CN104823384A - 用于scma通信系统中开环mimo通信的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于传输数据的方法包括：将预期用于第一传输天线的第一编码后信息比特流映射至多个第一扩展序列中的至少一个第一扩展序列以生成第一数据流；并且将预期用于第二传输天线的第二编码后信息比特流映射至多个第二扩展序列中的至少一个第二扩展序列以生成第二数据流。所述方法包括在相应的传输天线上传输所述第一数据流和所述第二数据流。

Description

用于SCMA通信系统中开环MIMO通信的系统和方法
本发明要求2012年12月14日递交的发明名称为“用于针对SCMAOFDM调制的开环MIMO传输和接收的方法(Methods for Open-Loop MIMOTransmission and Reception for SCMA OFDM Modulation)”的第61/737,338号美国临时专利申请案以及2013年9月25日递交的发明名称为“用于SCMA通信系统中开环MIMO通信的系统和方法(System and Method for Open-Loop MIMO Communications in a SCMA Communications System)”的第14/035,996号美国非临时专利申请案的在先申请优先权，这两个在先申请的内容以引入的方式并入本文本中。
技术领域
本发明一般涉及数字通信，更具体地说，涉及一种用于稀疏码多址(SCMA)通信系统中开环多输入多输出(MIMO)通信的系统和方法。
背景技术
码分多址(CDMA)是一种数据符号扩展在正交和/或近似正交码序列上的多址技术。传统CDMA编码是一种两步骤过程，其中在施加扩展序列之前，二进制码被映射至正交幅度调制(QAM)符号。虽然传统CDMA编码可以提供相对高的数据速率，但需要实现更高数据速率的新技术/机制，以满足下一代无线网络日益增长的需求。低密度扩展(LDS)是用于复用不同数据层的一种形式的CDMA。LDS使用同一符号在时间或频率中的层特定非零位置上的重复。作为示例，在LDS-正交频分复用(OFDM)中，星座点在LDS块的非零频率音调上重复(可能有一定的相位旋转)。稀疏码多址(SCMA)是LDS的一种推广，其中多维码本用于将数据扩展在不一定具有重复符号的音调上。
发明内容
本发明的示例实施例提供了一种用于SCMA通信系统中开环MIMO通信的系统和方法。
根据本发明的示例实施例，提供了一种传输数据的方法。所述方法包括传输设备将预期用于第一传输天线的第一编码后信息比特流映射至多个第一扩展序列中的至少一个第一扩展序列以生成第一数据流，以及所述传输设备将预期用于第二传输天线的第二编码后信息比特流映射至多个第二扩展序列中的至少一个第二扩展序列以生成第二数据流。所述方法还包括所述传输设备在相应的传输天线上传输所述第一数据流和所述第二数据流。
根据本发明的另一示例实施例，提供了一种用于在通信系统中接收数据的方法。所述方法包括：接收设备确定第一多个码本和第二多个码本，其中所述第一多个码本和所述第二多个码本与向所述接收设备传输用户数据的传输设备相关联；以及所述接收设备接收携带通过所述通信系统的共享资源传送的输出码字的信号，其中每个所述输出码字包括多个码字，所述多个码字中的每个码字属于所述多个码本中的不同码本，以及所述多个码本中的每个码本与多个数据层中的不同数据层相关联。所述方法还包括所述接收设备使用所有所述多个数据层中的所述第一多个码本和所述第二多个码本处理所述信号以恢复所述用户数据。
根据本发明的另一示例实施例，提供了一种用于传输数据的方法。所述方法包括传输设备将预期用于传输天线的编码后信息比特流映射至多个扩展序列中的至少一个扩展序列以产生数据流，以及所述传输设备使用空时码编码所述数据流以产生符号块。所述方法还包括所述传输设备传输所述符号块。
根据本发明的另一示例实施例，提供了一种用于接收数据的方法。所述方法包括所述接收设备从向所述接收设备传输数据的传输设备接收符号块，以及所述接收设备使用与所述传输设备相关联的空时码和多个码本处理所述符号块以恢复所述数据。
