CN104754719A - 多用户功分复用的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种多用户功分复用的方法和装置，所述多用户功分复用的方法包括：接收一个及多个用户上报的状态信息和需要传输的多路信号信息；根据所述状态信息和多路信号信息，为一个及多个用户的多路信号进行发送功率分配；对分配功率后的多路信号进行加和，产生多路信号的叠加信号。通过利用本发明实施例，发送端为多路信号分配不同的发送功率，从而实现了当多用户信道之间不存在差异化明显的路径损耗时，这些用户的多路信号也能同时同频的进行传送，解决了功率复用中当信号路径损耗差异化小时现有功分复用技术不能工作的问题，提高了网络传输能力。

Description

多用户功分复用的方法和装置

技术领域

本发明实施例涉及通信技术领域，特别涉及一种多用户功分复用的方法和装置。

背景技术

在第五代移动通信标准研究中，如何进一步提升网络容量从而满足日益增长的无线业务需求是当前研究的热点之一。全球已部署和正在部署的无线通信网络基本可以分为时分复用系统和频分复用系统这两大类。时分复用系统中每个时隙同时只允许一个用户接入；而频分复用系统中每个频段同时只允许一个用户接入。信息理论的研究指出利用无线信道的广播特性把多路信号叠加同时同频发送，能够比时分复用和频分复用系统获得更多的网络容量。

为了利用广播信道特性，NOMA(Non-orthogonal Multiple Access)技术受到了大家的广泛关注。NOMA的核心思想是利用多个用户之间不同的路径损耗使叠加信号中每路信号的功率存在差异，再利用功率差异使用串行干扰抵消的技术解调出多路信号。

但是，发明人发现上述方法要求多用户信道之间存在差异化明显的路径损耗，而实际系统中多个用户信道的路径损耗很难满足这个条件。因此上述方法的适用范围很窄，不能推广使用。

发明内容

本发明实施例的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种多用户功分复用的方法和装置，以实现当多个用户信道的路径损耗差异不大时，这些用户也能同时同频的进行功分复用。

为了达到上述目的，本发明实施例一方面提供一种多用户功分复用的方法，包括：

接收一个及多个用户上报的状态信息和需要传输的多路信号信息；

根据所述状态信息和多路信号信息，为一个及多个用户的多路信号进行发送功率分配；

对分配功率后的多路信号进行加和，产生多路信号的叠加信号；

所述多路信号的功率分配包括：按照功分规则计算所述多路信号的功率；根据所述计算结果为多路信号分配发送功率。

另一方面，本发明实施例还提供一种多用户功分复用的装置，包括：

信息接收模块，用于接收所述多个用户上报的状态信息和多个用户的多路信号信息；

功率分配模块，根据所述接收的状态信息和多路信号信息，按照功分规则为每路信号分配不同的发送功率；

功率调整模块，用于根据所述功率分配模块所获取的功率分配结果调整一个及多个用户的多路信号的发送功率；

多路信号加和模块，用于对所述功率调整模块调整后输出的多路信号进行加和处理，产生多路信号的叠加信号。

再一方面，本发明实施例还提供一种基站，包括一种多用户功分复用的装置。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点：通过利用本发明实施例，发送端利用一个及多个用户上报的状态信息和所需要传输的多路信号信息，按照功分规则为多路信号分配不同的发送功率，从而实现了当多用户信道之间不存在差异化明显的路径损耗时，这些用户的多路信号也能同时同频的进行传送，解决了功率复用中当信号路径损耗差异化小时现有功分复用技术不能工作的问题，提高了网络传输能力。

附图说明

图1为本发明实施例多用户功分复用的方法的流程图；

图2为本发明实施例对多路发送信号进行功率分配的示意图；

图3为本发明实施例对用户1和用户2的三路信号分配功率关系的示意图；

图4为本发明实施例多用户功分复用的装置的结构图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种多用户功分复用的方法，发送端通过利用一个及多个用户上报的状态信息和需要传输的多路信号信息，按照功分规则为多路信号分配不同的发送功率，从而实现了当多用户信道之间不存在差异化明显的路径损耗时，这些用户的多路信号也能同时同频的进行传送，解决了功率复用中当信号路径损耗差异化小时现有功分复用技术不能工作的问题，提高了网络传输能力。

