基于稀疏編碼多址接入技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸方法、基站及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種基于稀疏編碼多址接入技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸方法、基站及系統(tǒng)，其中，所述基于稀疏編碼多址接入技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸方法，應(yīng)用于基站，所述基站將服務(wù)小區(qū)劃分成多個(gè)相互正交的區(qū)域，并將所述多個(gè)相互正交的區(qū)域劃分成至少一個(gè)小組，針對(duì)每個(gè)小組，采用與所述小組內(nèi)相互正交的區(qū)域同樣個(gè)數(shù)、且相互正交的窄波束分別覆蓋所述小組內(nèi)每個(gè)區(qū)域，該方法包括：基站獲取用戶端位置信息，根據(jù)所述用戶端位置信息確定所述用戶端所處的區(qū)域，并確定與所述區(qū)域?qū)?yīng)的窄波束；基站在所述用戶端所對(duì)應(yīng)的窄波束內(nèi)使用稀疏編碼多址接入技術(shù)與所述用戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。本發(fā)明提出的方案，可以有效降低用戶端接收信息的檢測(cè)復(fù)雜度，節(jié)省存儲(chǔ)空間。
【專利說明】
基于稀疏編碼多址接入技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸方法、基站及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于稀疏編碼多址接入技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸 方法、基站及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在未來5G無線通信中，無線通信網(wǎng)絡(luò)需要同時(shí)容納海量用戶，且滿足大容量、低時(shí) 延的接入傳輸需求。非正交多址接入技術(shù)能夠?qū)⒂脩舸a字在網(wǎng)絡(luò)資源上非正交疊加，實(shí)現(xiàn) 在同等網(wǎng)絡(luò)資源條件下，同時(shí)服務(wù)更多用戶，從而有效提升網(wǎng)絡(luò)整體容量。因此，非正交多 址接入技術(shù)成為當(dāng)下對(duì)5G接入技術(shù)的研究重點(diǎn)。
[0003] 稀疏編碼多址接入(sparse code multiple access，SCMA)就是應(yīng)5G需求設(shè)計(jì)產(chǎn) 生的一種非正交多址接入技術(shù)。在發(fā)送端，將編碼比特映射為復(fù)數(shù)域多維碼字，不同用戶的 碼字在相同資源塊上以稀疏的擴(kuò)頻方式非正交疊加;接收端進(jìn)行低復(fù)雜度的多用戶聯(lián)合檢 測(cè)，結(jié)合信道譯碼完成多用戶比特串恢復(fù)。在SCMA傳輸中，由于不同用戶的碼字在相同資源 塊上非正交疊加，故接收端需要將所有用戶的用戶碼字全部檢測(cè)計(jì)算出來，特別對(duì)于用戶 端，用戶不僅需要檢測(cè)計(jì)算自己的數(shù)據(jù)，還要將其他用戶的數(shù)據(jù)也全部檢測(cè)出來。隨著用戶 數(shù)量的增多，計(jì)算復(fù)雜度以及檢測(cè)時(shí)存儲(chǔ)空間都非常巨大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明提出一種基于稀疏編碼多址接入技術(shù)的 數(shù)據(jù)傳輸方法、基站及系統(tǒng)，可以有效降低接收端檢測(cè)復(fù)雜度，節(jié)省存儲(chǔ)空間。
[0005] -種基于稀疏編碼多址接入技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸方法，應(yīng)用于基站，所述基站將服務(wù) 小區(qū)劃分成多個(gè)相互正交的區(qū)域，并將所述多個(gè)相互正交的區(qū)域劃分成至少一個(gè)小組，針 對(duì)每個(gè)小組，采用與所述小組內(nèi)相互正交的區(qū)域同樣個(gè)數(shù)、且相互正交的窄波束分別覆蓋 所述小組內(nèi)每個(gè)區(qū)域，該方法包括：
[0006] 基站獲取用戶端位置信息，根據(jù)所述用戶端位置信息確定所述用戶端所處的區(qū) 域，并確定與所述區(qū)域?qū)?yīng)的窄波束；
[0007] 基站在所述用戶端所對(duì)應(yīng)的窄波束內(nèi)使用稀疏編碼多址接入技術(shù)與所述用戶端 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0008] 優(yōu)選的，所述采用與所述小組內(nèi)相互正交的區(qū)域同樣個(gè)數(shù)、且相互正交的窄波束 分別覆蓋所述小組內(nèi)每個(gè)區(qū)域，包括：
[0009] 基站生成與所述小組內(nèi)相互正交的區(qū)域同樣個(gè)數(shù)的相互正交的窄波束；
[0010] 基站調(diào)整每個(gè)窄波束的中心指向?qū)?yīng)覆蓋區(qū)域的中心位置；
[0011] 基站調(diào)整所有窄波束在對(duì)應(yīng)覆蓋區(qū)域內(nèi)天線增益最大，而在相鄰覆蓋區(qū)域內(nèi)天線 增益衰減至少3dB;所有窄波束在另一個(gè)窄波束中心區(qū)域內(nèi)信號(hào)增益降至少低為OdB。
[0012] 優(yōu)選的，所述基站獲取用戶端位置信息，根據(jù)所述用戶端位置信息確定所述用戶 端所處的區(qū)域，并確定與所述區(qū)域?qū)?yīng)的窄波束，包括：
[0013]基站獲取用戶端根據(jù)移動(dòng)速度定時(shí)上報(bào)的位置信息；
[0014]基站根據(jù)所述位置信息分析確定所述用戶端所處的區(qū)域，并確定與所述區(qū)域?qū)?yīng) 的窄波束。
[0015]優(yōu)選的，所述基站獲取用戶端根據(jù)移動(dòng)速度定時(shí)上報(bào)的位置信息，包括：
[0016] 所述基站獲取移動(dòng)速度快的用戶端以較高頻率定時(shí)上報(bào)的位置信息，以及獲取移 動(dòng)速度慢的用戶端以較低頻率定時(shí)上報(bào)的位置信息。
[0017] -種基站，包括：
[0018] 預(yù)處理單元，用于將服務(wù)小區(qū)劃分成多個(gè)相互正交的區(qū)域，并將所述多個(gè)相互正 交的區(qū)域劃分成至少一個(gè)小組，針對(duì)每個(gè)小組，采用與所述小組內(nèi)相互正交的區(qū)域同樣個(gè) 數(shù)、且相互正交的窄波束分別覆蓋所述小組內(nèi)每個(gè)區(qū)域；
[0019] 信道確認(rèn)單元，用于獲取用戶端位置信息，根據(jù)所述用戶端位置信息確定所述用 戶端所處的區(qū)域，并確定與所述區(qū)域?qū)?yīng)的窄波束；
[0020] 數(shù)據(jù)傳輸單元，用于在所述用戶端所對(duì)應(yīng)的窄波束內(nèi)使用稀疏編碼多址接入技術(shù) 與所述用戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0021] 優(yōu)選的，所述預(yù)處理單元，具體包括：
[0022] 波束生成單元，用于生成與所述小組內(nèi)相互正交的區(qū)域同樣個(gè)數(shù)的相互正交的窄 波束；
[0023] 波束調(diào)整單元，用于調(diào)整每個(gè)窄波束的中心指向?qū)?yīng)覆蓋區(qū)域的中心位置;調(diào)整 所有窄波束在對(duì)應(yīng)覆蓋區(qū)域內(nèi)天線增益最大，而在相鄰覆蓋區(qū)域內(nèi)天線增益衰減至少3dB; 所有窄波束在另一個(gè)窄波束中心區(qū)域內(nèi)信號(hào)增益至少降低為OdB。
[0024] 優(yōu)選的，所述信道確認(rèn)單元，具體包括：