根据本发明的另一示例实施例，提供了一种传输设备。所述传输设备包括处理器，以及可操作地耦合至所述处理器的发射器。所述处理器将预期用于第一传输天线的第一编码后信息比特流映射至多个第一扩展序列中的至少一个第一扩展序列以生成第一数据流，以及将预期用于第二传输天线的第二编码后信息比特流映射至多个第二扩展序列中的至少一个第二扩展序列以生成第二数据流。所述发射器在相应的传输天线上传输所述第一数据流和所述第二数据流。
根据本发明的另一示例实施例，提供了一种接收设备。所述接收设备包括处理器，以及可操作地耦合至所述处理器的接收器。所述处理器确定第一多个码本和第二多个码本，其中所述第一多个码本和所述第二多个码本与向所述接收设备传输用户数据的传输设备相关联；以及使用所有多个数据层中的所述第一多个码本和所述第二多个码本恢复信号以恢复所述用户数据，所述信号携带通过通信系统的共享资源传送的输出码字，其中每个所述输出码字包括多个码字，所述多个码字中的每个码字属于所述多个码本中的不同码本，以及所述多个码本中的每个码本与所述多个数据层中的不同数据层相关联。所述接收器接收所述信号。
实施例的一个优点在于，通过将SCMA与MIMO相结合实现了提高的频谱效率。因此，可以支持更高的数据速率。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，其中：
图1示出了根据本文所述的示例实施例的示例通信系统；
图2示出了根据本文所述的示例实施例的示例通信系统，突出显示了传输设备和接收设备；
图3示出了根据本文所述的示例实施例的用于编码数据的示例SCMA复用方案；
图4a示出了根据本文所述的示例实施例的传输设备的示例部分；
图4b示出了根据本文所述的示例实施例的当传输设备使用用于OFDMSCMA的开环MIMO码空间复用进行传输时发生在传输设备中的高级操作的示例流程图；
图5a示出了根据本文所述的示例实施例的当传输设备使用用于OFDMSCMA的开环MIMO码空间复用向接收设备进行传输时发生在传输设备中的操作的示例流程图；
图5b示出了根据本文所述的示例实施例的当传输设备使用用于OFDMSCMA的开环MIMO码空间复用准备待传输的多个数据层时发生在传输设备中的操作的示例流程图；
图5c示出了根据本文所述的示例实施例的当传输设备使用用于OFDMSCMA的开环MIMO码空间复用准备待传输的数据层时发生在传输设备中的操作的示例流程图；
图6a示出了根据本文所述的示例实施例的当接收设备从传输设备接收传输时发生在接收设备中的操作的示例流程图，其中传输是使用用于OFDMSCMA的开环MIMO码空间复用进行传输的；
图6b示出了根据本文所述的示例实施例的当具有低接收器复杂性的接收设备从传输设备接收传输时发生在接收设备中的操作的示例流程图，其中传输是使用用于OFDM SCMA的开环MIMO码空间复用进行传输的；
图6c示出了根据本文所述的示例实施例的当具有中等接收器复杂性的接收设备从传输设备接收传输时发生在接收设备中的操作的示例流程图，其中传输是使用用于OFDM SCMA的开环MIMO码空间复用进行传输的；
图6d示出了根据本文所述的示例实施例的当具有高接收器复杂性的接收设备从传输设备接收传输时发生在接收设备中的操作的示例流程图，其中传输是使用用于OFDM SCMA的开环MIMO码空间复用进行传输的；
图7a示出了根据本文所述的示例实施例的包括具有低接收器复杂性的接收设备的通信系统的示例部分；
图7b示出了根据本文所述的示例实施例的包括具有中等接收器复杂性的接收设备的通信系统的示例部分；
图8示出了根据本文所述的示例实施例的包括具有高接收器复杂性的接收设备的通信系统的示例部分；
图9示出了根据本文所述的示例实施例的通信系统的示例部分，其中干扰管理是使用签名和/或码本集合分配执行的；
图10a示出了根据本文所述的示例实施例的示例通信系统，其中发射器间协调波束成形(CBF)用于开环MIMO CSM；
图10b示出了根据本文所述的示例实施例的示例通信系统，其中发射器内协调波束成形(CBF)用于开环MIMO CSM；
图11a示出了根据本文所述的示例实施例的在MIMO CSM方式的逐块空时编码中使用的传输设备-接收设备对的示例模型，其中接收设备具有低复杂性；
图11b示出了根据本文所述的示例实施例的在MIMO CSM方式的逐块空时编码中使用的传输设备-接收设备对的示例模型，其中接收设备具有高复杂性；
图12a示出了根据本文所述的示例实施例的当传输设备使用逐块空时编码传输数据时发生在传输设备中的操作的示例流程图；