如图1所示，为本发明实施例提出的多用户功分复用的方法的流程图，可以包括：

S11，接收一个及多个用户上报的状态信息和需要传输的多路信号信息。

该状态信息可以包括：信道状态信息，噪声信息和干扰信息；该多路信号信息可以包括：用户所需传送的多路信号的路数，用户对每路信号的误码率要求和多路信号的调制方式。一般来说，状态信息和多路信号信息是一个变化值。不同的状态信息和多路信号信息表示发送端要进行相应的功率分配。

S12，根据接收到的状态信息和多路信号信息，为一个及多个用户的多路信号进行发送功率分配。

本发明实施例根据多个用户的状态信息和多路信号信息，按照功分规则计算所述多路信号的分配功率，并根据所述计算结果为多路信号分配发送功率。

根据多个用户的状态信息和多路信号信息，按照功分规则计算所述多路信号的分配功率具体可以为：通过计算使多路信号中任意单路信号功率值不小于其它所有分配到更小功率的信号的功率总和。

下面以计算两个用户三路信号的分配功率为例，对功率分配的计算方法进行详细说明。

如图2所示，为本发明实施例对多路发送信号进行调整的示意图，本发明实施例根据用户1和用户2上报的状态信息和多路信号信息，计算用户1和用户2中多路信号所需的功率分配值。参考图2，用户1需要传送两路信号，用户2需要传送一路信号。假设用户1的两路信号的发送功率分别为S₁₁和S₁₂，用户2的一路信号发送功率为S₂。发送端根据用户1和用户2上报的状态信息和多路信号信息按照功分规则计算获得的三路信号的功率分配依小到大分别为S₁₁、S₁₂和S₂，其中S₁₁≤S₁₂并且S₁₁+S₁₂≤S₂。其中，S₁₁、S₁₂和S₂的关系可以如图3所示。在本发明实施例中，发送端通过该功率分配计算结果为用户1的两路信号和用户2的一路信号分配功率，从而可以使用户1的两路信号和用户2的一路信号能够同时同频进行传输。

类似地，对于多于三路信号进行功分复用的情况，例如：N(N≥3)路信号进行功分复用时，也有多种对N路信号进行功率分配的方法。

S13,对分配功率后的多路信号进行加和，产生多路信号的叠加信号。

本发明实施例可以根据分配后的发送功率同时同频的发送多路信号。

如图2所示，以S12中的三路信号为例，这三路进行功率分配后的发射信号的叠加信号可以表示为：

$y=\sqrt{S_{11}}{x}_{11}+\sqrt{S_{12}}{x}_{12}+\sqrt{S_2}{x}_2---\left(1\right)$

其中x₁₁、x₁₂和x₂为归一化后的信号，即|x₁₁|²、|x₁₂|²和|x₂|²的数学期望均为1，且它们分别表示用户1第一路信号、用户1第二路信号和用户2中的一路信号；y表示进行功率分配后的三路叠加信号。

上述多用户功分复用的方法，发送端每次根据用户上报的状态信息和多路信号信息按照功分规则计算每路的分配功率，动态地为每路信号分配不同的发射功率，实现了在实际使用中当多用户信道之间不存在差异化明显的路径损耗时，这些用户的多路信号也能同时同频的进行传送。此外，本发明实施例可以对基带调制装置调制后的信号进行功率分配，对现有的基带调制装置可以不做任何改动。基带调制装置对用户1和用户2的信号进行调制时，可以采用QPSK、16QAM等调制方式。

