CN105530652A - 在无线通信***中增加信道容量及频谱效率的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在无线通信***中增加信道容量及频谱效率的方法和装置。在一实施例中，该方法包括用户设备接收来自基站的叠加信号。该方法还包括用户设备接收来自基站的信令，从该信令获取有关用于解调的第一标准调制方式的信息以及如何从解调输出取回至少一个传输块的特定指示的信息。此外，该方法包括用户设备根据第一标准调制方式解调从基站接收的叠加信号，根据特定指示从解调输出取回至少一个传输块，并且忽略解调输出的其他部分。本发明提供的在无线通信***中增加信道容量及频谱效率的方法和装置，可用于在无线通信***中增加信道容量及频谱效率。

Description

在无线通信***中增加信道容量及频谱效率的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种无线通信网络，特别地，涉及一种用于在无线通信***中增加信道容量以及频谱效率的方法和装置。
背景技术
随着进出移动通信设备的大量数据通信需求的快速上升，传统的移动语音通信网络正演变成与互联网协议(IP)数据包通信的网络。这种IP数据包通信能够给移动通信设备的用户提供IP语音，多媒体，多播和按需通讯服务。
目前采用的标准化网络结构是一种演进的通用陆基无线接入网(E-UTRAN)，所述E-UTRAN***能够提供高数据吞吐量，以实现上面提到的IP语音以及多媒体服务。所述E-UTRAN***的标准化工作目前正在由3GPP标准化组织进行。因此，目前正在提交的3GPP标准化主体的改变被认为是演化并完成3GPP标准。
发明内容
本发明提供一种在无线通信***中增加信道容量及频谱效率的方法和装置，可用于在无线通信***中增加信道容量及频谱效率。
在一实施例中，在无线通信***中增加信道容量及频谱效率的方法包括所述用户设备接收来自基站(BS)的叠加信号。所述方法还包括所述用户设备接收来自所述基站的信令并从该信令获取有关用于解调的第一标准调制方式的信息以及如何从所述解调输出中取回至少一个传输块的特定指示的信息。此外，所述方法包括所述用户设备根据所述第一标准调制方式解调从所述基站接收的所述叠加信号，根据所述特定指示从所述调制输出取回至少一个传输块，并且忽略所述解调输出的其他部分。
附图说明
图1所示的是一实施例的无线通信***的示意图；
图2所示的是一实施例的发射***(也被称为接入网)和接收***(也被称为用户设备)的框图；
图3所示的是一实施例的通信***的功能框图；
图4所示的是一实施例的图3中的程序代码的功能框图；
图5是AnassBenjebbour,YuyaSaito,和YoshihisaKishiyama的”ConceptandPracticalConsiderationsofNon-orthogonalMultipleAccess(NOMA)forFutureRadioAccess”中的附图；
图6所示的是AnassBenjebbour,YuyaSaito,和YoshihisaKishiyama的ConceptandPracticalConsiderationsofNon-orthogonalMultipleAccess(NOMA)forFutureRadioAccess中的附图；
图7是一实施例的示意图；
图8是3GPPTS36.211V12.2.0中的7.1.2-1表格；
图9是GPPTS36.211V12.2.0中的7.1.3-1表格；
图10是3GPPTS36.211V12.2.0中的7.1.4-1表格；
图11是一实施例的流程图；
图12是一实施例的流程图；
图13是一实施例的流程图；
图14是一实施例的流程图；
图15是一实施例的流程图；
图16是一实施例的与图14匹配的自定义调制映射图；
图17是一实施例的与图15匹配的自定义调制映射图；
图18是一实施例的流程图；
图19是一实施例的流程图。
具体实施方式
下文描述的例举的无线通信***和装置使用支持广播服务的无线通信***。该无线通信***被广泛配置以提供各种类型的通信，例如音频通信、数据通信等。这些***是基于码分多址接入(CDMA)技术、时分多址接入(TDMA)技术、正交频分多址接入(OFDMA)技术、3GPPLTE无线接入技术、3GPPLTE-A或者高级长期演进技术(LongTermEvolutionAdvanced)、3GPP2超移动宽带(UltraMobileBroadband)、WiMax技术或者其他调制技术。
尤其是，下文描述的例举的无线通信***和装置可设计为适用各种文献中讨论的无线技术，包括：“Non-OrthogonalMultipleAccess(NOMA)forFutureRadioAccess”作者为YuyaSaito，YoshihisaKishiyama，以及AnassBenjebbour；“ConceptandPracticalConsiderationsofNon-orthogonalMultipleAccess(NOMA)forFutureRadioAccess”作者为AnassBenjebbour，YuyaSaito，以及YoshihisaKishiyama；“System-LevelPerformanceEvaluationofDownlinkNon-orthogonalMultipleAccess(NOMA)”作者为YuyaSaito，AnassBenjebbour，YoshihisaKishiyama，以及TakehiroNakamura；“System-LevelPerformanceofDownlinkNOMAforFutureLTEEnhancements”作者为AnassBenjebbour，AnxinLi，YuyaSaito，以及YoshihisaKishiyama；以及“WirelessCommunications”作者为AndreaGoldsmith，2005byCambridgeUniversityPress。