图12b示出了根据本文所述的示例实施例的当具有低复杂性的接收设备使用逐块空时编码接收数据时发生在接收设备中的操作的示例流程图；
图12c示出了根据本文所述的示例实施例的当具有高复杂性的接收设备使用逐块空时编码接收数据时发生在接收设备中的操作的示例流程图；
图13a示出了根据本文所述的示例实施例的示例MIMO SCMA OFDM通信系统的示例符号；
图13b示出了根据本文所述的示例实施例的使用Alamouti算法用于逐块空时编码的传输设备-接收设备对的示例模型；
图14示出了根据本文所述的示例实施例的示例第一通信设备；
图15示出了根据本文所述的示例实施例的示例第二通信设备；
图16示出了根据本文所述的示例实施例的示例第三通信设备；
图17示出了根据本文所述的示例实施例的示例第四通信设备。
具体实施方式
以下详细论述当前实例实施例的操作和其结构。但应了解，本发明提供的许多适用发明概念可实施在多种具体环境中。所论述的具体实施例仅仅说明本发明的具体结构以及用于操作本发明的具体方式，而不应限制本发明的范围。
本发明的一个实施例涉及SCMA通信系统中的开环MIMO通信。例如，传输设备将预期用于第一传输天线的第一编码后信息比特流映射至多个第一扩展序列中的至少一个第一扩展序列以生成第一数据流，将预期用于第二传输天线的第二编码后信息比特流映射至多个第二扩展序列中的至少一个第二扩展序列以生成第二数据流，以及在相应的传输天线上传输第一数据流和第二数据流。作为另一示例，接收设备确定第一多个码本和第二多个码本，其中第一多个码本和第二多个码本与向接收设备传输用户数据的传输设备相关联；接收携带通过通信系统的共享资源传送的输出码字的信号，其中每个输出码字包括多个码字，多个码字中的每个码字属于多个码本中的不同码本，以及多个码本中的每一码本与多个数据层中的不同数据层相关联；以及使用所有多个数据层中的第一多个码本和第二多个码本处理信号以恢复用户数据。
本发明将参考特定上下文，即支持MIMO以提高频谱效率的SCMA通信系统，中的示例实施例进行描述。然而，本发明还可以应用于支持MIMO以提高频谱效率的符合标准和不符合标准的SCMA通信系统。
SCMA是一种将数据流编码成多维码字的编码技术，数据流可以是二进制数据流，或者一般地，M进制数据流，其中M为大于或等于2的整数。SCMA直接将数据流编码成多维码字并规避正交幅度调制(QAM)符号映射，这可以使得编码增益优于常规CDMA编码。值得注意的是，SCMA编码技术使用多维码字而不是QAM符号传送数据流。
此外，SCMA编码通过使用不同码本用于不同复用层来提供多址访问，而不是使用不同扩展序列用于不同复用层，例如，LDS中的LDS签名，如在常规CDMA编码中常见的那样。另外，SCMA编码通常使用具有稀疏码字的码本，这种稀疏码字使接收器能够使用低复杂性算法，如消息传递算法(MPA)，从由接收器接收到的组合码字中检测出相应码字，从而降低了接收器中的处理复杂性。
图1示出通信系统100。通信系统100可以支持SCMA通信。通信系统100包括增强NodeB(eNB)105，以及服务多个用户设备(UE)的eNB 107。eNB 105可以是通信控制器的示例，通信控制器也可以称为控制器、基站、NodeB等。UE可以是通信设备的示例，通信设备也可以称为移动台、终端、用户、订户等。eNB 105和107可以包括多个传输天线和多个接收天线以方便MIMO操作，其中单个eNB可以同时向多个用户传输多个数据流，单个用户也具有多个接收天线，或其组合。类似地，UE可以包括多个传输天线和多个接收天线以支持MIMO操作。应注意，虽然图1将其示出为具有多个传输天线的单个实体，但具有多个传输天线的eNB可以使其传输天线位于单个设备或分布在多个设备上。在分布式情况下，eNB可以控制分布式设备的操作。具有多个传输天线的UE也可以是这种情况。当单个设备能够同时向多个用户进行传输时，单个设备可以被称为在多用户MIMO(MU-MIMO)模式下操作。
虽然可以理解，通信系统可以采用能够与多个UE通信的多个eNB，但为简单起见，仅示出两个eNB和多个UE。
