本發(fā)明涉及一種下行多用戶MIMO發(fā)射系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著LTE的進一步演進，MU-MIMO的性能仍有較大的進步空間。即使發(fā)端預(yù)編碼非完全正交，同時從發(fā)端及收端進行聯(lián)合優(yōu)化，如采用自適應(yīng)的分配發(fā)送功率及CW-IC接收機，包含非正交多址接入NOMA，也可提高MUMIMO系統(tǒng)性能。一種方法是基于疊加編碼(Superposition Coding，SC)技術(shù)是一種分層編碼調(diào)制技術(shù)，其基本思想是系統(tǒng)根據(jù)不同的目標傳輸速率，將信道狀態(tài)量化為不同信道質(zhì)量的等級，每一個信道量化等級對應(yīng)于一個確定的目標傳輸速率。質(zhì)量好的信道量化等級對應(yīng)的傳輸速率較高，質(zhì)量差的信道量化等級對應(yīng)的傳輸速率較低。將兩組信號分別按不同的目標速率獨立地進行編碼，并映射到相對應(yīng)的星座圖上，然后再對其進行疊加。

現(xiàn)有下行PDSCH的發(fā)送過程如圖1所示：首先加擾，接著進行調(diào)制輸出復(fù)值符號，然后進行層映射，其次為預(yù)編碼，RE映射及生成OFDM符號，最后在不同天線端口上發(fā)送。

LTE中PDSCH支持四種調(diào)制方式QPSK，16QAM，64QAM及256QAM。，如圖2所示為QPSK和16QAM的星座圖。

目前3GPP新立項的SI(RP-150496)研究將疊加編碼用于提高LTE系統(tǒng)中的下行多用戶MIMO性能，但是針對如何應(yīng)用疊加編碼還尚在討論過程中。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提出一種下行多用戶MIMO發(fā)射系統(tǒng)，所述系統(tǒng)在層映射模塊和預(yù)編碼模塊之間還包括疊加編碼模塊，所述疊加編碼模塊用于對各用戶的部分層或全部層進行疊加編碼處理。

進一步地，所述系統(tǒng)包括：對遠用戶數(shù)據(jù)和近用戶數(shù)據(jù)分別進行加擾、調(diào)制比特分組和層映射處理，輸出層比特組數(shù)據(jù)；對無需進行疊加編碼的層比特組數(shù)據(jù)直接進行調(diào)制映射，對需要進行疊加編碼的數(shù)據(jù)進行聯(lián)合調(diào)制映射；對 調(diào)制映射/聯(lián)合調(diào)制映射后的數(shù)據(jù)進行預(yù)編碼、RE映射，生成OFDM符號并發(fā)射。

進一步地，所述聯(lián)合調(diào)制映射包括：對遠用戶和近用戶的需要進行疊加編碼的數(shù)據(jù)分別采用與其它無需進行疊加編碼的數(shù)據(jù)相同或不同的調(diào)制方式進行調(diào)制，然后分別乘以功率權(quán)值，最后進行數(shù)據(jù)疊加。

進一步地，在所述聯(lián)合調(diào)制映射的星座圖中，映射比特的前一部分為遠用戶層比特組數(shù)據(jù)，后一部分為近用戶層比特組數(shù)據(jù)，所述遠用戶的功率權(quán)值決定每象限中近用戶星座圖的中心點，所述近用戶的功率權(quán)值決定每象限中近用戶星座點之間的距離。

進一步地，在所述聯(lián)合調(diào)制映射的星座圖中，映射比特的前一部分為遠用戶層比特組數(shù)據(jù)，后一部分為近用戶層比特組數(shù)據(jù)，所述遠用戶第i個層比特組數(shù)據(jù)調(diào)制的星座點決定近用戶數(shù)據(jù)調(diào)制的星座圖和第i個層比特組數(shù)據(jù)調(diào)制的星座點，所述決定的原則為相鄰漢明距離最小。

進一步地，所述聯(lián)合調(diào)制映射的星座圖為格雷映射。

進一步地，所述聯(lián)合調(diào)制映射包括：將對應(yīng)的遠用戶層比特組與近用戶的層比特組連接成一串比特；將所述一串比特進行調(diào)制映射，調(diào)制階數(shù)由遠用戶和近用戶的調(diào)制階數(shù)之和決定。