此外，下文描述的例举的无线通信***和装置可设计为支持一个或多个标准，例如名为“第三代合作伙伴计划”的组织所提供的标准，在本文中是指3GPP，包括：METISPublicDeliverableD2.3“Componentsofanewairinterface-buildingblocksandperformance”；TS36.300V12.2.0，“E-UTRAOveralldescription；Stage2(Release12)”；TS36.211V12.2.0“E-UTRAPhysicalchannelsandmodulation(Release12)”；TS36.212V12.1.0“E-UTRAMultiplexingandchannelcoding(Release12)”；andTS36.213V12.1.0“E-UTRAPhysicallayerprocedures(Release12)”。上述这些标准和文献通过引用整体明确地结合在本文中。
图1示出根据本发明一个实施例的多路存取的无线通信***。接入网100(AN)包括多个天线组，一组包括天线104和106，另一组包括天线108和110，又一组包括天线112和114。在图1中，对每一个天线组只示出两个天线，然而，每一天线组可使用更多或更少的天线。接入终端116(AT)与天线112和114通信，其中天线112和114经由前向链路120向接入终端116发射信息并且经由反向链路118从接入终端116接收信息。接入终端(AT)122与天线106和108通信，其中天线106和108经由前向链路126接入终端(AT)122发射信息并且经由反向链路124从接入终端(AT)122接收信息。在FDD***中，通信链路118、120、124和126可使用不同的通信频率。例如，前向链路120可使用与反向链路118所使用的频率不同的频率。
每一个天线组和/或(天线被设计为在其中通信的)区域通常称为接入网的扇区。在本实施例中，每一个天线组被设计为与接入网100覆盖区域的扇区中的接入终端通信。
在经由前向链路120和126的通信中，接入网100的发射天线利用波束成形以改善不同接入终端116和122的前向链路信噪比。另外，与接入网通过单个天线发射至其所有接入终端相比，接入网使用波束成形在其覆盖范围向随机散布的接入终端发射时对相邻小区(neighboringcells)中的接入终端造成的干扰更小。
接入网(AN)可以是用于与终端通信的固定站，或者是基站，也称为接入点、节点B、基站、演进型基站、演进型节点B(eNB)或者其他技术术语。接入终端(AT)也可称作用户设备(UE)、无线通信装置、终端、接入终端或者其他技术术语。
图2是本发明一实施例的多输入多输出***(MIMOsystem)200的发射***210(也被称为接入网)和接收***250(也被称为接入终端(AT)或者用户设备(UE))的简要框图。在发射***210处，多个数据流的业务数据从数据源212提供给发射(TX)数据处理器214。
在一个实施例中，每一个数据流经由各自的发射天线进行发射。发射数据处理器214根据为该数据流所选择的特定编码方式对每一个数据流的业务数据进行格式化、编码和交织以提供编码数据。
使用OFDM技术将每一个数据流的编码数据与导频数据复用。导频数据通常是由已知方式处理的已知的数据模式，并且可在接收***处使用以估计信道响应。根据为每一个数据流所选的特定的调制方式(例如，BPSK，QPSK，M-PSK，或者M-QAM)，对该数据流的复用的导频和编码数据进行调制(即，符号映射)以提供调制符号。由处理器230执行指令来确定每一个数据流的数据速率、编码和调制。
将所有数据流的调制符号提供至TXMIMO处理器220，它进一步处理调制符号(例如，用于正交频分多路复用)。TXMIMO处理器220提供NT个调制符号流至NT个发射机(TMTR)222a-222t。在一个实施例中，TXMIMO处理器220对数据流符号和发射该符号的天线采用波束成形权重。
每一个发射机222分别接收并处理各自的符号流以提供一个或多个模拟信号，并且对该模拟信号进行适调(例如，放大、过滤和升频)以提供适于经由MIMO信道传输的调制信号。然后，发射机222a-222t的NT个调制信号分别从NT个天线224a-224t被发射。
在接收***250处，由NR个天线252a-252r接收所发射的调制信号，并且将每一个天线252所接收的信号分别提供至各自的接收机(RCVR)254a-254r。每一个接收机254对各自所接收的信号进行适调(例如，过滤、放大和降频)，对经适调的信号进行数字化以提供采样，并且进一步处理该采样以提供相应的“接收到”的符号流。
然后，RX数据处理器260根据特定的接收处理技术接收并处理由NR个接收机254所接收的NR个接收到的符号流，以提供NT个“检测到”的符号流。然后，RX数据处理器260对每一个所检测到的符号流进行解调，交错和解码以重获该数据流的业务数据。RX数据处理器260的处理与发射***210处的TXMIMO处理器220和发射数据处理器214执行的处理反向。
处理器270定期确定使用哪个预编码矩阵(在下文中讨论)。处理器270构设包括矩阵索引部分和秩值部分的反向链路消息。
该反向链路消息可包括与通信链路和/或所接收到的数据流相关的各种类型的信息。然后，发射数据处理器238对该反向链路消息进行处理，由调制器280进行调制，经由发射机254a-254r进行适调并发射回发射***210，该发射数据处理器238从数据源236接收多个数据流的业务数据。
在发射***210处，通过天线224接收来自接收***250的调制信号，由接收机222进行适调，由解调器240进行解调，并由RX数据处理器242进行处理以提取由接收***250发射的反向链路消息。然后，处理器230确定使用哪个预编码矩阵来确定波束成形权重并处理该提取的消息。
参看图3，该图示出根据本发明一个实施例的通信装置的可选的简要功能框图。如图3中所示，在无线通信***中，该通信装置300可用于识别图1中的用户设备(或接入终端)116和122，而该无线通信***优选为LTE***。该通信装置300包括一输入装置302、一输出装置304、一控制电路306、一中央处理器(CPU)308，一存储器310，一程序代码312以及一收发器314。控制电路306通过CPU308执行存储器310中的程序代码312，从而控制通信装置300的运作。通信装置300可接收用户从输入装置320(例如键盘或者按键)输入的信号，并且可通过输出装置304(例如监控器或扬声器)输出图像或声音。收发器314用于接收和发射无线信号，将所接收到的信号传送至控制电路306并且无线输出由控制电路306产生的输出信号。