图2示出突出显示传输设备205和接收设备210的通信系统200。一般情况下，传输设备可以指向UE进行下行传输的eNB或向eNB进行上行传输的UE，接收设备可以指从eNB接收下行传输的UE或从UE接收上行传输的eNB。传输设备205具有J个传输天线(示为通过TX1至TXJ)，而接收设备210具有K个接收天线(示为RX1至RXK)，其中J和K为大于或等于1的整数(然而，对于MIMO传输，J和K通常大于或等于2)。如图2中所示，传输设备205具有通过K个传输天线向接收设备210传输的M个数据流作为输入，其中M为大于或等于1的整数。接收设备210解码所接收到的信号以重建M个数据流。应注意，M个数据流向单个接收设备的传输仅用于说明目的，因为利用J个传输天线，传输设备205可以向多达M个接收设备进行传输。
图3示出了用于编码数据的示例SCMA复用方案300。如图3中所示，SCMA复用方案300可以使用多个码本，如码本310、码本320、码本330、码本340、码本350和码本360。多个码本中的每个码本被分配给不同的复用层。每个码本包括多个多维码字(或扩展序列)。应注意，在LDS中，多维码字是低密度序列签名。更具体地说，码本310包括码字311至314，码本320包括码字321至324，码本330包括码字331至334，码本340包括码字341至344，码本350包括码字351至354，码本360包括码字361至364。
相应码本的每个码字可以映射至不同的数据，例如，二进制值。作为说明性示例，码字311、321、331、341、351和361映射至二进制值‘00’，码字312、322、332、342、352和362映射至二进制值‘01’，码字313、323、333、343、353和363映射至二进制值‘10’，码字314、324、334、344、354和364映射至二进制值‘11’。应注意，虽然图3中的码本被描绘为各具有四个码字，但SCMA码本通常可以具有任何数量的码字。作为示例，SCMA码本可以具有8个码字(例如，映射至二进制值‘000’……‘111’)、16个码字(例如，映射至二进制值‘0000’……‘1111’)，或更多。
如图3中所示，根据通过复用层传输的二进制数据，从各码本310、320、330、340、350和360选择不同码字。在该示例中，从码本310中选择码字314，因为二进制值‘11’正通过第一复用层传输；从码本320中选择码字322，因为二进制值‘01’正通过第二复用层传输；从码本330中选择码字333，因为二进制值‘10’正通过第三复用层传输；从码本340中选择码字342，因为二进制值‘01’正通过第四复用层传输；从码本350中选择码字352，因为二进制值‘01’正通过第五复用层传输；从码本360中选择码字364，因为二进制值‘11’正通过第六复用层传输。码字314、322、333、342、352和364随后可以复用在一起以形成复用数据流380，复用数据流380通过网络的共享资源进行传输。值得注意的是，码字314、322、333、342、352和364是稀疏码字，因此可以在接收到复用数据流380时使用诸如消息传递算法(MPA)或turbo解码器之类的低复杂性算法进行识别。
根据示例实施例，有可能将SCMA调制与MIMO相结合以提高频谱效率。提供了用于SCMA正交频分复用(OFDM)调制的各种MIMO传输和接收技术，包括：用于针对开环单用户(SU)的码空间复用(CSM)的MIMO和具有多载波时域和/或频域上扩展的多用户(MU)MIMO技术；用于传输点(TP)间和TP内干扰协调的开环MIMO技术，包括具有签名和/或码本协调的CSM和/或协调波束成形(CBF)/CSM；以及针对发射分集的MIMO，包括逐块空时编码(例如，Alamouti技术)与SCMA相结合以实现双域分集(空间域和时域和/或频域)。SCMA调制与MIMO的结合提供了优于常规技术的优点，常规技术诸如码域复用(例如，码分多址、低密度签名、SCMA等)、多载波调制(例如，OFDM)、开环MIMO方案、协作多点(CoMP)等。
图4a示出了传输设备400的一部分。传输设备400支持用于SCMAOFDM的开环MIMO码空间复用。如图4所示，扩展发生在时域和/或频域上。传输设备400支持向多达N*J个用户传输数据，这些用户表示为U1……UNJ，其中N和J为大于或等于1的整数。应注意，单个设备可以包括一个或多个用户；因此，传输设备400可以支持向多达N*J个不同设备进行传输。传输设备400还包括N个传输天线，记为TX1405……TXN 407。
