本發(fā)明涉及LTE技術，尤其涉及一種下行多用戶疊加傳輸方法。

背景技術：

在LTE R13之前的多用戶傳輸方案中，均通過正交傳輸的方式來降低用戶間的干擾。但是從信息論的角度分析，正交傳輸是有損信道容量的，因此是一種次優(yōu)的傳輸方式。若能從發(fā)射機和接收機聯(lián)合進行考慮，即使發(fā)射機采用非正交傳輸方式，在接收機側通過一些先進的信號處理算法可以獲得優(yōu)于正交傳輸的性能，甚至可以達到理論上的多用戶容量界，進一步提升系統(tǒng)性能。其中一種實現(xiàn)方式是采用疊加編碼傳輸(Superposition Transmission)。其基本思想是，系統(tǒng)根據不同的目標傳輸速率，將信道狀態(tài)量化為不同的信道質量的等級，每一個信道量化等級對應一個確定的目標傳輸速率。將兩組信號分別按照不同的目標速率獨立地進行信道編碼和調制映射，然后將兩者的輸出星座按照一定的功率分配比例進行疊加傳輸。對應的接收機采用基于最小均方誤差準則(Minimum Mean Square Error，MMSE)的干擾抵消(Interference Cancellation，IC)接收機就可以獲得逼近多用戶信道容量的性能。

目前3GPP中新立項的SI課題：多用戶疊加傳輸(Multi-user Superposition Transmission，MUST)，正在致力于研究多用戶疊加傳輸在LTE系統(tǒng)中的應用，用以進一步提升LTE系統(tǒng)的下行多用戶傳輸性能。

目前基于疊加編碼的多用戶傳輸方案中，只給出了直接疊加編碼的具體實現(xiàn)方案，而直接疊加編碼方案輸出的多用戶復合星座不再滿足Gray映射，因此會造成一定的性能損失。而對于如何實現(xiàn)滿足Gray映射的復合星座還在討論中。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提出一種下行多用戶疊加傳輸方法，包括：

按照預定準則進行配對用戶的選擇，所述配對用戶包括遠用戶和近用戶；

所述近用戶的每個碼字比特流在加擾之后、調制映射之前還進行調制星座 翻轉，然后采用翻轉之后的調制星座進行調制映射；

所述遠用戶和近用戶經過調制映射后的符號數據乘以對應的功率分裂因子之后疊加起來一起進行層映射和預編碼操作，所述預編碼之后再經過RE映射，生成相應的OFDM符號之后通過對應的天線端口進行射頻傳輸。