图4是根据本发明一个实施例的图3中所示的程序代码312的简要框图。在这个实施例中，程序代码312包括应用层400，层3部分402以及层2部分404，该程序代码312与层1部分406耦接。层3部分402通常执行无线资源控制。层2部分404通常执行链路控制。层1部分406通常执行物理连接。
在未来移动和无线通信***的研究中，非正交多址接入技术(Non-OrthogonalMultipleAccess)被视为非常有用的技术。与当前的正交多址接入(OrthogonalMultipleAccess)技术相比，NOMA技术通过复用电源域中多个用户设备的信号来提供更大的信道容量和更高的频谱效率，如以下文献中所讨论的:“Non-OrthogonalMultipleAccess(NOMA)forFutureRadioAccess”，“ConceptandPracticalConsiderationsofNon-orthogonalMultipleAccess(NOMA)forFutureRadioAccess”，“System-LevelPerformanceEvaluationofDownlinkNon-orthogonalMultipleAccess(NOMA)”，以及“System-LevelPerformanceofDownlinkNOMAforFutureLTEEnhancements”。
此外，NOMA技术作为无线链路技术组成的一个部分包括在METIS项目(如METISPublicDeliverableD2.3中所讨论的)中以实现高于单位面积移动数据量1，000倍的目标。特别地，METISPublicDeliverableD2.3阐述了：
2.5先进的信令概念
在[HK12，HK13]中，对下行链路非正交多址接入技术进行了研究，其中涉及，在发射机端电源域中多路复用多个用户(信号)，而在接收机端根据串行干扰抵消(successiveinterferencecancellation，简称SIC)进行多个用户信号的分离。
在[SKB+13，BSK+13]中，详细阐述了作为未来多址通信方式候选技术的NOMA技术的基本概念和好处。在[SBK+13，BLS+13]中，讨论和研究了NOMA技术最初的***级评价结果，以展示其在低移动性和高移动性场景中有无SIC误差传播时的潜在增益、对候选用户对彻底的全搜索以及动态的发射功率分配例如分式发射功率分配(fractionaltransmitpowerallocation)。
非正交多址接入信令
为了平衡性能增益和信令开销，还研究了与多用户功率分配和MCS选择相关的信号方面。此处，研究了全搜索功率分配信令的减少对NOMA性能的影响。
全搜索多用户功率分配(Fullsearchmulti-userpowerallocation)
用户对的彻底全搜索以及发射功率分配使NOMA具有最佳性能。在全搜索功率分配的情况下，为调度程序所涉及的所有候选用户集(usersets)考虑多个功率分配组合。对于全搜索多用户功率分配，待搜索的功率设置(powersets)数量N成为一优化参数。大数量的功率设置增加了NOMA的性能增益，而在小数量的功率设置的情况下，我们可以减少下行链路信令的数量。例如，无需在每个子帧中都发射SIC命令和功率分配信息，而是在相对较长的时间间隔内进行发射。
3GPPTS36.300V12.2.0描述了LTE/LTE-A中的整体架构。对于下行链路传输而言，数据从网络传输至用户设备，3GPPTS36.211V12.2.0的第6部分和3GPPTS36.212V12.1.0的第5.3部分描述了该处理结构，并且3GPPTS36.213V12.1.0的第7部分描述了相关程序。
NOMA技术被视为电源域中的多路存取技术。在下行链路(Downlink)中，网络可在同一无线资源上同步一次发射至多个用户设备(例如成对的用户设备)。如图5(是“ConceptandPracticalConsiderationsofNon-orthogonalMultipleAccess(NOMA)forFutureRadioAccess”中附图的重现，作者AnassBenjebbour、YuyaSaito以及YoshihisaKishiyama)所示，一旦在接收时序接收无线资源上的发射(信息)，用户设备1首先解码用户设备2的信号，然后根据解码结果重新生成用户设备2的信号，然后将用户设备2的信号从接收到的发射(信息)中消去。在消去之后，接收到的发射(信息)的剩余部分是用户设备1的(信号)，用户设备1可以解码用户设备1的信号。
然而，如果用户设备1没有成功地解码用户设备2的信号，则无法消除由用户设备2的信号所导致的干扰。然后，用户设备1不能成功地解码用户设备1的信号。更为重要的是，SIC接收程序比传统方式更加复杂，因为它需要多个处理步骤：信号解码、重新生成以及消去。这些步骤需要额外的硬件并且将增加用户设备的制造成本和功率消耗。
因此，发明一种新的信号发射和接收方式是非常有益的，它可以实现NOMA的增益而无需使用SIC接收程序。这种信号发射和接收的新方式增加了当前通信设备的信道容量和频谱效率，并且无需额外的硬件支持。
图6示出一例举的NOMA场景。基站对用户设备1和用户设备2发射一复合信号。该复合信号是用户设备1信号和用户设备2信号的叠加，可以表达如下：
x = P 1 x 1 + P 2 x 2
发射功率P1是用户设备1信号的功率；发射功率P2是用户设备2信号的功率。该复合信号总的发射功率是每一个用户设备信号的发射功率之总和，可以表达为P＝P1+P2。
对于数字无线通信，通常使用相移键控作为调制方式。调制映射采用二进制数字0或者1作为输入并产生复值调制符号作为输出(在3GPPTS36.211V12.2.0中有讨论)。假定用户设备1信号和用户设备2信号都使用正交相移键控(Quadrature(Quaternary)PhaseShiftKeying，简称QPSK)调制方式。该信号可以表达如下：