[0025] 位置信息獲取單元，用于獲取用戶端根據(jù)移動(dòng)速度定時(shí)上報(bào)的位置信息；
[0026] 分析單元，用于根據(jù)所述位置信息分析確定所述用戶端所處的區(qū)域，并確定與所 述區(qū)域?qū)?yīng)的窄波束。
[0027]優(yōu)選的，所述位置信息獲取單元獲取用戶端根據(jù)移動(dòng)速度定時(shí)上報(bào)的位置信息， 具體包括：
[0028] 獲取移動(dòng)速度快的用戶端以較高頻率定時(shí)上報(bào)的位置信息，以及獲取移動(dòng)速度慢 的用戶端以較低頻率定時(shí)上報(bào)的位置信息。
[0029] -種基于稀疏編碼多址接入技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，包括:基站和用戶端；
[0030] 其中，所述基站預(yù)先將服務(wù)小區(qū)劃分成多個(gè)相互正交的區(qū)域，并將所述多個(gè)相互 正交的區(qū)域劃分成至少一個(gè)小組，針對(duì)每個(gè)小組，采用與所述小組內(nèi)相互正交的區(qū)域同樣 個(gè)數(shù)、且相互正交的窄波束分別覆蓋所述小組內(nèi)每個(gè)區(qū)域；
[0031] 所述基站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，用于獲取用戶端位置信息，根據(jù)所述用戶端位置信息 確定所述用戶端所處的區(qū)域，并確定與所述區(qū)域?qū)?yīng)的窄波束;在所述用戶端所對(duì)應(yīng)的窄 波束內(nèi)使用稀疏編碼多址接入技術(shù)與所述用戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；
[0032] 所述用戶端，用于響應(yīng)所述基站在所述用戶端所對(duì)應(yīng)的窄波束內(nèi)使用稀疏編碼多 址接入技術(shù)與所述用戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸動(dòng)作。
[0033]優(yōu)選的，所述基站采用與所述小組內(nèi)相互正交的區(qū)域同樣個(gè)數(shù)、且相互正交的窄 波束分別覆蓋所述小組內(nèi)每個(gè)區(qū)域，具體包括：
[0034] 基站生成與所述小組內(nèi)相互正交的區(qū)域同樣個(gè)數(shù)的相互正交的窄波束；
[0035] 基站調(diào)整每個(gè)窄波束的中心指向?qū)?yīng)覆蓋區(qū)域的中心位置；
[0036] 基站調(diào)整所有窄波束在對(duì)應(yīng)覆蓋區(qū)域內(nèi)天線增益最大，而在相鄰覆蓋區(qū)域內(nèi)天線 增益衰減至少3dB;所有窄波束在另一個(gè)窄波束中心區(qū)域內(nèi)信號(hào)增益至少降低為OdB。
[0037] 優(yōu)選的，所述用戶端還用于依據(jù)移動(dòng)速度定時(shí)向所述基站上報(bào)位置信息;其中，
[0038] 所述基站用于獲取用戶端位置信息，根據(jù)所述用戶端位置信息確定所述用戶端所 對(duì)應(yīng)的窄波束時(shí)，具體用于：
[0039] 基站獲取用戶端根據(jù)移動(dòng)速度定時(shí)上報(bào)的位置信息；
[0040] 基站根據(jù)所述位置信息分析確定所述用戶端所處的區(qū)域，并確定與所述區(qū)域?qū)?yīng) 的窄波束。
[0041] 優(yōu)選的，所述用戶端依據(jù)移動(dòng)速度定時(shí)向所述基站上報(bào)位置信息時(shí)，具體用于：
[0042] 移動(dòng)速度快的用戶端以較高頻率定時(shí)向所述基站上報(bào)位置信息;移動(dòng)速度慢的用 戶端以較低頻率定時(shí)向所述基站上報(bào)位置信息。
[0043] 本發(fā)明提供的基于稀疏編碼多址接入技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸方法、基站及系統(tǒng)，通過基 站將服務(wù)小區(qū)劃分成多個(gè)相互正交的區(qū)域，并將所述多個(gè)相互正交的區(qū)域劃分成至少一個(gè) 小組，針對(duì)每個(gè)小組，采用與所述小組內(nèi)相互正交的區(qū)域同樣個(gè)數(shù)、且相互正交的窄波束分 別覆蓋所述小組內(nèi)每個(gè)區(qū)域，這樣，在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，基站獲取用戶端位置信息，根據(jù)用 戶端位置信息確定用戶端所處的區(qū)域，并確定與所述區(qū)域?qū)?yīng)的窄波束，基站在用戶端對(duì) 應(yīng)的窄波束內(nèi)使用稀疏編碼多址接入技術(shù)即可與用戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。該傳輸方法中，用 戶端只需檢測(cè)所在窄波束內(nèi)的數(shù)據(jù)信息，而不用檢測(cè)所有窄波束內(nèi)所有用戶的數(shù)據(jù)信息， 即可檢測(cè)出自己的信息，降低了計(jì)算復(fù)雜度，節(jié)省了檢測(cè)存儲(chǔ)空間。
【附圖說明】
[0044] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù) 提供的附圖獲得其他的附圖。
[0045] 圖1是本發(fā)明公開的一種基于稀疏編碼多址接入技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸方法的流程示意 圖；
[0046] 圖2是基站確定用戶端所對(duì)應(yīng)的窄波束的流程示意圖；
[0047] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例公開的一種基站的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例公開的一種基于稀疏編碼多址接入技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的結(jié) 構(gòu)示意圖；
[0049] 圖5是本發(fā)明公開的系統(tǒng)中基站確定用戶端所對(duì)應(yīng)的窄波束并與用戶端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù) 傳輸?shù)臅r(shí)序圖；
[0050] 圖6是本發(fā)明實(shí)施例公開的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的時(shí)序圖。
【具體實(shí)施方式】
[0051] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)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(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0052] 本發(fā)明實(shí)施例公開了一種基于稀疏編碼多址接入技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸方法，該方法應(yīng) 用于基站，所述基站將服務(wù)小區(qū)劃分成多個(gè)相互正交的區(qū)域，并將所述多個(gè)相互正交的區(qū) 域劃分成至少一個(gè)小組，針對(duì)每個(gè)小組，采用與所述小組內(nèi)相互正交的區(qū)域同樣個(gè)數(shù)、且相 互正交的窄波束分別覆蓋所述小組內(nèi)每個(gè)區(qū)域，參見圖1，該方法包括：
[0053] S101、基站獲取用戶端位置信息，根據(jù)所述用戶端位置信息確定所述用戶端所處 的區(qū)域，并確定與所述區(qū)域?qū)?yīng)的窄波束；