用于单个用户的数据使用签名和/或码本集合进行映射(或编码)。作为示例，从天线1(记为U1410)传输的数据包括使用签名和/或码本集合S1415映射(或编码)的多达J个数据层，记为U11……U1J。签名和/或码本集合S1415包括J个子签名和/或子码本，记为S11……S1J，其中子签名和/或子码本被分配给J个数据层之一，其中J为大于或等于1的整数。如图4a所示，子签名和/或子码本S11被分配给数据层U11，子签名和/或子码本S1J被分配给数据层U1J。作为另一示例，从天线N(记为UN 412)传输的数据包括使用签名和/或码本集合SN 417映射(或编码)的多达J个数据层，记为UN1……UNJ。签名和/或码本集合SN 417包括J个子签名和/或子码本，记为SN1……SNJ。作为说明性示例，数据层U11的比特数的值可以用于索引至子签名和/或子码本S11(其与数据层U11相关联)中，并且对应于数据层U11的比特数的该值的码字是数据层U11的比特数的该值的映射后(或编码后)表示。应注意，数据以及签名和/或码本集合可以完全不相交、完全相同，或有部分重叠。数据之间的重叠决定了通过复用得到的分集与频谱效率之间的折衷，而签名和/或码本集合之间的重叠决定了通信系统中的码本利用率(或码本利用率系数)。
映射后(或编码后)数据可以在通过相应的传输天线传输之前进行组合。映射后(或编码后)数据可以是比特流或数据流的形式。作为示例，待从天线1传输的映射后(或编码后)数据可以由组合器420组合，组合器420可以将映射后(或编码后)数据组合在一起以产生由传输天线TX1405传输的复用码字。作为另一示例，如果数据仅包括单层，那么映射器可以用于将映射后(或编码后)数据映射至随后传输的输出码字上。组合器422在对应的映射后(或编码后)数据由传输天线TXN 407传输之前对数据进行组合，例如组合或映射。
图4b示出了当传输设备使用用于OFDM SCMA的开环MIMO码空间复用进行传输时发生在传输设备中的高级操作450的流程图。操作450可以表示当传输设备205等传输设备使用开环MIMO码空间复用进行传输时发生在该传输设备中的操作。
操作450可以开始于传输设备确定用于传输设备的传输天线Q的码本集合SQ(方框455)。码本集合SQ可以包括J个子码本(记为SQ1……SQJ)，一个子码本用于由传输天线传输的每个数据层，其中Q和J为整数并且J为每个传输天线传输的数据层的数量。通常，码本集合SQ可以由技术标准指定，由包括传输设备的通信系统的运营商选定，或其组合。作为示例，技术标准可以指定多个码本集合并且通信系统的运营商可以从该多个码本集合选择用于传输设备的传输天线的码本集合。每个传输天线可以被分配不同的码本集合，所有的传输天线可以被分配单个码本集合，或者一些传输天线可以被分配单个码本集合而其它则可以被分配不同的码本集合。码本集合和/或多个码本集合可以存储在存储器或服务器中，并且可以被提供给传输设备或由相关联的传输设备进行检索和/或周期性地发信号将其告知或指示给传输设备。传输设备可以执行检查，以确定是否存在更多的不具有码本集合的传输天线(方框460)。如果存在一个或多个不具有码本集合的传输天线，传输设备可以返回至方框465来向其它传输天线分配码本集合。
传输设备可以使用码空间复用(CSM)技术映射(或编码)用于每个传输天线的数据(方框465)。CSM可以涉及使用分配给传输天线的码本集合来映射(或编码)待在每个传输天线上传输的数据。一般情况下，用于每个传输天线的数据可以是比特流的形式，并且可以包括用于J个数据层中每个数据层的数据。用于传输天线的数据可以划分成J个相应的数据层，然后用于J个数据层中每个数据层的数据可以进一步划分成传输单元大小的部分。作为说明性示例，如果传输单元是2比特大小，那么用于J个数据层中每个数据层的数据可以进一步划分成两比特部分。每个传输单元大小的部分的值可以用于在与传输天线相关联的子码本中选择码字(例如，扩展序列)。子码本包括多个码字(例如，扩展序列)。子码本是码本集合的一部分。使用每个传输单元大小的部分的值在子码本中选择码字可以称为映射(或编码)。作为示例，如果用于数据层的特定两比特传输单元大小的部分的值是“00”，那么与对应于值“00”的数据层相关联的子码本中的码字被选定为用于该特定两比特传输单元大小的映射后(或编码后)数据。应注意，在单数据层的情况下(即，J＝1)，码本集合中存在单一的子码本。