進一步地，所述調制星座翻轉的方式根據所述遠用戶的調制方式和調制比特決定。

進一步地，所述調制星座翻轉的方式根據所述遠用戶的調制方式和調制比特決定包括：

所述遠用戶采用QPSK調制，所述近用戶的調制星座按照下面的規(guī)則進行相應的翻轉：

進一步地，還包括：所述近用戶也采用QPSK調制，則：

當所述遠用戶的調制比特為00時，所述近用戶的QPSK星座點與比特的對應關系為：

當所述遠用戶的調制比特為01時，所述近用戶的QPSK星座點與比特的對應關系為：

當所述遠用戶的調制比特為11時，所述近用戶的QPSK星座點與比特的對應關系為：

當所述遠用戶的調制比特為10時，所述近用戶的QPSK星座點與比特的對應關系為：

進一步地，還包括：所述近用戶采用16QAM調制，則：

當所述遠用戶的調制比特為00時，所述近用戶的16QAM星座點與比特的對應關系為：

當所述遠用戶的調制比特為01時，所述近用戶的16QAM星座點與比特的對應關系為：

當所述遠用戶的調制比特為11時，所述近用戶的16QAM星座點與比特的對應關系為：

當所述遠用戶的調制比特為10時，所述近用戶的16QAM星座點與比特的對應關系為：

進一步地，所述調制星座翻轉的方式根據所述遠用戶的調制方式和調制比特決定包括：

所述遠用戶采用16QAM調制，所述近用戶的調制星座按照下面的規(guī)則進行相應的翻轉：

進一步地，還包括：所述近用戶采用QPSK調制，則：

當所述遠用戶的調制比特為0000或1101或0011或1111時，所述近用戶的QPSK星座點與比特的對應關系為：

當所述遠用戶的調制比特為0100或1000或0111或1011時，所述近用戶的QPSK星座點與比特的對應關系為：

當所述遠用戶的調制比特為0001或1101或0010或1110時，所述近用戶的QPSK星座點與比特的對應關系為：

當所述遠用戶的調制比特為0101或1001或0110或1010時，所述近用戶的QPSK星座點與比特的對應關系為：

進一步地，還包括：所述近用戶采用16QAM調制，則：

當所述遠用戶的調制比特為0000或1101或0011或1111時，所述近用戶的16QAM星座點與比特的對應關系為：

當所述遠用戶的調制比特為0100或1000或0111或1011時，所述近用戶的16QAM星座點與比特的對應關系為：

當所述遠用戶的調制比特為0001或1101或0010或1110時，所述近用戶的16QAM星座點與比特的對應關系為：

當所述遠用戶的調制比特為0101或1001或0110或1010時，所述近用戶的16QAM星座點與比特的對應關系為：

進一步地，所述功率分裂因子保證所述近用戶的調制星座疊加到所述遠用戶的星座點上之后不產生星座重疊。

進一步地，所述功率分裂因子α的取值范圍包括：

遠用戶和近用戶同時采用QPSK調制時，所述功率分裂因子的取值范圍：0<α≤0.5；

遠用戶采用QPSK調制，近用戶采用16QAM調制時，所述功率分裂因子取值范圍：0<α≤0.3571；

遠用戶采用16QAM調制，近用戶采用QPSK調制時，所述功率分裂因子取值范圍：0<α≤0.1227；

遠用戶和近用戶同時采用16QAM調制時，所述功率分裂因子取值范圍：0<α≤0.1。

本發(fā)明可以實現(xiàn)滿足Gray映射的復合星座。

附圖說明

圖1為實施例1提出基于比特翻轉的兩用戶疊加編碼流程圖1；

圖2為實施例1提出基于比特翻轉的兩用戶疊加編碼流程圖2；

圖3為實施例1提出基于比特翻轉的兩用戶疊加編碼流程圖3；

圖4為實施例2中遠用戶采用的QPSK調制星座圖；

圖5為實施例2中遠近用戶均采用QPSK調制時兩用戶疊加的復合星座圖；

圖6為實施例2中遠近用戶分別采用QPSK和16QAM調制時兩用戶疊加的復合星座圖；

圖7為實施例3中遠用戶采用的16QAM調制星座圖；

圖8為實施例3中遠近用戶分別采用16QAM和QPSK調制時兩用戶疊加的復合星座圖；

圖9為實施例4給出的功率分裂因子為α時遠近用戶均采用QPSK調制時的復合星座中各星座點的幾何關系示意圖；

圖10實施例4給出星座重疊示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。

本發(fā)明的一個實施例提出一種下行多用戶疊加傳輸方法，包括：

按照預定準則進行配對用戶的選擇，所述配對用戶包括遠用戶和近用戶；

所述近用戶的每個碼字比特流在加擾之后、調制映射之前還進行調制星座翻轉，然后采用翻轉之后的調制星座進行調制映射；

所述遠用戶和近用戶經過調制映射后的符號數據乘以對應的功率分裂因子之后疊加起來一起進行層映射和預編碼操作，所述預編碼之后再經過RE映射，生成相應的OFDM符號之后通過對應的天線端口進行射頻傳輸。