[0054]本發(fā)明技術(shù)方案是通過基站為服務(wù)區(qū)域分配波束的方式，減少用戶端檢測(cè)數(shù)據(jù) 量，用戶端只檢測(cè)其所在波束內(nèi)的數(shù)據(jù)信息。因此，基站需要明確知道要通信的用戶端在哪 個(gè)波束，選擇該波束傳輸數(shù)據(jù)，才能與用戶端實(shí)現(xiàn)通信。由于每一波束都只服務(wù)其覆蓋的區(qū) 域，因此，根據(jù)用戶端位置信息確定了用戶端所處的區(qū)域，就可以根據(jù)區(qū)域選擇覆蓋該區(qū)域 的波束與處于該區(qū)域中的用戶端進(jìn)行通信。
[0055] S102、基站在所述用戶端所對(duì)應(yīng)的窄波束內(nèi)使用稀疏編碼多址接入技術(shù)與所述用 戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0056] 具體的，當(dāng)基站和用戶端發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，采用稀疏編碼多址接入(SCMA)碼本進(jìn)行碼 字映射?？梢岳斫獾氖牵徊ㄊ鴥?nèi)的基站和用戶端使用相同稀疏結(jié)構(gòu)的不同SCMA碼本進(jìn) 行碼字映射;不同波束之間的基站和用戶端可以采用相同稀疏結(jié)構(gòu)的SCMA碼本進(jìn)行碼字映 射，也可以采用不同稀疏結(jié)構(gòu)的SCMA碼本進(jìn)行碼字映射，即不同波束之間可以自由選擇 SCMA碼本進(jìn)行碼字映射。
[0057]當(dāng)基站和用戶端接收數(shù)據(jù)時(shí)，使用對(duì)數(shù)信息傳遞算法（logarithm message passing algorithm, log-MPA)進(jìn)行SCMA信號(hào)檢測(cè)。具體的，用戶端使用對(duì)數(shù)信息傳遞算法 檢測(cè)其所在波束內(nèi)的所有用戶信號(hào)，從中找出自己的數(shù)據(jù)信息;基站進(jìn)行數(shù)據(jù)接收時(shí)，對(duì)其 調(diào)度的波束集合中的所有波束分別使用對(duì)數(shù)信息傳遞算法進(jìn)行SCMA信號(hào)檢測(cè)。
[0058]需要說明的是，所述基站將服務(wù)小區(qū)劃分成多個(gè)相互正交的區(qū)域，是指基站將服 務(wù)小區(qū)劃分成多個(gè)空間上完全沒有交集的區(qū)域，所劃分的正交區(qū)域個(gè)數(shù)，依據(jù)基站服務(wù)區(qū) 域的大小以及用戶端密度確定。對(duì)于面積較大或用戶端密度較大的服務(wù)區(qū)可以多劃分幾個(gè) 區(qū)域，而對(duì)于面積較小或者用戶端密度較小的區(qū)域，可以少劃分幾個(gè)區(qū)域?；緦?duì)所述相互 正交的區(qū)域進(jìn)行分組之后，針對(duì)每一小組，生成相互正交的窄波束分別覆蓋小組內(nèi)的正交 區(qū)域，在實(shí)際通信傳輸中，基站以一定的頻率輪流為各小組數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，即基站輪流調(diào)度 各小組內(nèi)的窄波束進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，進(jìn)一步減輕了基站的工作負(fù)擔(dān)；同樣的，分組個(gè)數(shù)可以依 據(jù)相互正交區(qū)域個(gè)數(shù)決定，如果相互正交區(qū)域數(shù)量較多，可以多分組，如果相互正交區(qū)域數(shù) 量較少，可以少分組，或者只分為一組。
[0059]本發(fā)明提供的基于稀疏編碼多址接入技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸方法，通過基站將服務(wù)小區(qū) 劃分成多個(gè)相互正交的區(qū)域，并將所述多個(gè)相互正交的區(qū)域劃分成至少一個(gè)小組，針對(duì)每 個(gè)小組，采用與所述小組內(nèi)相互正交的區(qū)域同樣個(gè)數(shù)、且相互正交的窄波束分別覆蓋所述 小組內(nèi)每個(gè)區(qū)域，這樣，在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，基站獲取用戶端位置信息，根據(jù)用戶端位置信 息確定用戶端所處的區(qū)域，并確定與所述區(qū)域?qū)?yīng)的窄波束，基站在用戶端對(duì)應(yīng)的窄波束 內(nèi)使用稀疏編碼多址接入技術(shù)即可與用戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。該傳輸方法中，用戶端只需檢 測(cè)所在窄波束內(nèi)的數(shù)據(jù)信息，而不用檢測(cè)所有窄波束內(nèi)所有用戶的數(shù)據(jù)信息，即可檢測(cè)出 自己的信息；同時(shí)，基站只需獲取用戶端的位置信息，即可調(diào)度波束與用戶端進(jìn)行通信，降 低了計(jì)算復(fù)雜度，節(jié)省了檢測(cè)存儲(chǔ)空間。
[0060] 可選的，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述采用與所述小組內(nèi)相互正交的區(qū)域同 樣個(gè)數(shù)、且相互正交的窄波束分別覆蓋所述小組內(nèi)每個(gè)區(qū)域，具體包括：
[0061] 基站生成與所述小組內(nèi)相互正交的區(qū)域同樣個(gè)數(shù)的相互正交的窄波束;基站調(diào)整 每個(gè)窄波束的中心指向?qū)?yīng)覆蓋區(qū)域的中心位置;基站調(diào)整所有窄波束在對(duì)應(yīng)覆蓋區(qū)域內(nèi) 天線增益最大，而在相鄰覆蓋區(qū)域內(nèi)天線增益衰減至少3dB，所有窄波束在另一個(gè)窄波束中 心區(qū)域內(nèi)信號(hào)增益至少降低為OdB。
[0062] 具體的，利用雷達(dá)中大規(guī)模陣列天線數(shù)字波束賦型技術(shù)生成與所述小組內(nèi)相互正 交的區(qū)域同樣個(gè)數(shù)的相互正交的窄波束。需要說明的是，為了使得每個(gè)小組內(nèi)波束正交性 更好，可以選擇將服務(wù)區(qū)域分成偶數(shù)個(gè)相互正交的區(qū)域，在滿足每一小組內(nèi)相互正交的區(qū) 域個(gè)數(shù)為奇數(shù)的前提下確定分組個(gè)數(shù)。
[0063] 所述中心位置為(gX，gy，gz):
[0064]
[0065]
[0066]
[0067]其中，Nd表示區(qū)域邊緣點(diǎn)個(gè)數(shù)，（xn，yn，zn)表示第η個(gè)邊緣點(diǎn)在以基站為原點(diǎn)的直 角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。
[0068]上文所述的波束正交是理想狀態(tài)的正交，現(xiàn)有技術(shù)尚不能做到波束之間完全絕對(duì) 正交?；诂F(xiàn)有技術(shù)，技術(shù)人員可以通過調(diào)整波束，使波束之間盡量趨于正交，從而保證波 束之間的干擾盡量小。減小波束在其他波束覆蓋區(qū)域的增益，是減小不同波束間干擾的有 效措施。
[0069] 還需要說明的是，為了便于基站根據(jù)用戶端反饋的位置信息確定用戶端所在的窄 波束，并進(jìn)行窄波束切換，各小組內(nèi)區(qū)域?qū)?yīng)的窄波束必須正交，或是在現(xiàn)有技術(shù)能力范圍 內(nèi)做到最趨近于正交。由于基站是輪流調(diào)度使用各個(gè)小組對(duì)應(yīng)的波束進(jìn)行通信的，不同時(shí) 工作的小組波束之間本身不會(huì)互相產(chǎn)生干擾，或是干擾極小，因此對(duì)于不同小組之間的窄 波束，可以不完全正交，甚至完全不正交。這樣可以進(jìn)一步減羥基站負(fù)擔(dān)，擴(kuò)大窄波束利用 范圍。
[0070] 可選的，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述基站獲取用戶端位置信息，根據(jù)所述用 戶端位置信息確定所述用戶端所處的區(qū)域，并確定與所述區(qū)域?qū)?yīng)的窄波束，參見圖2,具 體包括：