x1＝[cos(ω·t+φI1-θ1)+sin(ω·t+φQ1-θ1)]
x2＝[cos(ω·t+φI2)+sin(ω·t+φQ2)]。
变量φI1和φI2是同相变量。变量φQ1和φQ2是正交变量。在一技术文献中详细描述了复值符号和比特位串之间一对一的映射关系，该技术文献例如是3GPPTS36.211。当使用QPSK时，信号x1和x2都带有一对二进制位，每对二进制位具有4个可能的组合{(0，0)，(0，1)，(1，0)，(1，1)}。
变量θ1是用户设备1信号和用户设备2信号的相位差。信号x1和x2都是正弦波并具有相同的频率。假设信号功率电平P1＝1且P2＝4，复合信号可以表达如下：
x＝1·x1+2·x2
x＝[1·cos(ω·t+φI1-θ1)+1·sin(ω·t+φQ1-θ1)]+[2·cos(ω·t+φI2)+2·sin(ω·t+φQ2)]I
假设θ1＝0＝0°，复合信号x存在16个可能的二进制数字组合。图7示出复合信号16个可能的复值调制符号位置。图7具有与四比特位(quadrupletsofbits)进行正交幅度调制(QuadratureAmplitudeModulation，简称16QAM)调制的星座图相同的16个符号位置，四比特位包括b(i)、b(i+1)、b(i+2)以及b(i+3)。因为四比特位(标号位赋值)和符号是一对一的映射关系，所以产生一个新的信号(带有相同的4个二进制位信息和相同的发射频率P)来替代初始的复合信号x是可行的。新的信号的产生，可通过将信号x1和x2的两对二进制位结合在一起，从而形成四比特位，然后使用16QAM调制方式来调制该四比特位。由于新的信号与初始的复合信号具有相同的频率和发射功率，其物理无线发射、传播和接收特性也会是相同的。
基站通常使用一信令以通知接收的用户设备一调制方式(该用户设备应当使用该调制方式进行解调)。举例来说，LTE***的下行控制信息(DownlinkControlInformation，简称DCI)(如3GPPTS36.212V12.1.0中所讨论的)包含关于调制和编码方式的信息。作为一个例子，基站可通知用户设备1使用16QAM调制方式进行解调，并且通知用户设备2使用QPSK调制方式进行解调。此外，基站应当通知用户设备1放弃属于用户设备2的比特位串，在本实例中是b(i)，b(i+1)，而保留只属于用户设备1的比特位串，在本实例中是b(i+2)，b(i+3)。
图8、图9和图10分别示出3GPPTS36.211V12.2第7.1部分中详细描述的QPSK、16QAM以及64QAM。用来替代SIC接收程序的使用，在用户设备1处可采用联合解调的概念，使用标准调制方式和如下文中所述的其他信息，通过传统的解调程序，从由基站发射至用户设备1与用户设备2且被用户设备1接收的信号中，获取传送给用户设备1的二进制比特位串。其中由用户设备1接收的信号可以是初始的复合信号x，或者是由信号x1和x2的两对二进制比特位结合在一起(以形成四比特位)，然后使用16QAM调制方式来调制该四比特位生成的新的信号。
通常，在现有的无线通信***中，用于通知接收的用户设备关于用户设备应当使用哪个调制方式来进行解调的信令已存在。然而，用于通知接收的用户设备如何映射并且从解调输出中取回位的新的信令是另外必须的。如果发射的信号是初始的复合信号，需要如何映射及如何从解调输出中取回比特位，这两项信息。如果发射的信号是由两对二进制位结合所产生的新的信号，那么只需要如何从解调输出中取回比特位的信息，因为在发射端两对二进制位的结合已经完成了映射。为了节省用于映射的信令，发射由信号x1和x2的两对二进制位结合所产生的新的信号来代替发射初始的复合信号x是较优先的选择。
该总体思路可以延伸至其他多个场景。在一个实施例中，用户设备1的信号使用16QAM调制；而用户设备2的信号使用QPSK调制。假设信号功率电平：P1＝5，P2＝16，那么复合信号将具有64个可能的复值调制符号。因此，通过将信号x1和x2的二进制位结合在一起产生用于发射的新信号是可能的，然后使用64QAM发射调制方式，这是可能的。基站可使用信令来通知(1)用户设备1使用64QAM调制方式进行解调；以及(2)用户设备2使用QPSK调制方式进行解调。此外，该基站还应当通知用户设备1放弃属于用户设备2的比特位串(在本实例中是b(i)和b(i+1))，并且保留属于用户设备1的比特位串(在本实例中是b(i+2)，b(i+3)，b(i+4)，以及b(i+5))。
在另一个实例中，基站将一复合信号发射给用户设备1、用户设备2以及用户设备3。假设(1)用户设备1、用户设备2以及用户设备3的所有这三个信号都使用QPSK调制；以及(2)信号功率电平：P1＝1，P2＝4，以及P3＝16，该复合信号将具有64个可能的复值调制符号。初始的复合信号可以表示如下：
x = P 1 x 1 + P 2 x 2 + P 3 x 3 = 1 · x 1 + 2 · x 2 + 4 · x 3
x1＝[cos(ω·t+φI1-θ1)+sin(ω·t+φQ1-θ1)]
x2＝[cos(ω·t+φI2-θ2)+sin(ω·t+φQ2-θ2)]
x3＝[cos(ω·t+φI3)+sin(ω·t+φQ3)]
换而言之，通过将复合信号x1，x2和x3的三对二进制位结合在一起，然后使用64QAM发射调制方式以生成一新的信令，这是可行的。该基站可使用信令来通知(1)用户设备1使用64QAM调制方式进行解调；(2)用户设备2使用16QAM调制方式进行解调；以及(3)用户设备3使用QPSK调制方式进行解调。此外，该基站还应当通知用户设备1放弃属于用户设备2以及用户设备3的比特位串(在本实例中是b(i)，b(i+1)，b(i+2)，以及b(i+3))，并且保留属于用户设备1的比特位串(在本实例中为b(i+4)以及b(i+5))。进一步地，该基站还应当通知用户设备2放弃属于用户设备3的比特位串(在本实例中是b(i)和b(i+1))，并且保留用户设备2的比特位串(在本实例中为b(i+2)以及b(i+3))。
可预期的是可以使用更高阶的调制方式(例如：256QAM)将信号发射给多个用户设备，而不脱离本发明精神和范围。