传输设备可以组合用于传输天线的各数据层的编码后数据以产生输出码字(方框470)。如前文所讨论的，传输设备可以通过将编码后数据复用在一起来组合编码后数据，从而产生输出码字，输出码字可以是比特流或数据流的形式。传输设备可以在相应的传输天线上传输输出码字(方框475)。作为示例，传输设备可以使用特定传输天线传输与该传输天线相关联的输出码字，如用于传输天线Q的输出码字Q。
图5a示出了当传输设备使用用于OFDM SCMA的开环MIMO码空间复用向接收设备传输时发生在该传输设备中的操作500的流程图。操作500可以表示当传输设备例如进行下行传输的eNB或进行上行传输的UE向接收设备传输时发生在该传输设备中的操作。
操作500可以开始于传输设备确定待通过传输天线i传输的数据或数据层，记为Ui(方框505)。待通过传输天线i传输的数据或数据层的确定可以根据以下因素做出：待传输的输入数据，以及对输入数据的性能要求，如服务质量(QoS)要求、接收设备优先级、网络条件、传输设备服务的其它接收设备优先级、输入数据可用性等。传输设备还可以确定待用于扩展用于每个传输天线i的数据或数据层的签名和/或码本集合(方框507)。签名和/或码本集合，记为Si，还可以根据码本利用率系数来确定。作为示例，如果要使码本利用率系数高，那么通信系统中所使用的签名和/或码本集合Si与其它签名和/或码本集合的重叠是显著的。而如果要使码本利用率系数低，那么通信系统中所使用的签名和/或码本集合Si与其它签名和/或码本集合的重叠是不显著的或为零。
传输设备可以编码待由每个传输天线利用其相关联的签名和/或码本集合传输的数据或数据层，并组合用于每个传输天线的编码后数据以形成待由传输天线传输的信号(方框509)。如前文所讨论的，待由传输天线传输的每个数据层可以使用来自与传输天线相关联的签名和/或码本集合的子签名和/或子码本进行编码。编码后数据可以被组合，例如复用或映射，以形成由传输天线传输的输出码字。作为示例，输入数据的待由传输天线i传输的数据层可以使用签名和/或码本Si进行编码，随后在由传输天线i传输之前通过与传输天线i相关联的组合器进行组合。
图5b示出了当传输设备准备待使用用于OFDM SCMA的开环MIMO码空间复用传输的多个数据层时发生在该传输设备中的操作520的流程图。操作520可以表示当传输设备例如进行下行传输的eNB或进行上行传输的UE准备待向接收设备传输的数据时发生在传输设备中的操作。操作520可以是图5a的方框509的示例实施例。
操作520可以开始于传输设备接收用于每个传输天线的数据(方框525)。一般情况下，用于传输天线i的数据记为Ui并且可以包括多个数据层。传输设备可以选择其N个传输天线之一(方框527)并使用与所选择的传输天线相关联的签名和/或码本集合来映射(或编码)用于相应数据层的数据，从而产生编码后码字(方框529)。作为示例，用于数据层的数据可以具有值，该值可以用于索引至用于数据层的子签名和/或子码本中，以选择与该值相关联的签名和/或码字。所选择的签名和/或码字可以用作用于数据层的编码后码字。传输设备可以组合(例如，复用)编码后码字以产生输出码字(方框531)。
传输设备可以执行检查以确定是否存在更多的其数据尚未编码的传输天线(方框533)。如果存在更多的传输天线，那么传输设备可以返回至方框527以选择其它传输天线。如果不存在更多的传输天线，那么传输设备可以在相应的传输天线上传输输出码字(方框535)。
图5c示出了当传输设备准备待使用用于OFDM SCMA的开环MIMO码空间复用传输的数据层时发生在该传输设备中的操作540的流程图。操作540可以表示当传输设备例如进行下行传输的eNB或进行上行传输的UE准备待向接收设备传输的数据时发生在该传输设备中的操作。操作540可以是图5a的方框509的示例实施例。
操作540可以开始于传输设备接收用于每个传输天线的数据(方框545)。一般情况下，用于传输天线i的数据记为Ui并且可以包括单个数据层。传输设备可以选择其N个传输天线之一(方框547)并使用与所选择的传输天线相关联的签名和/或码本集合来映射(或编码)用于数据层的数据，从而产生编码后码字(方框549)。作为示例，用于数据层的数据可以具有值，该值可以用于索引至用于数据层的子签名和/或子码本中，以选择与该值相关联的签名和/或码字。所选择的签名和/或码字可以用作用于数据层的编码后码字。传输设备可以使用与传输天线相关联的映射规则来映射编码后码字以产生输出码字(方框551)。