[0071 ] S301、基站獲取用戶端根據(jù)移動(dòng)速度定時(shí)上報(bào)的位置信息；
[0072]與傳統(tǒng)SCMA傳輸方法中，基站需要獲取用戶端信息以及用戶信道狀態(tài)信息不同， 在本發(fā)明提出的數(shù)據(jù)傳輸方法中，基站只需要獲取用戶端的位置信息。基站確定用戶端所 處的位置后，就能調(diào)度與用戶端所在區(qū)域相對(duì)應(yīng)的波束與其進(jìn)行通信。
[0073] S302、基站根據(jù)所述位置信息分析確定所述用戶端所處的區(qū)域，并確定與所述區(qū) 域?qū)?yīng)的窄波束。
[0074]由于基站事先已經(jīng)將服務(wù)區(qū)域劃分成了多個(gè)相互正交的區(qū)域，并且對(duì)應(yīng)每一個(gè)服 務(wù)的區(qū)域，都分配一個(gè)窄波束用于本區(qū)域內(nèi)用戶端的通信，因此，基站根據(jù)所獲取的用戶端 位置信息，就可以明確知道用戶端所處的區(qū)域，進(jìn)一步地，基站可以確定用戶端所處區(qū)域?qū)?應(yīng)的窄波束。
[0075] 可選的，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述基站獲取用戶端根據(jù)移動(dòng)速度定時(shí)上 報(bào)的位置信息，包括：
[0076] 所述基站獲取移動(dòng)速度快的用戶端以較高頻率定時(shí)上報(bào)的位置信息，以及獲取移 動(dòng)速度慢的用戶端以較低頻率定時(shí)上報(bào)的位置信息。
[0077] 移動(dòng)速度快的用戶端采用短時(shí)反饋，即一個(gè)或幾個(gè)傳輸時(shí)間間隔反饋一次;移動(dòng) 速度較慢的用戶端采用長(zhǎng)時(shí)反饋，即一段時(shí)間內(nèi)反饋一次；固定位置的用戶端由于其所處 區(qū)域固定，所對(duì)應(yīng)的波束也固定，因此不需要反饋位置信息。
[0078] 其中，所述傳輸時(shí)間間隔即一個(gè)子幀長(zhǎng)度，傳輸時(shí)間間隔與具體的系統(tǒng)設(shè)計(jì)有關(guān)， 在LTE中為lms。具體的，用戶端多長(zhǎng)時(shí)間反饋一次自己的位置，與用戶端的移動(dòng)速度及劃分 的區(qū)域大小有關(guān)。假設(shè)用戶端在本波束中的初始位置與本區(qū)域在其移動(dòng)方向上邊緣的最小 距離為d，用戶端移動(dòng)速度為V，那么這個(gè)時(shí)間不能超過d/v，且為傳輸時(shí)間間隔的整數(shù)倍。
[0079] 本發(fā)明另一實(shí)施例公開了一種基站，參見圖3,該基站包括：
[0080] 預(yù)處理單元401，用于將服務(wù)小區(qū)劃分成多個(gè)相互正交的區(qū)域，并將所述多個(gè)相互 正交的區(qū)域劃分成至少一個(gè)小組，針對(duì)每個(gè)小組，采用與所述小組內(nèi)相互正交的區(qū)域同樣 個(gè)數(shù)、且相互正交的窄波束分別覆蓋所述小組內(nèi)每個(gè)區(qū)域；
[0081] 信道確認(rèn)單元402,用于獲取用戶端位置信息，根據(jù)所述用戶端位置信息確定所述 用戶端所處的區(qū)域，并確定與所述區(qū)域?qū)?yīng)的窄波束；
[0082] 數(shù)據(jù)傳輸單元403,用于在所述用戶端所對(duì)應(yīng)的窄波束內(nèi)使用稀疏編碼多址接入 技術(shù)與所述用戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0083] 具體的，本實(shí)施例中各個(gè)單元的具體工作內(nèi)容請(qǐng)參見對(duì)應(yīng)的方法實(shí)施例內(nèi)容，此 處不再贅述。
[0084]本發(fā)明提出的一種基站，通過預(yù)處理單元401將服務(wù)小區(qū)劃分成多個(gè)相互正交的 區(qū)域，并將所述多個(gè)相互正交的區(qū)域劃分成至少一個(gè)小組，針對(duì)每個(gè)小組，采用與所述小組 內(nèi)相互正交的區(qū)域同樣個(gè)數(shù)、且相互正交的窄波束分別覆蓋所述小組內(nèi)每個(gè)區(qū)域。信道確 認(rèn)單元402獲取用戶端位置信息，根據(jù)用戶端位置信息確定用戶端所處的區(qū)域，并確定與所 述區(qū)域?qū)?yīng)的窄波束。數(shù)據(jù)傳輸單元403在用戶端對(duì)應(yīng)的窄波束內(nèi)使用稀疏編碼多址接入 技術(shù)與用戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。該基站只需由信道確認(rèn)單元402獲取用戶端的位置信息，即可 調(diào)度波束，利用數(shù)據(jù)傳輸單元403與用戶端進(jìn)行通信，降低了計(jì)算復(fù)雜度，節(jié)省了檢測(cè)存儲(chǔ) 空間。
[0085] 可選的，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，如圖3所示，所述預(yù)處理單元401，具體包括： [0086]區(qū)域劃分單元4011，用于將服務(wù)小區(qū)劃分成多個(gè)相互正交的區(qū)域，并將所述多個(gè) 相互正交的區(qū)域劃分成至少一個(gè)小組；
[0087]波束生成單元4012,用于生成與所述小組內(nèi)相互正交的區(qū)域同樣個(gè)數(shù)的相互正交 的窄波束；
[0088]波束調(diào)整單元4013,用于調(diào)整每個(gè)窄波束的中心指向?qū)?yīng)覆蓋區(qū)域的中心位置； 調(diào)整所有窄波束在對(duì)應(yīng)覆蓋區(qū)域內(nèi)天線增益最大，而在相鄰覆蓋區(qū)域內(nèi)天線增益衰減至少 3dB，所有窄波束在另一個(gè)窄波束中心區(qū)域內(nèi)信號(hào)增益至少降低為OdB。
[0089] 具體的，本實(shí)施例中各個(gè)單元的具體工作內(nèi)容請(qǐng)參見對(duì)應(yīng)的方法實(shí)施例內(nèi)容，此 處不再贅述。
[0090] 可選的，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，如圖3所示，所述信道確認(rèn)單元402,具體包 括：
[0091 ]位置信息獲取單元4021，用于獲取用戶端根據(jù)移動(dòng)速度定時(shí)上報(bào)的位置信息；
[0092] 分析單元4022,用于根據(jù)所述位置信息分析確定所述用戶端所處的區(qū)域，并確定 與所述區(qū)域?qū)?yīng)的窄波束。
[0093] 具體的，本實(shí)施例中各個(gè)單元的具體工作內(nèi)容請(qǐng)參見對(duì)應(yīng)的方法實(shí)施例內(nèi)容，此 處不再贅述。
[0094] 可選的，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述位置信息獲取單元4021獲取用戶端根 據(jù)移動(dòng)速度定時(shí)上報(bào)的位置信息，具體包括：
[0095] 獲取移動(dòng)速度快的用戶端以較高頻率定時(shí)上報(bào)的位置信息，以及獲取移動(dòng)速度慢 的用戶端以較低頻率定時(shí)上報(bào)的位置信息。
[0096] 具體的，本實(shí)施例中位置信息獲取單元的具體工作內(nèi)容請(qǐng)參見對(duì)應(yīng)的方法實(shí)施例 內(nèi)容，此處不再贅述。
[0097] 本發(fā)明另一實(shí)施例還公開了一種基于稀疏編碼多址接入技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，如 圖4所示，該系統(tǒng)包括:基站101和用戶端102;
[0098]其中，所述基站101預(yù)先將服務(wù)小區(qū)劃分成多個(gè)相互正交的區(qū)域，并將所述多個(gè)相 互正交的區(qū)域劃分成至少一個(gè)小組，針對(duì)每個(gè)小組，采用與所述小組內(nèi)相互正交的區(qū)域同 樣個(gè)數(shù)、且相互正交的窄波束分別覆蓋所述小組內(nèi)每個(gè)區(qū)域；