在一個可選實施例中，調制星座翻轉的方式根據所述遠用戶的調制方式和調制比特決定。

在一個可選實施例中，所述調制星座翻轉的方式根據所述遠用戶的調制方式和調制比特決定包括：

所述遠用戶采用QPSK調制，所述近用戶的調制星座按照下面的規(guī)則進行相應的翻轉：

在一個可選實施例中，還包括：所述近用戶也采用QPSK調制，則：

當所述遠用戶的調制比特為00時，所述近用戶的QPSK星座點與比特的對應關系為：

當所述遠用戶的調制比特為01時，所述近用戶的QPSK星座點與比特的對應關系為：

當所述遠用戶的調制比特為11時，所述近用戶的QPSK星座點與比特的對應關系為：

當所述遠用戶的調制比特為10時，所述近用戶的QPSK星座點與比特的對應關系為：

在一個可選實施例中，還包括：所述近用戶采用16QAM調制，則：

當所述遠用戶的調制比特為00時，所述近用戶的16QAM星座點與比特的對應關系為：

當所述遠用戶的調制比特為01時，所述近用戶的16QAM星座點與比特的對應關系為：

當所述遠用戶的調制比特為11時，所述近用戶的16QAM星座點與比特的對應關系為：

當所述遠用戶的調制比特為10時，所述近用戶的16QAM星座點與比特的對應關系為：

在一個可選實施例中，所述調制星座翻轉的方式根據所述遠用戶的調制方式和調制比特決定包括：

所述遠用戶采用16QAM調制，所述近用戶的調制星座按照下面的規(guī)則進行相應的翻轉：

在一個可選實施例中，還包括：所述近用戶采用QPSK調制，則：

當所述遠用戶的調制比特為0000或1101或0011或1111時，所述近用戶的QPSK星座點與比特的對應關系為：

當所述遠用戶的調制比特為0100或1000或0111或1011時，所述近用戶的QPSK星座點與比特的對應關系為：

當所述遠用戶的調制比特為0001或1101或0010或1110時，所述近用戶的QPSK星座點與比特的對應關系為：

當所述遠用戶的調制比特為0101或1001或0110或1010時，所述近用戶的QPSK星座點與比特的對應關系為：

在一個可選實施例中，還包括：所述近用戶采用16QAM調制，則：

當所述遠用戶的調制比特為0000或1101或0011或1111時，所述近用戶的16QAM星座點與比特的對應關系為：

當所述遠用戶的調制比特為0100或1000或0111或1011時，所述近用戶的16QAM星座點與比特的對應關系為：

當所述遠用戶的調制比特為0001或1101或0010或1110時，所述近用戶的16QAM星座點與比特的對應關系為：

當所述遠用戶的調制比特為0101或1001或0110或1010時，所述近用戶的16QAM星座點與比特的對應關系為：

在一個可選實施例中，所述功率分裂因子保證所述近用戶的調制星座疊加到所述遠用戶的星座點上之后不產生星座重疊。

下面給出在不同疊加方案下的功率分裂因子取值范圍：

當遠用戶和近用戶同時采用QPSK調制時功率分裂因子的取值需要滿足：0<α≤0.5。當遠用戶采用QPSK調制，近用戶采用16QAM調制時的功率因子取值范圍為：0<α≤0.3571。當遠用戶采用16QAM調制，近用戶采用QPSK調制時的功率因子取值范圍為：0<α≤0.1227。當遠用戶和近用戶同時采用16QAM調制時的功率因子取值范圍為：0<α≤0.1。

本發(fā)明可以實現(xiàn)滿足Gray映射的復合星座。

實施例1

本實施例主要用于PDSCH信道中兩用戶的疊加傳輸。先按照一定準則進行配對用戶的選擇，為了獲得性能和復雜度的較好折中，配對用戶中會包括一個離基站較遠的用戶(稱為遠用戶)以及一個距離基站較近的用戶(稱為近用戶)。一般遠用戶會具有較低的信噪比，而近用戶則具有較高的信噪比。因此，遠用戶每個TTI傳輸的碼字(codeword)數一般會小于等于近用戶的碼字數。請參見圖1～和圖3，分別給出了兩用戶在不同傳輸碼字數時的疊加編碼流程圖。圖1中近用戶單碼字傳輸，遠用戶單碼字傳輸；圖2中近用戶雙碼字傳輸，遠用戶單碼字傳輸；圖3中近用戶雙碼字傳輸，遠用戶雙碼字傳輸。圖中，TB_N,1表示近用戶經過信道編碼和速率匹配之后的第一個傳輸塊，TB_N,2表示近用戶經過信道編碼和速率匹配之后的第二個傳輸塊，TB_F,1表示遠用戶經過信道編碼和速率匹配之后的第一個傳輸塊，TB_F,2表示遠用戶經過信道編碼和速率匹配之后的第二個傳輸塊。參數α表示疊加用戶的功率分裂因子。