進一步地，所述調(diào)制方式為當前LTE中相應(yīng)調(diào)制階數(shù)對應(yīng)的調(diào)制方式。

進一步地，所述調(diào)制比特分組為按照調(diào)制階數(shù)將加擾后的數(shù)據(jù)進行比特分組。

進一步地，所述系統(tǒng)包括：對遠用戶數(shù)據(jù)和近用戶數(shù)據(jù)分別進行加擾、調(diào)制和層映射處理，輸出層比特組數(shù)據(jù)；對需要進行疊加編碼的數(shù)據(jù)進行疊加編碼；對層比特組數(shù)據(jù)/疊加編碼后的數(shù)據(jù)進行預(yù)編碼、RE映射，生成OFDM符號并發(fā)射。

進一步地，所述疊加編碼包括：將需要進行疊加編碼的遠用戶符號乘以功率因子將需要進行疊加編碼的近用戶符號乘以功率因子將上述二者相加。

進一步地，還包括：在乘以所述功率因子之前，先根據(jù)所述遠用戶的星座點對所述近用戶進行星座點調(diào)整，所述調(diào)整按照下表進行：

本發(fā)明提出一種采用疊加編碼的下行多用戶MIMO發(fā)端處理過程，可簡單的將疊加編碼與LTE的下行PDSCH相結(jié)合，提升現(xiàn)有MU-MIMO的系統(tǒng)性能，且對現(xiàn)有技術(shù)及協(xié)議影響較小。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有LTE中下行PDSCH的發(fā)送系統(tǒng)框圖；

圖2為LTE中PDSCH支持的QPSK和16QAM的星座圖；

圖3為本發(fā)明實施方案1提出的發(fā)送系統(tǒng)框圖；

圖4為本發(fā)明實施例2提出的聯(lián)合調(diào)制映射實現(xiàn)框圖；

圖5為本發(fā)明實施例2提出的聯(lián)合調(diào)制映射星座圖；

圖6為本發(fā)明實施例3提出的聯(lián)合調(diào)制映射實現(xiàn)框圖；

圖7為本發(fā)明實施例3提出的聯(lián)合調(diào)制映射星座圖；

圖8為本發(fā)明實施例4提出的聯(lián)合調(diào)制映射實現(xiàn)框圖；

圖9為本發(fā)明實施方案2提出的發(fā)送系統(tǒng)框圖；

圖10為本發(fā)明實施例5提出的疊加編碼實現(xiàn)框圖；

圖11為本發(fā)明實施例6提出的疊加編碼實現(xiàn)框圖；

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)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例；需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明的一個實施例提出一種下行多用戶MIMO發(fā)射系統(tǒng)，所述系統(tǒng)在層映射模塊和預(yù)編碼模塊之間還包括疊加編碼模塊，所述疊加編碼模塊用于對各用戶的部分層或全部層進行疊加編碼處理。

上述實施例采用疊加編碼的下行多用戶MIMO發(fā)射系統(tǒng)，可簡單的將疊加編碼與LTE的下行PDSCH相結(jié)合，提升現(xiàn)有MU-MIMO的系統(tǒng)性能，且對現(xiàn)有技術(shù)及協(xié)議影響較小。

在一個可選實施例中，包括：對遠用戶數(shù)據(jù)和近用戶數(shù)據(jù)分別進行加擾、調(diào)制比特分組和層映射處理，輸出層比特組數(shù)據(jù)；對無需進行疊加編碼的層比特組數(shù)據(jù)直接進行調(diào)制映射，對需要進行疊加編碼的數(shù)據(jù)進行聯(lián)合調(diào)制映射；對調(diào)制映射/聯(lián)合調(diào)制映射后的數(shù)據(jù)進行預(yù)編碼、RE映射，生成OFDM符號并發(fā)射。

在一個可選實施例中，聯(lián)合調(diào)制映射包括：對遠用戶和近用戶的需要進行疊加編碼的數(shù)據(jù)分別采用與其它無需進行疊加編碼的數(shù)據(jù)相同或不同的調(diào)制方式進行調(diào)制，然后分別乘以功率權(quán)值，最后進行數(shù)據(jù)疊加。

在一個可選實施例中，在所述聯(lián)合調(diào)制映射的星座圖中，映射比特的前一部分為遠用戶層比特組數(shù)據(jù)，后一部分為近用戶層比特組數(shù)據(jù)，所述遠用戶的功率權(quán)值決定每象限中近用戶星座圖的中心點，所述近用戶的功率權(quán)值決定每象限中近用戶星座點之間的距離。