[0099] 具體的，基站101可采用大規(guī)模陣列天線數(shù)字波束賦型裝置，將服務(wù)小區(qū)劃分成多 個(gè)固定片區(qū)，并生成正交波束。
[0100] 所述基站101進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，用于獲取用戶端102位置信息，根據(jù)所述用戶端102 位置信息確定所述用戶端102所處的區(qū)域，并確定與所述區(qū)域?qū)?yīng)的窄波束;在所述用戶端 102所對(duì)應(yīng)的窄波束內(nèi)使用稀疏編碼多址接入技術(shù)與所述用戶端102進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0101] 由于每一波束都只服務(wù)其覆蓋的區(qū)域，因此，根據(jù)用戶端102位置信息確定了用戶 端102所處的區(qū)域，就可以根據(jù)區(qū)域選擇覆蓋該區(qū)域的波束與處于該區(qū)域中的用戶端102進(jìn) 行通信。
[0102] 當(dāng)基站101和用戶端102發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，采用稀疏編碼多址接入(SCMA)碼本進(jìn)行碼字 映射。可以理解的是，同一波束內(nèi)的基站101和用戶端102使用相同稀疏結(jié)構(gòu)的不同SCMA碼 本進(jìn)行碼字映射;不同波束之間的基站101和用戶端102可以采用相同稀疏結(jié)構(gòu)的SCMA碼本 進(jìn)行碼字映射，也可以采用不同稀疏結(jié)構(gòu)的SCMA碼本進(jìn)行碼字映射，即不同波束之間可以 自由選擇SCMA碼本進(jìn)行碼字映射。
[0103]當(dāng)基站101和用戶端102接收數(shù)據(jù)時(shí)，使用對(duì)數(shù)信息傳遞算法(logarithm message passing algorithm, log-MPA)進(jìn)行SCMA信號(hào)檢測(cè)。具體的，用戶端102使用對(duì)數(shù)信息傳遞算 法檢測(cè)其所在波束內(nèi)的所有用戶信號(hào)，從中找出自己的數(shù)據(jù)信息；基站101進(jìn)行數(shù)據(jù)接收 時(shí)，對(duì)其調(diào)度的波束集合中的所有波束分別使用對(duì)數(shù)信息傳遞算法進(jìn)行SCMA信號(hào)檢測(cè)。
[0104] 需要說明的是，所述基站將服務(wù)小區(qū)劃分成多個(gè)相互正交的區(qū)域，是指基站將服 務(wù)小區(qū)劃分成多個(gè)空間上完全沒有交集的區(qū)域，所劃分的正交區(qū)域個(gè)數(shù)，依據(jù)基站服務(wù)區(qū) 域的大小以及用戶端密度確定。對(duì)于面積較大或用戶端密度較大的服務(wù)區(qū)可以多劃分幾個(gè) 區(qū)域，而對(duì)于面積較小或者用戶端密度較小的區(qū)域，可以少劃分幾個(gè)區(qū)域。基站對(duì)所述相互 正交的區(qū)域進(jìn)行分組之后，針對(duì)每一小組，生成相互正交的窄波束分別覆蓋小組內(nèi)的正交 區(qū)域，在實(shí)際通信傳輸中，基站以一定的頻率輪流為各小組數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，即基站輪流調(diào)度 各小組內(nèi)的窄波束進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，進(jìn)一步減輕了基站的工作負(fù)擔(dān)；同樣的，分組個(gè)數(shù)可以依 據(jù)相互正交區(qū)域個(gè)數(shù)決定，如果相互正交區(qū)域數(shù)量較多，可以多分組，如果相互正交區(qū)域數(shù) 量較少，可以少分組，或者只分為一組。
[0105] 所述用戶端102,用于響應(yīng)所述基站在所述用戶端所對(duì)應(yīng)的窄波束內(nèi)使用稀疏編 碼多址接入技術(shù)與所述用戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸動(dòng)作。
[0106] 所述用戶端102發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，同一波束內(nèi)的用戶端102使用相同稀疏結(jié)構(gòu)的不同 SCMA碼本進(jìn)行碼字映射，而不同波束之間的用戶端102可以采用相同稀疏結(jié)構(gòu)的SCMA碼本， 也可以使用不同稀疏結(jié)構(gòu)的SCMA碼本，即不同波束之間可以自由選擇SCMA碼本的碼字長(zhǎng) 度。
[0107] 所述用戶端102接收數(shù)據(jù)時(shí)，使用對(duì)數(shù)信息傳遞算法進(jìn)行SCMA信號(hào)檢測(cè)，且只檢測(cè) 計(jì)算本波束內(nèi)的信號(hào)。
[0108] 本發(fā)明提供的基于稀疏編碼多址接入技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，通過基站101將服務(wù) 小區(qū)劃分成多個(gè)相互正交的區(qū)域，并將所述多個(gè)相互正交的區(qū)域劃分成至少一個(gè)小組，針 對(duì)每個(gè)小組，采用與所述小組內(nèi)相互正交的區(qū)域同樣個(gè)數(shù)、且相互正交的窄波束分別覆蓋 所述小組內(nèi)每個(gè)區(qū)域。基站101獲取用戶端102的位置信息，根據(jù)用戶端102的位置信息確定 用戶端102所處的區(qū)域，并確定與所述區(qū)域?qū)?yīng)的窄波束，基站101在用戶端102對(duì)應(yīng)的窄波 束內(nèi)使用稀疏編碼多址接入技術(shù)與用戶端102進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。該傳輸系統(tǒng)中，用戶端102只 需檢測(cè)所在窄波束內(nèi)的數(shù)據(jù)信息，而不用檢測(cè)所有窄波束內(nèi)所有用戶的數(shù)據(jù)信息，即可檢 測(cè)出自己的信息；同時(shí)，基站101只需獲取用戶端102的位置信息，即可調(diào)度波束與用戶端 102進(jìn)行通信，降低了計(jì)算復(fù)雜度，節(jié)省了檢測(cè)存儲(chǔ)空間。
[0109] 可選的，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述基站101采用與所述小組內(nèi)相互正交的 區(qū)域同樣個(gè)數(shù)、且相互正交的窄波束分別覆蓋所述小組內(nèi)每個(gè)區(qū)域，具體包括：
[0110] 基站101生成與所述小組內(nèi)相互正交的區(qū)域同樣個(gè)數(shù)的相互正交的窄波束；基站 101調(diào)整每個(gè)窄波束的中心指向?qū)?yīng)覆蓋區(qū)域的中心位置;基站101調(diào)整所有窄波束在對(duì)應(yīng) 覆蓋區(qū)域內(nèi)天線增益最大，而在相鄰覆蓋區(qū)域內(nèi)天線增益衰減至少3dB，所有窄波束在另一 個(gè)窄波束中心區(qū)域內(nèi)信號(hào)增益至少降低為OdB。
[0111] 具體的，利用雷達(dá)中大規(guī)模陣列天線數(shù)字波束賦型技術(shù)生成與所述小組內(nèi)相互正 交的區(qū)域同樣個(gè)數(shù)的相互正交的窄波束。需要說明的是，為了使得每個(gè)小組內(nèi)波束正交性 更好，可以選擇將服務(wù)區(qū)域分成偶數(shù)個(gè)相互正交的區(qū)域，在滿足每一小組內(nèi)相互正交的區(qū) 域個(gè)數(shù)為奇數(shù)的前提下確定分組個(gè)數(shù)。
[0113]
[0112] 所述中心位置為(gX，gy，gZ):
[0114]
[0115]
