本發(fā)明涉及一種下行多用戶MIMO發(fā)射方法。

背景技術(shù)：

隨著LTE的進(jìn)一步演進(jìn)，MU-MIMO的性能仍有較大的進(jìn)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(jìn)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(jī)，包含非正交多址接入NOMA，也可提高M(jìn)UMIMO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(biāo)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(biāo)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(biāo)速率獨立地進(jìn)行編碼，并映射到相對應(yīng)的星座圖上，然后再對其進(jìn)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(jìn)行調(diào)制輸出復(fù)值符號，然后進(jìn)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)射方法，在層映射和預(yù)編碼之間還包括對各用戶的部分層或全部層進(jìn)行疊加編碼。

進(jìn)一步地，所述方法包括：對遠(yuǎn)用戶數(shù)據(jù)和近用戶數(shù)據(jù)分別進(jìn)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(jìn)行疊加編碼的層比特組數(shù)據(jù)直接進(jìn)行調(diào)制映射，對需要進(jìn)行疊加編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)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(jìn)行預(yù)編碼、RE映射，生成OFDM符號并發(fā) 射。

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

進(jìn)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(yuǎn)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(yuǎn)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(jìn)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(yuǎn)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(yuǎn)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(jìn)一步地，所述聯(lián)合調(diào)制映射的星座圖為格雷映射。

進(jìn)一步地，所述聯(lián)合調(diào)制映射包括：將對應(yīng)的遠(yuǎn)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(jìn)行調(diào)制映射，調(diào)制階數(shù)由遠(yuǎn)用戶和近用戶的調(diào)制階數(shù)之和決定。

進(jìn)一步地，所述調(diào)制方式為當(dāng)前LTE中相應(yīng)調(diào)制階數(shù)對應(yīng)的調(diào)制方式。

進(jìn)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(jìn)行比特分組。

進(jìn)一步地，所述方法包括：對遠(yuǎn)用戶數(shù)據(jù)和近用戶數(shù)據(jù)分別進(jìn)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(jìn)行疊加編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)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(jìn)行預(yù)編碼、RE映射，生成OFDM符號并發(fā)射。

進(jìn)一步地，所述疊加編碼包括：將需要進(jìn)行疊加編碼的遠(yuǎn)用戶符號乘以功率因子將需要進(jìn)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(jìn)一步地，還包括：在乘以所述功率因子之前，先根據(jù)所述遠(yuǎn)用戶的星座點對所述近用戶進(jìn)行星座點調(diào)整，所述調(diào)整按照下表進(jìn)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)送過程框圖；

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)送過程框圖；

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)送過程框圖；

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(jìn)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(hù)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)射方法，在層映射和預(yù)編碼之間還包括：對各用戶的部分層或全部層進(jìn)行疊加編碼。

上述實施例采用疊加編碼的下行多用戶MIMO發(fā)射方法，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(yuǎn)用戶數(shù)據(jù)和近用戶數(shù)據(jù)分別進(jìn)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(jìn)行疊加編碼的層比特組數(shù)據(jù)直接進(jìn)行調(diào)制映射，對需要進(jìn)行疊加編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)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(jìn)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(yuǎn)用戶和近用戶的需要進(jìn)行疊加編碼的數(shù)據(jù)分別采用與其它無需進(jìn)行疊加編碼的數(shù)據(jù)相同或不同的調(diào)制方式進(jìn)行調(diào)制，然后分別乘以功率權(quán)值，最后進(jìn)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(yuǎn)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(yuǎn)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(yuǎn)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(yuǎn)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(yuǎn)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(jìn)行調(diào)制映射，調(diào)制階數(shù)由遠(yuǎn)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(dāng)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(jìn)行比特分組。

在一個可選實施例中，所述方法包括：對遠(yuǎn)用戶數(shù)據(jù)和近用戶數(shù)據(jù)分別進(jìn)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(jìn)行疊加編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)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(jìn)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(jìn)行疊加編碼的遠(yuǎn)用戶符號乘以功率因子將需要進(jìn)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(yuǎn)用戶的星座點對所述近用戶進(jìn)行星座點調(diào)整，所述調(diào)整按照下表進(jìn)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(jìn)行層映射，然后判斷是否有需要與其它用戶進(jìn)行疊加的層，若有則進(jìn)行聯(lián)合調(diào)制。發(fā)送過程框圖請參考圖3，包括如下基本步驟。

首先，遠(yuǎn)用戶數(shù)據(jù)及近用戶數(shù)據(jù)各自進(jìn)行加擾；

其次，加擾之后先不進(jìn)行調(diào)制，而是進(jìn)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(yuǎn)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)x(i)＝[x⁽⁰⁾(i) ... x^(υ-1)(i)]^T，

第四，不需要與其它用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加編碼的直接進(jìn)行調(diào)制映射；需要與其它用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加編碼的進(jìn)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(jìn)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(jìn)行調(diào)制。這樣處理的好處在于，可以直接針對遠(yuǎn)用戶近用戶的疊加層進(jìn)行比特級別的疊加編碼和調(diào)制；相比先進(jìn)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(dāng)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(jìn)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(jìn)行相同的調(diào)制方式，然后乘以功率權(quán)值后，遠(yuǎn)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(yuǎn)用戶為QPSK，近用戶為QPSK，進(jìn)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(yuǎn)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(yuǎn)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(yuǎn)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，一種通用的解決方法是進(jìn)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(jìn)行不同的調(diào)制方式，然后乘以功率權(quán)值后，遠(yuǎn)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(yuǎn)用戶為QPSK，近用戶為QPSK，進(jìn)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(yuǎn)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(dāng)遠(yuǎn)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，通用方法為進(jìn)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(yuǎn)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(jìn)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(yuǎn)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(jìn)行調(diào)制映射，調(diào)制方式由遠(yuǎn)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(dāng)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(yuǎn)用戶與近用戶的數(shù)據(jù)疊加。發(fā)送過程框圖請參見圖9，主要包括：

首先，遠(yuǎn)用戶數(shù)據(jù)及近用戶數(shù)據(jù)各自進(jìn)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(jìn)行疊加編碼，具體見實施例5和實施例6；

最后，進(jìn)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(jìn)行疊加編碼的遠(yuǎn)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(jìn)行疊加編碼的層為疊加層。遠(yuǎn)用戶的其它層，近用戶的其它層不進(jìn)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(jìn)行星座點調(diào)整，其調(diào)整是基于遠(yuǎn)用戶星座點決定當(dāng)前的星座點。

如遠(yuǎn)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(jìn)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(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。