在一個可選實施例中，在所述聯(lián)合調(diào)制映射的星座圖中，映射比特的前一部分為遠用戶層比特組數(shù)據(jù)，后一部分為近用戶層比特組數(shù)據(jù)，所述遠用戶第i個層比特組數(shù)據(jù)調(diào)制的星座點決定近用戶數(shù)據(jù)調(diào)制的星座圖和第i個層比特組數(shù)據(jù)調(diào)制的星座點，所述決定的原則為相鄰漢明距離最小。

在一個可選實施例中，所述聯(lián)合調(diào)制映射的星座圖為格雷映射。

在一個可選實施例中，所述聯(lián)合調(diào)制映射包括：將對應(yīng)的遠用戶層比特組與近用戶的層比特組連接成一串比特；將所述一串比特進行調(diào)制映射，調(diào)制階數(shù)由遠用戶和近用戶的調(diào)制階數(shù)之和決定。

在一個可選實施例中，所述調(diào)制方式為當前LTE中相應(yīng)調(diào)制階數(shù)對應(yīng)的調(diào)制方式。

在一個可選實施例中，所述調(diào)制比特分組為按照調(diào)制階數(shù)將加擾后的數(shù)據(jù)進行比特分組。

在一個可選實施例中，所述系統(tǒng)包括：對遠用戶數(shù)據(jù)和近用戶數(shù)據(jù)分別進行加擾、調(diào)制和層映射處理，輸出層比特組數(shù)據(jù)；對需要進行疊加編碼的數(shù)據(jù)進行疊加編碼；對層比特組數(shù)據(jù)/疊加編碼后的數(shù)據(jù)進行預(yù)編碼、RE映射，生成OFDM符號并發(fā)射。

在一個可選實施例中，所述疊加編碼包括：將需要進行疊加編碼的遠用戶符號乘以功率因子將需要進行疊加編碼的近用戶符號乘以功率因子將上述二者相加。

在一個可選實施例中，還包括：在乘以所述功率因子之前，先根據(jù)所述遠用戶的星座點對所述近用戶進行星座點調(diào)整，所述調(diào)整按照下表進行：

方案1：本方案中，在用戶數(shù)據(jù)擾碼之后，增加調(diào)制比特分組，接著對層比特組數(shù)據(jù)進行層映射，然后判斷是否有需要與其它用戶進行疊加的層，若有則進行聯(lián)合調(diào)制。發(fā)送系統(tǒng)框圖請參考圖3，包括如下基本步驟。

首先，遠用戶數(shù)據(jù)及近用戶數(shù)據(jù)各自進行加擾；

其次，加擾之后先不進行調(diào)制，而是進行調(diào)制比特分組，輸出稱為調(diào)制比特組；所述調(diào)制比特分組具體參見實施例1

第三，遠用戶、近用戶獨立完成層映射過程，層映射的對象是調(diào)制比特組；

如某用戶需要分為υ層，每層有個層比特組，層映射后的輸出為層比特組數(shù)據(jù)

第四，不需要與其它用戶數(shù)據(jù)進行疊加編碼的直接進行調(diào)制映射；需要與其它用戶數(shù)據(jù)進行疊加編碼的進行聯(lián)合調(diào)制映射；所述聯(lián)合調(diào)制映射具體參見實施例2、實施例3和實施例4；

最后，進行預(yù)編碼，RE映射，生成OFDM符號，發(fā)射。

實例1：調(diào)制比特分組處理

調(diào)制比特分組是按照調(diào)制階數(shù)將加擾后的數(shù)據(jù)比特分組，如一數(shù)據(jù)塊調(diào)制 階數(shù)為Q_m，加擾后輸出比特為則此數(shù)據(jù)塊調(diào)制比特分組后的輸出稱為調(diào)制比特組，表示為：

其中

本實施例增加了調(diào)制比特分組處理，而不進行調(diào)制。這樣處理的好處在于，可以直接針對遠用戶近用戶的疊加層進行比特級別的疊加編碼和調(diào)制；相比先進行調(diào)制再層映射最后疊加編碼的流程，可以更方便的判斷當前應(yīng)該映射的星座點，而不需將復(fù)值符號重新恢復(fù)為原始比特(或由復(fù)值符號的幅度和相位)再進行星座映射。簡化了實現(xiàn)復(fù)雜度。

實例2：聯(lián)合調(diào)制映射1

疊加層與其它非疊加編碼的層比特組數(shù)據(jù)進行相同的調(diào)制方式，然后乘以功率權(quán)值后，遠用戶數(shù)據(jù)與近用戶數(shù)據(jù)疊加，實現(xiàn)框圖如圖4所示。