[0116] 其中，Nd表示區(qū)域邊緣點(diǎn)個(gè)數(shù)，（xn，yn，zn)表示第η個(gè)邊緣點(diǎn)在以基站為原點(diǎn)的直 角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。
[0117]上文所述的波束正交是理想狀態(tài)的正交，現(xiàn)有技術(shù)尚不能做到波束之間完全絕對(duì) 正交。基于現(xiàn)有技術(shù)，技術(shù)人員可以通過調(diào)整波束，使波束之間盡量趨于正交，從而保證波 束之間的干擾盡量小。減小波束在其他波束覆蓋區(qū)域的增益，是減少不同波束間干擾的有 效措施。
[0118] 還需要說明的是，為了便于基站101根據(jù)用戶端102反饋的位置信息確定用戶端 102所在的窄波束，并進(jìn)行窄波束切換，各小組內(nèi)區(qū)域?qū)?yīng)的窄波束必須正交，或是在現(xiàn)有 技術(shù)能力范圍內(nèi)做到最趨近于正交。由于基站101是輪流調(diào)度使用各個(gè)小組對(duì)應(yīng)的波束進(jìn) 行通信的，不同時(shí)工作的小組波束之間本身不會(huì)互相產(chǎn)生干擾，或是干擾極小，因此對(duì)于不 同小組之間的窄波束，可以不完全正交，甚至完全不正交。這樣可以進(jìn)一步減羥基站負(fù)擔(dān)， 擴(kuò)大窄波束利用范圍。
[0119] 可選的，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述用戶端102還用于依據(jù)移動(dòng)速度定時(shí)向 所述基站上報(bào)位置信息;其中，
[0120] 所述基站101用于獲取用戶端位置信息，根據(jù)所述用戶端102位置信息確定所述用 戶端102所對(duì)應(yīng)的窄波束，在所述用戶端102所對(duì)應(yīng)的窄波束內(nèi)使用稀疏編碼多址接入技術(shù) 與所述用戶端102進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，參見圖5所示，該過程具體包括：
[0121] S501、基站101獲取用戶端102根據(jù)移動(dòng)速度定時(shí)上報(bào)的位置信息；
[0122] 與傳統(tǒng)SCMA傳輸方法中，基站101需要獲取用戶端102信息以及用戶信道狀態(tài)信息 不同，在本發(fā)明提出的數(shù)據(jù)傳輸方法中，基站101只需要獲取用戶端102的位置信息?；?101確定用戶端102所處的位置后，就能調(diào)度與用戶端102所在區(qū)域相對(duì)應(yīng)的波束與其進(jìn)行 通信。
[0123] S502、基站101根據(jù)所述位置信息分析確定所述用戶端102所處的區(qū)域，并確定與 所述區(qū)域?qū)?yīng)的窄波束。
[0124] 由于基站101事先已經(jīng)將服務(wù)區(qū)域劃分成了多個(gè)相互正交的區(qū)域，并且對(duì)應(yīng)每一 個(gè)服務(wù)的區(qū)域，都分配一個(gè)窄波束用于本區(qū)域內(nèi)用戶端102的通信，因此，基站101根據(jù)所獲 取的用戶端102位置信息，就可以明確知道用戶端102所處的區(qū)域，進(jìn)一步地，基站101可以 確定用戶端102所處區(qū)域?qū)?yīng)的窄波束。
[0125] S503、基站101在所述用戶端102所對(duì)應(yīng)的窄波束內(nèi)使用稀疏編碼多址接入技術(shù)與 所述用戶端102進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸動(dòng)作；
[0126] 具體的，所述基站101與所述用戶端102進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸動(dòng)作，包括基站101向用戶端 102發(fā)送數(shù)據(jù)，以及基站101接收用戶端102發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信息。
[0127] 當(dāng)基站101向用戶端102發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，采用稀疏編碼多址接入(SCMA)碼本進(jìn)行碼字 映射?？梢岳斫獾氖牵瑢?duì)于發(fā)往同一波束內(nèi)的用戶端102的數(shù)據(jù)信息使用相同稀疏結(jié)構(gòu)的不 同SCMA碼本進(jìn)行碼字映射;對(duì)于發(fā)往不同波束的用戶端102的數(shù)據(jù)信息可以采用相同稀疏 結(jié)構(gòu)的SCMA碼本進(jìn)行碼字映射，也可以采用不同稀疏結(jié)構(gòu)的SCMA碼本進(jìn)行碼字映射。
[0128] 當(dāng)基站101接收用戶端102發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信息時(shí)，使用對(duì)數(shù)信息傳遞算法 (logarithm message passing algorithm, log-MPA)進(jìn)行SCMA信號(hào)檢測(cè)。具體的，基站101 進(jìn)行數(shù)據(jù)接收時(shí)，對(duì)其調(diào)度的波束集合中的所有波束分別使用對(duì)數(shù)信息傳遞算法進(jìn)行SCMA 信號(hào)檢測(cè)。
[0129] S504、用戶端102響應(yīng)基站101的數(shù)據(jù)傳輸動(dòng)作。
[0130] 具體的，用戶端102響應(yīng)基站101的數(shù)據(jù)傳輸動(dòng)作，包括用戶端102接收基站101發(fā) 送過來的數(shù)據(jù)信息，以及用戶端102向基站101發(fā)送數(shù)據(jù)信息。
[0131] 當(dāng)用戶端102接收基站101發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信息時(shí)，使用對(duì)數(shù)信息傳遞算法 (logarithm message passing algorithm, log-MPA)檢測(cè)其所在波束內(nèi)的所有用戶信號(hào)， 從中找出自己的數(shù)據(jù)信息。
[0132] 當(dāng)用戶端102向基站101發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，采用稀疏編碼多址接入(SCMA)碼本進(jìn)行碼字 映射。可以理解的是，同一波束內(nèi)的用戶端102使用相同稀疏結(jié)構(gòu)的不同SCMA碼本進(jìn)行碼字 映射;不同波束之間的用戶端102可以采用相同稀疏結(jié)構(gòu)的SCMA碼本進(jìn)行碼字映射，也可以 采用不同稀疏結(jié)構(gòu)的SCMA碼本進(jìn)行碼字映射。
[0133] 可選的，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述用戶端102依據(jù)移動(dòng)速度定時(shí)向所述基 站101上報(bào)位置信息時(shí)，具體用于：
[0134] 移動(dòng)速度快的用戶端102以較高頻率定時(shí)向所述基站101上報(bào)位置信息;移動(dòng)速度 慢的用戶端102以較低頻率定時(shí)向所述基站101上報(bào)位置信息。
[0135] 具體的，移動(dòng)速度快的用戶端102采用短時(shí)反饋，即一個(gè)或幾個(gè)傳輸時(shí)間間隔反饋 一次;移動(dòng)速度較慢的用戶端102采用長(zhǎng)時(shí)反饋，即一段時(shí)間內(nèi)反饋一次；固定位置的用戶 端102由于其所處區(qū)域固定，所對(duì)應(yīng)的波束也固定，因此不需要反饋位置信息。
[0136] 其中，所述傳輸時(shí)間間隔即一個(gè)子幀長(zhǎng)度，傳輸時(shí)間間隔與具體的系統(tǒng)設(shè)計(jì)有關(guān)， 在LTE中為lms。具體的，用戶端102多長(zhǎng)時(shí)間反饋一次自己的位置，與用戶端102的移動(dòng)速度 及劃分的區(qū)域大小有關(guān)。假設(shè)用戶端102在本波束中的初始位置與本區(qū)域在其移動(dòng)方向上 邊緣的最小距離為d，用戶端102移動(dòng)速度為V，那么這個(gè)時(shí)間不能超過d/v，且為傳輸時(shí)間間 隔的整數(shù)倍。