传输设备可以执行检查以确定是否存在更多的其数据尚未编码的传输天线(方框553)。如果存在更多的传输天线，那么传输设备可以返回至方框547以选择其它传输天线。如果不存在更多的传输天线，那么传输设备可以在相应的传输天线上传输输出码字(方框555)。
图6a示出了当接收设备从传输设备接收传输时发生在该接收设备中的操作600的流程图，其中传输是使用用于OFDM SCMA的开环MIMO码空间复用进行传输的。操作600可以表示当接收设备，例如从eNB接收下行传输的UE或从UE接收上行传输的eNB，从传输设备接收传输时，发生在该接收设备中的操作。操作600可以提供当传输是使用用于OFDM SCMA的开环MIMO码空间复用进行时接收传输的高级视图。
操作600可以开始于接收设备确定一个或多个多个码本(方框602)。作为示例，接收设备可以根据正向接收设备传输的传输设备的识别信息来确定一个或多个多个码本。识别信息可以包括传输设备的一个或多个标识符(ID)、一个或多个小区ID等。接收设备可以使用识别信息来确定一个或多个多个码本。作为说明性实例，接收设备可能已经在初始关联期间从其服务eNB获得了码本分配，或者已经在上电期间检索了码本分配。接收设备可以利用码本分配和识别信息来确定用于编码来自传输设备的传输的一个或多个多个码本。
接收设备可以接收由传输设备传输的信号(方框605)。该信号可以包括输出码字并且可以通过通信系统的共享资源传送。接收设备可以处理在所有空间层中接收到的信号以恢复在信号中传输的数据(方框607)。一般情况下，接收设备可以设有多个接收天线，以充分利用用于SCMA OFDM的开环MIMO码空间复用的优点。因此，由接收设备执行用于恢复所传输的数据的这种处理可能比在接收设备具有单个天线或在不使用多个空间层的情况下当恢复所传输的数据时通常涉及的处理更加复杂。
根据示例实施例，取决于接收设备的复杂性和/或能力，接收设备所执行的处理可以有所不同。作为示例，在相对廉价的UE中可以使用低复杂性和/或低能力处理技术，而在高端UE或eNB中可以使用高复杂性和/或高能力处理技术。另外，可以使用折衷中线复杂性和/或中线能力处理技术。一般情况下，使用高复杂性和/或高能力处理技术可以得到更好的性能，而低复杂性和/或低能力处理技术可以得到较低性能。因此，可以在性能与复杂性之间进行权衡。
图6b示出了当具有低接收器复杂性的接收设备从传输设备接收传输时发生在该接收设备中的操作620的流程图，其中传输是使用用于OFDMSCMA的开环MIMO码空间复用进行传输的。操作620可以表示当接收设备，例如从eNB接收下行传输的UE或从UE接收上行传输的eNB，从传输设备接收传输时，发生在该接收设备中的操作。操作620可以是图6a的操作600的详细实施。
操作620可以开始于接收设备接收由传输设备传输的信号(方框625)。接收设备可以确定通过接收设备的接收天线接收的信号的基带信号，以及用于所接收到的信号的带宽(方框627)。基带信号可以是已从载波频率向下转换的某一版本的所接收到的信号。利用低复杂性接收器，接收设备可能无法对基带信号进行复杂处理同时维持所需性能。因此，基带信号的处理可以发生在不同的阶段中。
接收设备可以在空间域上分离基带信号的不同数据层(方框629)。换句话说，接收设备可以将基带信号分离成多个不同的子信号，每个空间层一个子信号。接收设备可以使用MIMO接收器，例如最小均方误差(MMSE)接收器，在空间域上分离基带信号的不同数据层。接收设备可以基于每个空间层解码基带信号中的数据(方框631)。接收设备可以使用SCMA检测器单独解码每一空间层上的数据。应注意，每个空间层可以使用单独的SCMA检测器来解码。作为示例，SCMA检测器可以实施MPA连同turbo解码算法。图7a示出了包括具有低接收器复杂性的接收设备705的通信系统700的一部分。传输设备的传输天线710传输数据，数据由接收设备705的接收天线715接收。可以向MIMO接收器720提供所接收到的信号的基带信号，MIMO接收器720将多个数据层分离成M个空间层，其中M为大于或等于1的整数。M个空间层中每个空间层可以提供给M个SCMA检测器之一，如SCMA检测器725。M个SCMA检测器解码其各自的空间层以产生M个数据流，该M个数据流可以由接收设备705进一步处理。