假設(shè)遠用戶為QPSK，近用戶為QPSK，進行疊加編碼后的星座圖如圖5，可見聯(lián)合調(diào)制的星座圖中的映射bit可分為兩部分，前一部分為遠用戶的層比特組數(shù)據(jù)，后一部分為近用戶的層比特組數(shù)據(jù)。遠用戶的功率權(quán)值決定每象限中近用戶星座圖的中心點；近用戶的功率權(quán)值決定每低限中近用戶星座點之間的距離。

本實施例為近用戶的疊加層與非疊加層的星座圖相同，這種方案的好處在于簡化了接收端的處理。

實例3：聯(lián)合調(diào)制映射2

根據(jù)遠用戶第i個層比特組數(shù)據(jù)調(diào)制的星座點，決定近用戶數(shù)據(jù)調(diào)制的星座圖以及第i個層比特組數(shù)據(jù)調(diào)制的星座點，其決定的原則為使最鄰漢明距最小，一種通用的解決系統(tǒng)是進行Gray映射。此時近用戶疊加編碼與其它非疊加編碼的層比特組數(shù)據(jù)進行不同的調(diào)制方式，然后乘以功率權(quán)值后，遠用戶數(shù)據(jù)與近用戶數(shù)據(jù)疊加。實現(xiàn)框圖如圖6所示。

若遠用戶為QPSK，近用戶為QPSK，進行疊加編碼后的星座圖為圖7，可見聯(lián)合調(diào)制的星座圖中的映射bit同樣可分為兩部分，前一部分為遠用戶的層比特組數(shù)據(jù)，后一部分為近用戶的層比特組數(shù)據(jù)。當遠用戶第i個層比特組 數(shù)據(jù)不同時，相應(yīng)的近用戶映射位置也不同。

本實施例近用戶的疊加層與非疊加層的星座圖不同，通用系統(tǒng)為進行Gray映射，使疊加后相鄰節(jié)點的漢明距最小，好處在于可以提高解調(diào)接收性能。

實例4：聯(lián)合調(diào)制映射3

根據(jù)遠用戶及近用戶的調(diào)制階數(shù)之和，得到疊加編碼所采用總調(diào)制階數(shù)，對應(yīng)到目前LTE中相應(yīng)調(diào)制階數(shù)的調(diào)制方式，進行聯(lián)合星座映射。

請參照圖8，主要包括：

第一步將對應(yīng)的遠用戶層比特組與近用戶的層比特組連接成一串比特

第二步將這一串比特進行調(diào)制映射，調(diào)制方式由遠用戶及近用戶的調(diào)制階數(shù)之和決定。

本實施例的聯(lián)合調(diào)制方式為現(xiàn)有LTE協(xié)議中的調(diào)制方式，好處在于不需要引入新的星座圖，可簡化發(fā)端的處理。

方案2：本方案在當前LTE下行數(shù)據(jù)信道的處理的基礎(chǔ)上，在層映射之后及預(yù)編碼之前，增加疊加編碼處理，實現(xiàn)遠用戶與近用戶的數(shù)據(jù)疊加。發(fā)送系統(tǒng)框圖請參見圖9，主要包括：

首先，遠用戶數(shù)據(jù)及近用戶數(shù)據(jù)各自進行加擾、調(diào)制、層映射；

其次，兩用戶數(shù)據(jù)符號部分或全部層進行疊加編碼，具體見實施例5和實施例6；

最后，進行預(yù)編碼操作，映射到物理資源，生成OFDM信號，發(fā)射。

實例5：疊加編碼1

請參見圖10，將需要進行疊加編碼的遠用戶符號乘以功率因子近用戶符號乘以功率因子兩者相加，實現(xiàn)兩用戶層數(shù)據(jù)的疊加編碼，這里稱已進行疊加編碼的層為疊加層。遠用戶的其它層，近用戶的其它層不進行功率調(diào)整。

實例6：疊加編碼2

實現(xiàn)框圖請參見圖11。本實施例與實施5的區(qū)別在于對近用戶數(shù)據(jù)符號進行星座點調(diào)整，其調(diào)整是基于遠用戶星座點決定當前的星座點。

如遠用戶采用QPSK，近用戶采用QPSK調(diào)制，近用戶數(shù)據(jù)符號按下表進行星座點調(diào)整：

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)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；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。