[0137] 下面以上行鏈路和下行鏈路的工作過程為例說明本發(fā)明所述系統(tǒng)的工作過程，參 見圖6所示：
[0138] 在上行鏈路中，基站101通過窄波束接收數(shù)據(jù)信息，而用戶端102所處區(qū)域必定有 相應(yīng)的窄波束覆蓋，因此，在用戶端102需要發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候，直接發(fā)送即可，基站101通過 用戶端102所在區(qū)域?qū)?yīng)的窄波束接收所發(fā)送數(shù)據(jù)?；?01從用戶端102所處區(qū)域?qū)?yīng)的 窄波束中使用對(duì)數(shù)信息傳遞算法提取數(shù)據(jù)信息即可。
[0139] 在下行鏈路中，數(shù)據(jù)信息是從基站101發(fā)送到用戶端102,由于一個(gè)基站101為眾多 用戶端102服務(wù)，因此針對(duì)每個(gè)不同的用戶端102,基站101需要明確知道用戶端102所處的 位置，才能夠確定與用戶端102所處區(qū)域?qū)?yīng)的窄波束，從而通過該窄波束將屬于用戶端 102的數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確地發(fā)送至用戶端102。因此，在下行鏈路中，數(shù)據(jù)傳輸過程為：
[0140] 1)用戶端102以固定頻率向基站101上報(bào)位置信息；
[0141] 2)基站101根據(jù)用戶端102上報(bào)的位置信息確定用戶端102所處區(qū)域?qū)?yīng)的窄波 束；
[0142] 3)基站101調(diào)度用戶端102所處區(qū)域?qū)?yīng)的窄波束，將需要發(fā)送至用戶端102的數(shù) 據(jù)信息通過所述窄波束發(fā)送給用戶端102;
[0143] 4)用戶端102使用對(duì)數(shù)信息傳遞算法接收所處區(qū)域?qū)?yīng)的窄波束中所有用戶數(shù) 據(jù)，從中檢測(cè)出自己的數(shù)據(jù)。
[0144] 需要說明的是，在上行鏈路中，同一基站101要檢測(cè)接收所服務(wù)區(qū)域內(nèi)所有用戶端 102發(fā)送來的數(shù)據(jù)信息，與傳統(tǒng)SCMA傳輸方法不同的是，在本發(fā)明中，基站101事先將服務(wù)區(qū) 域劃分成相互正交的區(qū)域，并且將相互正交的區(qū)域分組，輪流為各個(gè)小組服務(wù)。與現(xiàn)有技術(shù) 相比，本發(fā)明提出的系統(tǒng)將多個(gè)用戶端102分到多個(gè)波束，這就意味著，在每個(gè)波束中使用 SCMA進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，由于波束內(nèi)用戶數(shù)量減少，碼本長(zhǎng)度會(huì)相應(yīng)縮短，從而在相同數(shù)量的 用戶端102的情況下，基站101的運(yùn)算量和存儲(chǔ)量明顯下降。例如，假設(shè)使用現(xiàn)有的技術(shù)同時(shí) 傳輸70個(gè)用戶端102的數(shù)據(jù)，每個(gè)用戶端102數(shù)據(jù)的碼本集合里面有4個(gè)碼字，那么需要8個(gè) 資源元素來傳輸這些碼字，每個(gè)用戶端102使用4個(gè)資源元素。此時(shí)，基站101需要的存儲(chǔ)量 為70*4*4*2。但如果70個(gè)用戶端102分散在12個(gè)波束，那么每個(gè)波束內(nèi)只需要使用4個(gè)資源 元素來傳輸碼字，每個(gè)用戶端102占用2個(gè)資源元素就可以完成70個(gè)用戶端102數(shù)據(jù)同時(shí)傳 輸。此時(shí)，基站101的存儲(chǔ)空間僅為70*4*2*2，即存儲(chǔ)量明顯下降。同理，基站101的計(jì)算復(fù)雜 度也會(huì)明顯下降。
[0145] 在下行鏈路中，由于用戶端102所處的不同區(qū)域之間是相互正交的，且與區(qū)域?qū)?yīng) 的窄波束之間也是相互正交或幾乎正交的，因此，當(dāng)用戶端102處于某一區(qū)域?qū)?yīng)的窄波束 時(shí)，其他波束內(nèi)的信號(hào)不會(huì)對(duì)本波束內(nèi)信號(hào)產(chǎn)生干擾，用戶端102只需檢測(cè)所在區(qū)域?qū)?yīng)窄 波束內(nèi)的數(shù)據(jù)信息即可。相對(duì)于傳統(tǒng)SCMA數(shù)據(jù)傳輸方法中，用戶端需要檢測(cè)基站服務(wù)區(qū)域 內(nèi)所有用戶端的信息，從中檢測(cè)出自己的數(shù)據(jù)信息來說，在本發(fā)明所使用的數(shù)據(jù)傳輸方法 中，用戶端102的計(jì)算量和所需存儲(chǔ)空間都大大降低。
[0146] 例如，假設(shè)基站將服務(wù)小區(qū)劃分成S個(gè)片區(qū)，產(chǎn)生S個(gè)相互正交的窄波束，S為偶數(shù)。 波束i覆蓋Ji個(gè)用戶端，每個(gè)波束內(nèi)覆蓋的用戶端的個(gè)數(shù)不一定一樣。將S個(gè)波束劃分成2 組，每組為S/2個(gè)波束，且限定S/2為奇數(shù)，兩組波束循環(huán)使用。波束i中的用戶端j，在第k個(gè) 資源元素上接收到的信號(hào)可表示為：
[0147]
[0148] 其中，yjk表示在第k個(gè)RE上接收到的頻域信號(hào);Hjk表示用戶端j在第k個(gè)RE上的頻 域信道估計(jì)值;Wi為第i個(gè)波束的成型因子; 8￡8^{1}，8^{1}表示調(diào)度第1個(gè)波束的波束 集合;Xi為第i個(gè)波束中覆蓋的Ji個(gè)用戶端的信號(hào)之和;n jk為第k個(gè)RE上的高斯白噪聲。
[0149] 由于基站產(chǎn)生的波束是相互正交的，即調(diào)度第i個(gè)波束的波束集合內(nèi)的所有波束 之間都是相互正交的，第i個(gè)波束內(nèi)不會(huì)摻雜其所在波束集合內(nèi)其他波束中的信息，所以， 波束i中的用戶端j在第k個(gè)RE上接收到的信號(hào)可以等效為：
[0150] ，，二 HjkW,X,+njk
[0151] 其中，「V表示第k個(gè)資源元素上的等效高斯白噪聲，波束i中的用戶端j只需要使用 對(duì)數(shù)信息傳遞算法對(duì)乂:進(jìn)行檢測(cè)，就可以得到所需信息，從而降低了計(jì)算復(fù)雜度，節(jié)省了存 儲(chǔ)空間。
[0152] 對(duì)于基站101來說，只需從用戶端102上報(bào)的位置信息中得知用戶端102所處的區(qū) 域，進(jìn)一步確定用戶端102所處區(qū)域?qū)?yīng)的窄波束，就可以調(diào)度所述窄波束與用戶端102實(shí) 現(xiàn)通信。與傳統(tǒng)SCMA數(shù)據(jù)傳輸方法中基站需要接收用戶端發(fā)送的信道信息相比，本發(fā)明提 出的數(shù)據(jù)傳輸方法，需要的反饋信息更少，數(shù)據(jù)傳輸更快速，精度更高。