在上述方案中，遠用戶的每個碼字比特流經過加擾之后直接進行調制映射，而近用戶的每個碼字比特流在調制之前會根據遠用戶的比特信息對近用戶的調制星座進行必要的翻轉，近用戶采用翻轉之后的星座進行調制映射。遠近用戶經過調制映射后的符號數據乘以對應的功率分裂因子之后疊加起來一起進行層映射和預編碼操作，預編碼之后再經過RE映射，生成相應的OFDM符號之后通過對應的天線端口進行射頻傳輸。

本實施例中的近用戶在加擾之后和調制之前的星座翻轉的具體翻轉方式由遠用戶的調制方式和調制比特決定。目前LTE支持的調制方式包括QPSK、16QAM、64QAM和256QAM?？紤]到采用疊加編碼時的接收機復雜度和系統(tǒng)性能的良好折中，遠用戶和近用戶的疊加星座組合包括QPSK+QPSK、QPSK+16QAM、16QAM+QPSK和16QAM+16QAM。因此在疊加編碼中遠用戶通常包括QPSK和16QAM兩種調制方案。下面分別給出當遠用戶采用QPSK和16QAM調制時近用戶的星座旋轉方案。

實施例2

當遠用戶采用QPSK調制時，采用的調制星座請參考圖4，則近用戶的星座可以按照下面的規(guī)則進行相應的翻轉：

當遠用戶的調制比特為00時，近用戶的QPSK星座點與比特的對應關系如下：

當遠用戶的調制比特為01時，近用戶的調制星座需要進行上下翻轉，翻轉之后的QPSK星座點與比特的對應關系如下：

當遠用戶的調制比特為11時，近用戶的調制星座需要先進行上下翻轉再進行左右翻轉，翻轉之后的QPSK星座點與比特的對應關系如下：

當遠用戶的調制比特為10時，近用戶的調制星座需要左右翻轉，翻轉之 后的QPSK星座點與比特的對應關系如下：

圖6給出了當遠用戶采用QPSK調制，近用戶采用16QAM星座時兩用戶疊加形成的復合星座。

實施例3

當遠用戶采用16QAM調制星座時，采用的星座映射方式如圖7，則對應的星座翻轉準則如下：

圖8給出了遠用戶采用16QAM調制，近用戶采用QPSK調制時疊加輸出的復合星座圖。

當遠用戶比特信息為0000或1101或0011或1111時，按照上述翻轉規(guī)則，近用戶的星座保持不變，對應的QPSK星座點與比特的對應關系如下：

當遠用戶信息比特為0100或1000或0111或1011時，近用戶的調制星座需要進行左右翻轉，翻轉之后對應的QPSK星座點與比特的對應關系如下：

當遠用戶信息比特為0001或1101或0010或1110時，近用戶的調制星座需要進行上下翻轉，翻轉之后對應的QPSK星座點與比特的對應關系如下：

當遠用戶信息比特為0101或1001或0110或1010時，近用戶的調制星座需要先進行上下翻轉，再進行左右翻轉或先進行左右翻轉，再進行上下翻轉，翻轉之后對應的QPSK星座點與比特的對應關系如下：

實施例4

實施例1中功率分裂因子α的取值選擇應當保證疊加到遠用戶的星座點上的近用戶星座不發(fā)生重疊。圖9給出了當功率分裂因子為α時遠近用戶均采用QPSK調制時疊加編碼輸出的復合星座圖中各星座點的幾何關系。為了保證上述方案形成的復合星座滿足Gray映射，同時保證遠用戶檢測性能，α的選取應當保證近用戶的調制星座疊加到遠用戶的星座點上之后不會產生如圖10所示的星座重疊現(xiàn)象。

本領域普通技術人員可以理解：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；而前述的存儲介質包括：ROM、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，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，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。