)所述 正交子信道進(jìn)行非正交劃分，得到一個(gè)或者多個(gè)子層信道； 所述基站根據(jù)其覆蓋范圍內(nèi)的K個(gè)用戶的信道狀態(tài)信息、業(yè)務(wù)需求和所述多址接入信 道的帶寬和功率資源劃分情況，確定每個(gè)用戶的傳輸模式，并將所述傳輸模式分別對應(yīng)地 發(fā)送給每個(gè)用戶； 每個(gè)用戶根據(jù)其對應(yīng)地傳輸模式對信息比特進(jìn)行編碼調(diào)制，得到攜帶信息比特的發(fā)送 信號(hào)，并將所述發(fā)送信號(hào)輸出至所述多址接入信道。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)合正交多址與非正交多址的上行多址接入方法，其特征在 于，其中， 所述業(yè)務(wù)需求包括用戶傳輸率； 所述信道狀態(tài)信息包括用戶發(fā)送功率，信道增益和接收端噪聲，或信道增益和用戶在 接收端的信噪比； 每個(gè)所述正交子信道的帶寬資源為所述多址接入信道的一部分或者全部的時(shí)域、頻 域、空域或碼域資源。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)合正交多址與非正交多址的上行多址接入方法，其特征在 于，其中， 每個(gè)所述子層信道可被多個(gè)用戶共享使用，所述子層信道的接收信號(hào)為：占用該子層 信道中的所有用戶的發(fā)送信號(hào)在基站接收端的接收信號(hào)的疊加。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的聯(lián)合正交多址與非正交多址的上行多址接入方法，其特征在 于，其中， 對于離散基帶等效模型，每個(gè)所述子層信道的接收信號(hào)為：占用該子層信道的所有用 戶的發(fā)送符號(hào)序列在基站接收端的接收符號(hào)序列的疊加。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)合正交多址與非正交多址的上行多址接入方法，其特征在 于，所述每個(gè)用戶的傳輸模式包括該用戶接入的子層信號(hào)以及對應(yīng)每個(gè)所述子層信道的發(fā) 送功率和編碼調(diào)制模式，其中，所述編碼調(diào)制模式包括信道編碼、比特交織和星座映射，所 述每個(gè)用戶可以接入一個(gè)或者多個(gè)所述正交子信道中的一個(gè)或者多個(gè)所述子層信道。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)合正交多址與非正交多址的上行多址接入方法，其特征在 于，其中，每個(gè)用戶根據(jù)其對應(yīng)地傳輸模式對信息比特進(jìn)行編碼調(diào)制，得到攜帶信息比特的 發(fā)送信號(hào)，具體包括： 所述用戶根據(jù)編碼調(diào)制方式，將信息比特進(jìn)行信道編碼得到編碼比特，并對所述編碼 比特進(jìn)行比特交織得到交織比特，對所述交織比特進(jìn)行星座映射得到基帶發(fā)送符號(hào)，將所 述基帶發(fā)送符號(hào)輸出到基帶等效的多址接入信道。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的聯(lián)合正交多址與非正交多址的上行多址接入方法，其特征在 于，還包括： 對所述基帶發(fā)送符號(hào)進(jìn)行基帶后處理，得到對應(yīng)子層信號(hào)的發(fā)送信號(hào)，將所述發(fā)送信 號(hào)輸出至所述多址接入信道，其中，所述基帶后處理包括單載波調(diào)制、OFDM調(diào)制或SC-FDM 調(diào)制、組幀、和頻譜成形。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)合正交多址與非正交多址的上行多址接入方法，其特征在 于，還包括： 所述基站收到所述K個(gè)用戶的總接收信號(hào)后，依次或同時(shí)解調(diào)對應(yīng)L個(gè)正交子信道中 的接收信號(hào)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的聯(lián)合正交多址與非正交多址的上行多址接入方法，其特征在 于，還包括： 根據(jù)多個(gè)用戶的編碼調(diào)制模式對每一個(gè)所述子層信道中包含的多個(gè)用戶的信號(hào)進(jìn)行 聯(lián)合解調(diào)解碼，得到該子層信道中多個(gè)用戶的信息比特估計(jì)值。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的聯(lián)合正交多址與非正交多址的上行多址接入方法，其特征 在于，所述聯(lián)合解調(diào)解碼包括多用戶聯(lián)合檢測、解交織、信道解碼和迭代。
【專利摘要】本發(fā)明提出一種聯(lián)合正交多址與非正交多址的上行多址接入方法，包括：基站根據(jù)其覆蓋范圍內(nèi)的K個(gè)用戶的信道狀態(tài)信息和業(yè)務(wù)需求將多址接入信道的帶寬資源進(jìn)行正交分割，得到多址接入信道的L個(gè)正交子信道；并將每個(gè)正交子信道進(jìn)行非正交劃分，得到一個(gè)或多個(gè)子層信道；基站根據(jù)其覆蓋范圍內(nèi)的K個(gè)用戶的信道狀態(tài)信息、業(yè)務(wù)需求和多址接入信道的帶寬和功率資源劃分情況，確定每個(gè)用戶的傳輸模式，并分別對應(yīng)地發(fā)送給每個(gè)用戶；每個(gè)用戶根據(jù)其對應(yīng)地傳輸模式對信息比特進(jìn)行編碼調(diào)制，得到攜帶信息比特的發(fā)送信號(hào)，并輸出至多址接入信道。本發(fā)明減小了多用戶聯(lián)合可達(dá)速率域上界與理論界的距離，并減小了接收延時(shí)并改善了誤碼擴(kuò)散，降低了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。
【IPC分類】H04L1-00, H04L27-26
【公開號(hào)】CN104869094
【申請?zhí)枴緾N201510214059
【發(fā)明人】彭克武, 金黃平, 陳霜, 宋健
【申請人】清華大學(xué)
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年4月29日