此外，信号发射端(或发射机)不限于基站而信号接收端(或发射机)不限于用户设备。举例来说，在设备至设备邻近通信(D2DProSe)的情况下，发射端可以是用户设备而接收端可以是其他用户设备或基站。该方法和装置可以适用于任何类型的通信***。
图11是一流程图(1100)，是从根据本发明一例举实施例的基站的角度进行的描述。在步骤1105中，基站具有发射至第一用户设备的第一比特位串。在步骤1110中，基站具有发射至第二用户设备的第二比特位串。在步骤1115中，基站连结第一比特位串和第二比特位串以形成第三比特位串。在一个实施例中，第一、第二和第三比特位串分别是二进制数位(0或1)。
在步骤1120中，基站自第三比特位串生成一叠加信号并且发射该叠加信号至第一用户设备和第二用户设备，其中该叠加信号具有与第一标准调制方式相同的复合星座，并且其中该叠加信号的每一个复合星座点具有与第一标准调制方式相同的标号位赋值和振幅赋值。在步骤1125中，基站发射第一信令以通知第一用户设备至少一用于解调的第一标准调制方式以及一如何从第一设备的解调输出中取回至少一个传输块的特定指示。在步骤1130中，基站发射一第二信令以通知该第二用户设备至少一用于解调的第二标准调制方式，其中第二标准调制方式不同于第一标准调制方式。
在一个实施例中，第一标准调制方式可以是QPSK、16QAM、64QAM或256QAM。该第二标准调制方式可以是QPSK、16QAM、64QAM或256QAM。
在一个实施例中，第一信令可以是一控制元素(ControlElement，简称CE)、一下行控制信息(DCI)或者一无线资源控制(RadioResourceControl，简称RRC)消息。该第二信令也可以是一CE、一DCI或一RRC消息。
参看图3以及4，在一个实施例中，从基站的角度看，该基站具有待发射至第一用户设备的第一比特位串以及待发射至第二用户设备的一第二比特位串，该装置300包括存储在发射端的存储器310中的一程序代码312。CPU308可执行程序代码312以将第一比特位串和第二比特位串连结以形成一第三比特位串。CPU可进一步执行程序代码312以从第三比特位串生成一叠加信号并且发射该叠加信号至第一用户设备和第二用户设备，其中该叠加信号具有与第一标准调制方式相同的复合星座，并且其中叠加信号的每一个复合星座点具有与第一标准调制方式相同的标号位赋值和振幅赋值。CPU还可执行程序代码312(i)以发射一第一信令以通知第一用户设备至少一用于解调的第一标准调制方式以及一如何从第一用户设备的解调输出中取回至少一个传输块的特定指示，以及(ii)发射一第二信令以通知第二用户设备至少一用于解调的第二标准调制方式，其中该第二标准调制方式不同于该第一标准调制方式。
此外，CPU308可执行程序代码312以执行上述所有活动和步骤或本文中描述的其他动作。
图12是流程图(1200)，是从根据本发明一例举实施例的用户设备的角度进行的描述。在步骤1205中，该用户设备从基站接收一叠加信号。在步骤1210中，该用户设备从基站接收一信令并且从该信令中获取用于解调的第一标准调制方式的信息以及一如何从解调输出中取回至少一个传输块的特定指示的信息。在步骤1215中，该用户设备根据第一标准调制方式解调从基站接收的该叠加信号，根据该特定指示从解调输出中取回至少一个传输块，并且忽略解调输出的其他部分。
在一个实施例中，第一标准调制方式可以是QPSK、16QAM、64QAM或256QAM。该第二标准调制方式可以是QPSK、16QAM、64QAM或256QAM。
在一个实施例中，第一信令可以是一CE、一DCI或者一RRC消息。该第二信令也可以是一CE、一DCI或一RRC消息。
返回并参看图3和4，在一个实施例中，从用户设备的角度看，该装置300包括存储在发射端存储器310中的一程序代码312。CPU308可执行该程序代码312(i)从基站接收一叠加信号；(ii)从基站接收一信令并且从该信令中获取用于解调的第一标准调制方式的信息以及一如何从解调输出中取回至少一个传输块的特定指示的信息，以及(iii)根据第一标准调制方式解调从基站接收的该叠加信号，根据该特定指示从解调输出中取回至少一个传输块，并且忽略解调输出的其他部分。此外，CPU308可执行程序代码312以执行所有上述活动和步骤或文中描述的其他动作。
图6描述了一例举的NOMA场景。基站将一复合信号发射给用户设备1和用户设备2。该复合信号是用户设备1信号与用户设备2信号的叠加，其可以表达如下：
x = P 1 x 1 + P 2 x 2
发射功率P1是用户设备1信号的发射功率而发射功率P2是用户设备2信号的发射功率。复合信号的总发射功率P是每一个用户设备的每一个信号发射功率的加合，在本实例中可以表达为：P＝P1+P2。用户设备1处接收的信号，排除噪声后，可以表达为其中h1是用户设备1和基站之间的复用信道系数。
虽然NOMA的上述实例是用于将复合信号从一个发射端发射至两个接收端。引用文献“Non-OrthogonalMultipleAccess(NOMA)forFutureRadioAccess”，作者：YuyaSaito，YoshihisaKishiyama，以及AnassBenjebbour；以及引用文献“ConceptandPracticalConsiderationsofNon-orthogonalMultipleAccess(NOMA)forFutureRadioAccess”，作者：AnassBenjebbour，YuyaSaito，以及YoshihisaKishiyama，中提到这个构想：可将NOMA应用于在基站处具有SIC接收机的上行链路传输。
图13示出一例举的上行链路场景。将两个发射机发射的信号结合在一起并且由一个接收机接收该复合信号。与使用OMA相比，通过合理设置成对发射机(具有不同的信道增益)，NOMA可实现发射机较低的总输出功率。换而言之，为达到相同的信道容量，NOMA所需的发射机总输出功率较低。更为重要的是，为获得与使用OMA相同的传输速率，NOMA所需的小区边缘用户设备的输出功率较小。这个效果将改善小区边缘用户设备的公平性(通常受限于用户设备的输出功率)。如图13中所示的上行链路场景被认为是应用NOMA的一般场景的特例，其中从多个发射机发射的信号被结合在一起并且由一个接收机接收。