[0153] 對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明 將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一 致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于稀疏編碼多址接入技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，應(yīng)用于基站，所述基 站將服務(wù)小區(qū)劃分成多個(gè)相互正交的區(qū)域，并將所述多個(gè)相互正交的區(qū)域劃分成至少一個(gè) 小組，針對(duì)每個(gè)小組，采用與所述小組內(nèi)相互正交的區(qū)域同樣個(gè)數(shù)、且相互正交的窄波束分 別覆蓋所述小組內(nèi)每個(gè)區(qū)域，該方法包括： 基站獲取用戶端位置信息，根據(jù)所述用戶端位置信息確定所述用戶端所處的區(qū)域，并 確定與所述區(qū)域?qū)?yīng)的窄波束； 基站在所述用戶端所對(duì)應(yīng)的窄波束內(nèi)使用稀疏編碼多址接入技術(shù)與所述用戶端進(jìn)行 數(shù)據(jù)傳輸。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用與所述小組內(nèi)相互正交的區(qū)域同 樣個(gè)數(shù)、且相互正交的窄波束分別覆蓋所述小組內(nèi)每個(gè)區(qū)域，包括： 基站生成與所述小組內(nèi)相互正交的區(qū)域同樣個(gè)數(shù)的相互正交的窄波束； 基站調(diào)整每個(gè)窄波束的中心指向?qū)?yīng)覆蓋區(qū)域的中心位置； 基站調(diào)整所有窄波束在對(duì)應(yīng)覆蓋區(qū)域內(nèi)天線增益最大，而在相鄰覆蓋區(qū)域內(nèi)天線增益 衰減至少3dB;所有窄波束在另一個(gè)窄波束中心區(qū)域內(nèi)信號(hào)增益至少降低為OdB。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站獲取用戶端位置信息，根據(jù)所述 用戶端位置信息確定所述用戶端所處的區(qū)域，并確定與所述區(qū)域?qū)?yīng)的窄波束，包括： 基站獲取用戶端根據(jù)移動(dòng)速度定時(shí)上報(bào)的位置信息； 基站根據(jù)所述位置信息分析確定所述用戶端所處的區(qū)域，并確定與所述區(qū)域?qū)?yīng)的窄 波束。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述基站獲取用戶端根據(jù)移動(dòng)速度定時(shí)上 報(bào)的位置信息，包括： 所述基站獲取移動(dòng)速度快的用戶端以較高頻率定時(shí)上報(bào)的位置信息，以及獲取移動(dòng)速 度慢的用戶端以較低頻率定時(shí)上報(bào)的位置信息。5. -種基站，其特征在于，包括： 預(yù)處理單元，用于將服務(wù)小區(qū)劃分成多個(gè)相互正交的區(qū)域，并將所述多個(gè)相互正交的 區(qū)域劃分成至少一個(gè)小組，針對(duì)每個(gè)小組，采用與所述小組內(nèi)相互正交的區(qū)域同樣個(gè)數(shù)、且 相互正交的窄波束分別覆蓋所述小組內(nèi)每個(gè)區(qū)域； 信道確認(rèn)單元，用于獲取用戶端位置信息，根據(jù)所述用戶端位置信息確定所述用戶端 所處的區(qū)域，并確定與所述區(qū)域?qū)?yīng)的窄波束； 數(shù)據(jù)傳輸單元，用于在所述用戶端所對(duì)應(yīng)的窄波束內(nèi)使用稀疏編碼多址接入技術(shù)與所 述用戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基站，其特征在于，所述預(yù)處理單元，具體包括： 波束生成單元，用于生成與所述小組內(nèi)相互正交的區(qū)域同樣個(gè)數(shù)的相互正交的窄波 束； 波束調(diào)整單元，用于調(diào)整每個(gè)窄波束的中心指向?qū)?yīng)覆蓋區(qū)域的中心位置;調(diào)整所有 窄波束在對(duì)應(yīng)覆蓋區(qū)域內(nèi)天線增益最大，而在相鄰覆蓋區(qū)域內(nèi)天線增益衰減至少3dB;所有 窄波束在另一個(gè)窄波束中心區(qū)域內(nèi)信號(hào)增益至少降低為OdB。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基站，其特征在于，所述信道確認(rèn)單元，具體包括： 位置信息獲取單元，用于獲取用戶端根據(jù)移動(dòng)速度定時(shí)上報(bào)的位置信息； 分析單元，用于根據(jù)所述位置信息分析確定所述用戶端所處的區(qū)域，并確定與所述區(qū) 域?qū)?yīng)的窄波束。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的基站，其特征在于，所述位置信息獲取單元獲取用戶端根據(jù)移 動(dòng)速度定時(shí)上報(bào)的位置信息，具體包括： 獲取移動(dòng)速度快的用戶端以較高頻率定時(shí)上報(bào)的位置信息，以及獲取移動(dòng)速度慢的用 戶端以較低頻率定時(shí)上報(bào)的位置信息。9. 一種基于稀疏編碼多址接入技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，包括:基站和用戶 端； 其中，所述基站預(yù)先將服務(wù)小區(qū)劃分成多個(gè)相互正交的區(qū)域，并將所述多個(gè)相互正交 的區(qū)域劃分成至少一個(gè)小組，針對(duì)每個(gè)小組，采用與所述小組內(nèi)相互正交的區(qū)域同樣個(gè)數(shù)、 且相互正交的窄波束分別覆蓋所述小組內(nèi)每個(gè)區(qū)域； 所述基站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，用于獲取用戶端位置信息，根據(jù)所述用戶端位置信息確定 所述用戶端所處的區(qū)域，并確定與所述區(qū)域?qū)?yīng)的窄波束;在所述用戶端所對(duì)應(yīng)的窄波束 內(nèi)使用稀疏編碼多址接入技術(shù)與所述用戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸； 所述用戶端，用于響應(yīng)所述基站在所述用戶端所對(duì)應(yīng)的窄波束內(nèi)使用稀疏編碼多址接 入技術(shù)與所述用戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸動(dòng)作。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述基站采用與所述小組內(nèi)相互正交的 區(qū)域同樣個(gè)數(shù)、且相互正交的窄波束分別覆蓋所述小組內(nèi)每個(gè)區(qū)域，具體包括： 基站生成與所述小組內(nèi)相互正交的區(qū)域同樣個(gè)數(shù)的相互正交的窄波束； 基站調(diào)整每個(gè)窄波束的中心指向?qū)?yīng)覆蓋區(qū)域的中心位置； 基站調(diào)整所有窄波束在對(duì)應(yīng)覆蓋區(qū)域內(nèi)天線增益最大，而在相鄰覆蓋區(qū)域內(nèi)天線增益 衰減至少3dB;所有窄波束在另一個(gè)窄波束中心區(qū)域內(nèi)信號(hào)增益至少降低為OdB。11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用戶端還用于依據(jù)移動(dòng)速度定時(shí)向 所述基站上報(bào)位置信息;其中， 所述基站用于獲取用戶端位置信息，根據(jù)所述用戶端位置信息確定所述用戶端所對(duì)應(yīng) 的窄波束時(shí)，具體用于： 基站獲取用戶端根據(jù)移動(dòng)速度定時(shí)上報(bào)的位置信息； 基站根據(jù)所述位置信息分析確定所述用戶端所處的區(qū)域，并確定與所述區(qū)域?qū)?yīng)的窄 波束。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用戶端依據(jù)移動(dòng)速度定時(shí)向所述基 站上報(bào)位置信息時(shí)，具體用于： 移動(dòng)速度快的用戶端以較高頻率定時(shí)向所述基站上報(bào)位置信息;移動(dòng)速度慢的用戶端 以較低頻率定時(shí)向所述基站上報(bào)位置信息。
【文檔編號(hào)】H04W4/02GK105898702SQ201610417071
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年6月14日
【發(fā)明人】趙晶晶, 張?jiān)?
【申請(qǐng)人】北京北方烽火科技有限公司