如图4所示，本发明实施例多用户功分复用的装置的结构图，包括：

信息接收模块41，用于接收所述多个用户上报的状态信息和多个用户的多路信号信息；

功率分配模块42，根据所述接收的状态信息和多路信号信息，按照功分规则为每路信号分配不同的发送功率；

功率调整模块43，用于根据所述功率分配模块42所获取的功率分配结果调整一个及多个用户的多路信号的发送功率；

多路信号加和模块44，用于对所述功率调整模块调整后输出的多路信号进行加和处理，产生多路信号的叠加信号。

在本发明实施例中，信息接收模块41接收多个用户上报的状态信息和多个用户的多路信号信息，功率分配模块42根据信息接收模块41接收的状态信息和多路信号信息按照功分规则为每路信号分配不同的发送功率，功率调整模块43根据功率分配模块42分配的功率调整多路信号中每一路的发送功率，多路信号加和模块44将功率调整模块调整后输出的多路信号进行加和处理，产生多路信号的叠加信号。

其中所述功率分配模块中的功分规则具体为：计算所述多路信号的功率，满足多路信号中任意一单路信号功率值不小于其它所有分配到更小功率的信号的功率总和。

上述模块可以分布于一个装置，也可以分布于多个装置。上述模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述多用户功分复用的装置可以作为一个单独的装置独立设置，也可以集成在基站和移动终端设备中。

上述多用户功分复用的装置，功率分配模块42每次根据用户上报的状态信息和多路信号信息按照功分规则进行多路信号的功率分配，由功率调整模块43根据功率分配模块42分配的结果调整多个用户的多路信号的发送功率，实现了在实际使用中当多用户信道之间不存在差异化明显的路径损耗时，这些用户的多路信号也能同时同频的进行传送。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM,U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或者流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装之中，也可以进行相应变化位于不同于实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

以上所述仅是本发明的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种多用户功分复用的方法，其特征在于，包括：

接收一个及多个用户上报的状态信息和需要传输的多路信号信息；

根据所述状态信息和多路信号信息，为一个及多个用户的多路信号进行发送功率分配；

对分配功率后的多路信号进行加和，产生多路信号的叠加信号；

所述多路信号的功率分配包括：按照功分规则计算所述多路信号的功率；根据所述计算结果为多路信号分配发送功率。

2.如权利要求1所述多用户功分复用方法，其特征在于，所述多路信号包括：一个用户所需传输的一路及多路信号，和多个用户所需传输的多路信号。

3.如权利要求1所述多用户功分复用方法，其特征在于，所述多路信号的功分规则包括：计算所述多路信号的功率，满足多路信号中任意一单路信号功率值不小于其它所有分配到更小功率的信号的功率总和。

4.如权利要求1所述多用户功分复用方法，其特征在于，所述上报的状态信息包括：信道状态信息，噪声信息和干扰信息。

5.如权利要求1所述多用户功分复用方法，其特征在于，所述多路信号为基带调制装置调制后输出的信号。

6.如权利要求1所述多用户功分复用方法，其特征在于，所述发送功率分配是根据所述状态信息和多路信号信息确定所述多路信号中每一路信号的发送功率。

7.如权利要求1所述多用户功分复用方法，其特征在于，所述功率分配根据所述多路信号中每一路信号的调制方式和误码率的需求确定所述多路信号的发射功率。

8.一种多用户功分复用的装置，其特征在于，包括：

信息接收模块，用于接收所述多个用户上报的状态信息和多个用户的多路信号信息；

功率分配模块，根据所述接收的状态信息和多路信号信息，按照功分规则为每路信号分配不同的发送功率；

功率调整模块，用于根据所述功率分配模块所获取的功率分配结果调整一个及多个用户的多路信号的发送功率；

多路信号加和模块，用于对所述功率调整模块调整后输出的多路信号进行加和处理，产生多路信号的叠加信号。

9.如权利要求8所述多用户功分复用的装置，其特征在于，所述功率分配模块中的功分规则具体为：计算所述多路信号的功率，满足多路信号中任意一单路信号功率值不小于其它所有分配到更小功率的信号的功率总和。

10.如权利要求8所述多用户功分复用的装置，其特征在于，所述功率调整模块是对基带调制装置调制后输出的信号进行调整。

11.一种基站，其特征在于，包括权利要求8至10任意一项所述一种多用户功分复用的装置。