在图13中，接收功率Pr1是在基站处接收的用户设备1信号的功率，接收功率Pr2是在基站处接收的用户设备2信号的功率。每一个信号的接收功率是每一个用户设备的发射功率和每一个信号所遭受的信道增益的乘积。等式可以表达为Pr1＝Pt1·|h1|2andPr2＝Pt2·|h2|2(对应用户设备1和用户设备2)。由于基站可通过测量一参考信号来获知信道增益|h1|2和|h2|2，每一个用户设备的每一个信号接收功率可通过调整每一个用户设备的信号发射功率来控制。在基站处接收的该复合信号可以表达如下：
y = P r 1 · y 1 + P r 2 · y 2 = | h 1 | · P t 1 · y 1 + | h 2 | · P t 2 · y 2
对于下行链路和上行链路场景，在接收机处接收的复合信号都具有相同的公式。对于数字无线通信，通常使用相移键控作为调制方式，并且调制映射将采取二进制数字0或者1作为输入并且产生复值调制符号作为输出(如3GPPTS36.211中所讨论的)。假设对信号s1和s2均采用QPSK，下行链路和上行链路场景所收到的信号可表达如下：
s＝A1·s1+A2·s2
s1＝[cos(ω·t+φI1)+sin(ω·t+φQ1)]
s2＝[cos(ω·t+φI2-θ)+sin(ω·t+φQ2-θ)]。
变量φI1和φI2是同相载波信号的相移。变量φQ1和φQ2是正交载波信号的相移。变量θ是信号s1和s2之间的相位差。作为一实例，在θ＝0°，信号幅度A1＝2且A2＝1时，复合信号可以表达如下：
s＝[2·cos(ω·t+φI1)+2·sin(ω·t+φQ1)]+[1·cos(ω·t+φI2)+1·sin(ω·t+φQ2)]
复合信号s存在16个可能的二进制数字组合，图7示出相应的16个可能的复值调制符号。图7与对四比特位b(i)，b(i+1)，b(i+2)，b(i+3)进行16QAM调制的星座图(在3GPPTS36.211有详细描述)形式相同。因此，接收机可使用16QAM接收调制方式对所接收的复合信号进行解调。通过适当的映像操作可将初始发射的比特从解调的比特中取回。
在一个实例中，θ＝0°，信号幅度A1＝3且A2＝1时，复合信号的星座图由图14示出。在另一个实例中，θ＝45°，信号幅度A1＝3且A2＝1时，复合信号的星座图如图15所示。信号的不同幅度、信号之间不同的相位差以及信号不同的调制方式的其他组合都可以存在，并且可导致不包括在预定调制方式中的复合信号的星座图(例如3GPPTS36.211第7.1部分中详细描述的QPSK、16QAM以及64QAM的调制映射)，如图8、图9以及图10分别所示。
根据引用文献“WirelessCommunications”，作者为AndreaGoldsmith，MQAM(M-aryQuadratureAmplitudeModulation)解调器需要对信道的幅度和相位进行估计，致使检测中对发射的比特进行评估所使用的决定区域的幅度和相位不歪斜(skewed)。信道幅度被用于使决定区域依比例对应发射符号。该比例被称为自动增益控制。如果信道增益估计错误，则AGC会不适当地缩放接收到的信号，即使在无噪声情况下也会导致错误解调。通常使用异频符号来获得信道增益以估计接收机处的信道增益。
当采用复合信号时，预定的调制方式对于实际的通信状况来说是不足够的，本发明建议自定义可调的调制方式用于发射机调制和用于接收机解调该复合信号。自定义可调的调制方式的概念可用于一个发射机对多个接收机的场景，例如，下行链路。网络控制器可使用信令通知发射机自定义可调的调制方式以生成该复合信号，并且还可以使用信令通知接收机该自定义可调的调制方式以对复合信号进行解调。举例来说，图16示出用于图14(的实施例)的一例举的自定义调制方式，图17示出用于图15的例举的自定义调制方式。
由于自定义的调制方式只用作决定区域以从星座图中估计比特，预计其他接收端的功能状态可以保持相同。参照自定义调制方式，最小的均方差(MMSE)方法可用来估计比特。通过传统的接收程序替代SIC接收程序，来接收和解调实施NOMA技术的复合信号。通过引入自定义可调的调制方式，可以解决实际通信状态中发生的问题。
本发明公开的方法和装置可用于任何类型的通信***中。因此，应当理解本发明并不限制于具体例举的实施方式，应该由以下权利要求的保护范围为准。
图18是一流程图(1800)，是从根据本发明一实施例的基站的角度进行的描述。在步骤1805中，基站具有发射至第一用户设备的第一比特位串。在步骤1810中，基站具有发射至第二用户设备的第二比特位串。在步骤1815中，基站将第一比特位串和第二比特位串连结以形成一第三比特位串。在一个实施例中，第一、第二和第三比特位串分别是二进制数字串(0或1)。
在步骤1820中，基站自第三比特位串生成一叠加信号并且发射该叠加信号至第一用户设备和第二用户设备，其中相比于第一标准调制方式，该叠加信号具有可调的复合星座，并且其中该叠加信号的每一个复合星座点具有与第一标准调制方式相同的标号位赋值(label-bitassignment)但不同的振幅赋值。在步骤1825中，基站发射第一信令以通知第一用户设备至少一可调的复合星座用于解调以及如何从第一用户设备的解调输出中取回至少一个传输块的一特定指示。在步骤1830中，基站发射第二信令以通知第二用户设备至少一第二标准调制方式用于解调，其中该第二标准调制方式不同于该第一标准调制方式。
在一个实施例中，第一标准调制方式可以是QPSK、16QAM、64QAM或256QAM。该第二标准调制方式可以是QPSK、16QAM、64QAM或256QAM。
在一个实施例中，第一信令可以是一CE，一DCI，或者RRC消息。第二信令也可以是一CE、一DCI，或者一RRC消息。
返回并参看图3和4，在一个实施例中从基站的角度看，该基站具有发射至第一用户设备的第一比特位串和发射至第二用户设备的第二比特位串，该装置300包括存储在发射端存储器310中的一程序代码312。CPU308可执行程序代码312以将第一比特位串和第二比特位串连结以形成一第三比特位串。CPU可进一步执行程序代码312以从第三比特位串生成一叠加信号并且发射该叠加信号至第一用户设备和第二用户设备，其中相比于第一标准调制方式，该叠加信号具有可调的复合星座，并且其中该叠加信号的每一个复合星座点具有与第一标准调制方式相同标号位赋值但不同的振幅赋值。CPU还可执行程序代码312(i)发射一第一信令以通知第一用户设备至少一用于解调的可调的复合星座以及一如何从第一用户设备的解调输出中取回至少一个传输块的特定指示；以及(ii)发射一第二信令以通知第二用户设备至少一用于解调的第二标准调制方式，其中该第二标准调制方式不同于该第一标准调制方式。
此外，CPU308可执行程序代码312以执行上述所有活动和步骤或文中描述的其他动作。
图19是一流程图(1900)，是从根据本发明一例举的实施例的用户设备的角度进行的描述。在步骤1905中，该用户设备从基站接收一叠加信号。在步骤1910中，该用户设备从基站接收一信令并从该信令中获取关于可调复合星座用于解调的信息以及一如何从解调输出中取回至少一个传输块的特定指示的信息。在步骤1915中，该用户设备根据可调的复合星座解调从基站接收的该叠加信号，根据该特定指示从解调输出中取回至少一个传输块，并且忽略解调输出的其他部分。
在一个实施例中，第一标准调制方式可以是QPSK、16QAM、64QAM或256QAM。该第二标准调制方式可以是QPSK、16QAM、64QAM或256QAM。
在一个实施例中，第一信令可以是一CE、一DCI或者一RRC消息。该第二信令也可以是一CE、一DCI或一RRC消息。
返回并参看图3和4，在一个实施例中从用户设备角度来看，该装置300包括存储在发射端存储器310中的一程序代码312。CPU308可执行程序代码312(i)从基站接收一叠加信号；(ii)从基站接收一信令并且从该信令中获取一用于解调的可调的复合星座信息以及一如何从解调输出中取回至少一个传输块的特定指示的信息，以及(iii)根据可调的复合星座解调从基站接收的叠加信号，根据该特定指示从解调输出中取回至少一个传输块，并且忽略解调输出的其他部分。此外，CPU308可执行程序代码312以执行所有上述活动和步骤或文中描述的其他动作。
通过以上实施方式，响应于LTE小区未经授权的频谱中的服务中断或暂停，本发明可减少信令开销并且改善用户设备的功率消耗。
上文已经描述了本发明的各个方面。显然，本文中的技术可以通过多种形式和各种结构具体化，本文中所公开的任何结构、功能或者其结合仅作为代表。基于文中的技术，本领域技术人员应当理解本文中所公开的一个方面可以独立于其他方面实施，并且两个或多个方面可以以各种方式结合。举例来说，可使用任何数量的文中所提到的技术方面来实施一装置或实践一方法。此外，例如，除本文中提到的一个或多个方面之外，可使用其他不同的结构、功能或其结合实施这一装置或方法。举例来说，在一些方面中，可基于脉冲重复频率建立并发信道。在一些方面中，可基于脉冲位置或偏移建立并发信道。在一些方面中，可基于跳时序列建立并发信道。在一些方面中，可基于脉冲重复频率、脉冲位置或偏移以及跳时序列建立并发信道。
本领域技术人员能够理解，可以使用各种类型的不同技术和手段来表示信息和信号。举例来说，说明书中采用的数据、指令、命令、信息、信号、比特、字符以及码片可以由电压、电流、电磁波、磁场或者粒子、光场或颗粒或其组合来表现。
本领域的技术人员进一步会理解，文中阐述及公开的各种逻辑块、模块、处理器、装置、电路和运算步骤可以实施为电子硬件(例如，数字实现、模拟实现或两者的结合，可使用源代码或其他一些设备进行上述设计)、各种形式的程序或者结合指令的设计代码、或两者的结合(在文中是指，为简便起见，“软件”或者“软件模块”)。为了清楚地阐明硬件和软件的互换性，在上文中一般按各种部件、块、模块、电路和步骤的功能进行描述。这些功能是由硬件还是由软件来实施取决于特定应用和加设于整个***上的设计限制。本领域技术人员可根据特定应用以各种方式来实施所描述的功能，但这些实施决定不能解读为背离于本发明的保护范围。
此外，各种阐述的逻辑块、模块和电路及文中与之相关的公开可通过一集成电路(IC)、接入终端或者接入点来实施或执行。IC可包括通用处理器、数字信号处理器(DSP)、特定应用的集成电路(ASIC)、现场可编程门陈列或其他可编程的逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、独立的硬件部件、电子部件、光学部件、机械部件或者其任何组合，设计为执行本文中所描述的功能，并且可执行于IC内的、IC外部的或内外部的编码或指令。通用处理器可以是一微处理器，可选择地，该处理器可以是任何传统的处理器、控制器、或状态机器。处理器还可以是(多个)计算装置的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP核的一个或多个微处理器，或者任何其他类似配置。
应当理解的是，所公开的任何方法步骤的任何特定顺序或层次是样本方法的例举。应当理解的是，在本发明的范围内，方法中的步骤的特定顺序或层次可以根据设计偏好重新安排。随附的方法权利要求提出按样本顺序的各种步骤之组成，并不意味着受到该特定顺序或层次的限制。
所描述的方法或算法的步骤及其文中相关之公开可直接具体化于硬件中、处理器执行的软件模块中或者在其两者的结合中。软件模块(例如，包括可执行的指令和相关数据)以及其他数据可位于存储器(例如RAM、闪存、ROM、EPROM、寄存器、硬盘、可移动磁碟、CD-ROM或其他本领域已知的任何计算机可读形式的存储介质)中。样本存储介质可与一机器连接，该机器例如为计算机/处理器(为方便起见，在本文中指的是“处理器”)，处理器从存储介质中读取信息(例如编码)以及将信息写入该存储介质中。样本存储介质可与该处理器成一整体。该处理器和存储介质可位于ASIC中。该ASIC可位于用户设备中。或者，该处理器和存储介质可以是位于用户设备内的独立元件。此外，在一些方面中，任何适当的计算机程序产品可包括计算机可读的介质，该计算机可读介质包括与本发明一个或多个方面相关的代码。在一些方面中，计算机程序产品可包括包装材料。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (20)

1.一种基站BS的方法，其特征在于，包括：
所述基站具有发送至第一用户设备UE的第一比特位串；
所述基站具有发送至第二用户设备UE的第二比特位串；
所述基站将所述第一比特位串与所述第二比特位串连结形成第三比特位串；
所述基站自所述第三比特位串生成叠加信号，并将所述叠加信号发送至所述第一用户设备和所述第二用户设备，其中，所述叠加信号具有与第一标准调制方式相同的复合星座，并且，所述叠加信号的每个复合星座点具有与所述第一标准调制方式相同的标号位赋值和振幅赋值；
所述基站发射第一信令以通知所述第一用户设备UE至少一种用于调制的所述第一标准调制方式以及如何从所述第一用户设备UE的调制输出中取回至少一个传输块的特定指示；以及
所述基站发射第二信令以通知所述第二用户设备UE至少一种用于调制的第二标准调制方式，其中，所述第二标准调制方式不同于所述第一标准调制方式。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一、第二和第三比特位串为二进制字符串。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一标准调制方式为正交相移键控QPSK，正交幅度调制16QAM，64QAM，或256QAM。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二标准调制方式为正交相移键控QPSK，正交幅度调制16QAM，64QAM，或256QAM。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一信令为控制元素CE，下行控制信息DCI，或无线资源控制RRC信息。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二信令为控制元素CE，下行控制信息DCI，或无线资源控制RRC信息。
7.一种用户设备UE方法，其特征在于，包括：
所述用户设备接收来自基站BS的叠加信号；
所述用户设备接收来自所述基站的信令并从所述信令中获取用于解调的第一标准调制方式的信息以及如何在从所述解调输出中取回至少一个传输块的特定指示；以及
所述用户设备根据所述第一标准调制方式解调从所述基站接收的所述叠加信号，根据所述特定指示从所述解调输出中取回至少一个传输块，以及忽略解调输出的其他部分。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一标准调制方式为正交相移键控QPSK，正交幅度调制16QAM，64QAM，或256QAM。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一信令为控制元素CE，下行控制信息DCI，或无线资源控制RRC信息。
10.一种基站的方法，其特征在于，包括：
所述基站具有发送至第一用户设备UE的第一比特位串；
所述基站具有发送至第二用户设备UE的第二比特位串；
所述基站将所述第一比特位串与所述第二比特位串连结形成第三比特位串；
所述基站自所述第三比特位串生成叠加信号，并将所述叠加信号发送至所述第一用户设备和所述第二用户设备，其中，与第一标准调制方式相比，所述叠加信号具有可调的复合星座，并且，所述叠加信号的每个复合星座点具有与所述第一标准调制方式相同的标号位赋值以及与所述第一标准调制方式不同的振幅赋值；
所述基站发送第一信令以通知所述第一用户设备至少一种用于解调的所述可调的复合星座以及如何从所述第一用户设备的解调输出中取回至少一个传输块的特定指示；以及
所述基站发送第二信令以通知所述第二用户设备至少一种用于解调的第二标准调制方式，其中，所述第二标准调制方式与所述第一标准调制方式不同。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一、第二和第三比特位串为二进制字符串。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一标准调制方式为正交相移键控QPSK，正交幅度调制16QAM，64QAM，或256QAM。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第二标准调制方式为正交相移键控QPSK，正交幅度调制16QAM，64QAM，或256QAM。
14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一信令为控制元素CE，下行控制信息DCI，或无线资源控制RRC信息。
15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第二信令为控制元素CE，下行控制信息DCI，或无线资源控制RRC信息。
16.一种用户设备UE的方法，其特征在于，包括：
所述用户设备接收来自基站BS的叠加信号；
所述用户设备接收来自所述基站的信令，并从所述信令中获取关于的可调的复合星座用于解调的信息以及如何从所述解调输出中取回至少一个传输块的特定的信息；
所述用户设备根据所述可调整的复合星座解调从所述基站接收的所述叠加信号，根据所述特定指示从所述解调输出中取回至少一个传输块，并且忽略解调输出的其他部分。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述第一标准调制方式为正交相移键控QPSK，正交幅度调制16QAM，64QAM，或256QAM。
18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述第二标准调制方式为正交相移键控QPSK，正交幅度调制16QAM，64QAM，或256QAM。
19.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述第一信令为控制元素CE，下行控制信息DCI，或无线资源控制RRC信息。
20.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述第二信令为控制元素CE，下行控制信息DCI，或无线资源控制RRC信息。
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