图6c示出了当具有中等接收器复杂性的接收设备从传输设备接收传输时发生在该接收设备中的操作640的流程图，其中传输是使用用于OFDMSCMA的开环MIMO码空间复用进行传输的。操作640可以表示当接收设备，例如从eNB接收下行传输的UE或从UE接收上行传输的eNB，从传输设备接收传输时，发生在该接收设备中的操作。操作640可以是图6a的操作600的详细实施。
操作640可以开始于接收设备接收由传输设备传输的信号(方框645)。接收设备可以确定通过接收设备的接收天线接收的信号的基带信号，以及用于所接收到的信号的带宽(方框647)。接收设备可以分离基带信号中的不同数据层，以及部分地消除空间层之间的干扰(方框649)。接收设备可以使用MIMO接收器来执行数据层的部分分离和干扰的部分消除。作为说明性示例，可以选择MIMO接收器，使得由于MIMO接收器导致的噪声增强被最小化。接收设备可以针对每个空间层解码基带信号中的数据(方框651)。接收设备可以在解码器之间交换对数似然比(LLR)，直至数据被解码。接收设备可以使用SCMA检测器，例如MPA检测器，单独地解码每一空间层上的数据。应注意，可以只需要两个SCMA检测器。未由MIMO接收器移除的任何剩余干扰可以通过SCMA检测器，如MPA解码器，之间的协调来移除。
根据示例实施例，其中接收设备具有中等接收器复杂性，接收设备可以实施MIMO接收器来在空间层上执行QR分解。作为示例，在具有两个空间层的2×2MIMO系统的情况下，所接收到的信号中的基带信号可以表示为：y＝H x+n，其中H表示信道矩阵，x为所传输的SCMA信号，n为噪声。使用QR分解，H可以写为Q*R，其中Q为酉矩阵，R为上三角矩阵，其可以表示为 R 11 R 12 0 R 22 . MIMO接收器可以表示为Q的共轭转置。在MIMO接收器之后，第二空间层没有发现任何来自第一空间层的干扰，并且可以使用SCMA检测器，例如MPA检测器，进行解码。解码之后，可以考虑对应于第二空间层的LLR，而使用SCMA检测器，例如使用SCMA检测器，例如MPA检测器，解码第一空间层。该过程可以迭代地执行，直至所有的数据均已解码。
图7b示出了包括具有中等接收器复杂性的接收设备750的通信系统755的一部分。传输设备的传输天线760传输数据，数据由接收设备755的接收天线765接收。可以向MIMO接收器770提供所接收到的信号的基带信号，MIMO接收器720将多个数据层分离成M个空间层，其中M为大于或等于1的整数。M个空间层中每个空间层可以提供给M个SCMA探测器之一，如SCMA检测器775。M个SCMA检测器解码其各自的空间层以产生M个数据流，该M个数据流可以由接收设备755进一步处理。M个SCMA检测器可以交换LLR，直至数据被解码。
图6d示出了当具有高接收器复杂性的接收设备从传输设备接收传输时发生在该接收设备中的操作660的流程图，其中传输是使用用于OFDMSCMA的开环MIMO码空间复用进行传输的。操作660可以表示当接收设备，例如从eNB接收下行传输的UE或从UE接收上行传输的eNB，从传输设备接收传输时，发生在该接收设备中的操作。操作660可以是图6a的操作600的详细实施。
操作660可以开始于接收设备接收由传输设备传输的信号(方框665)。接收设备可以确定通过接收设备的接收天线接收的信号的基带信号，以及用于所接收到的信号的带宽(方框667)。接收设备可以解码基带信号的所有空间层上的数据(方框669)。接收设备可以使用用于所有空间层的联合MIMO接收器，例如最大比率组合器(MRC)，以及SCMA解码器，例如MPA解码器。接收设备可以具有与单空间层SCMA解码器相同的结构，其中SCMA层数被乘以空间层数。在空间层之间的干扰使性能下降的情况下，空间层或传输天线之间额外的外循环迭代和/或功率偏移可以帮助提高性能。图8示出了包括具有高接收器复杂性的接收设备800的通信系统805的一部分。传输设备的传输天线810传输数据，数据由接收设备805的接收天线815接收。所接收到的信号的基带信号可以提供给联合MIMO接收器以及利用其所有的空间层解码基带信号以产生M个数据流的SCMA检测器820，该M个数据流可以由接收设备805进行进一步处理。作为示例，联合MIMO接收器和SCMA检测器820可以实施MRC接收器和MPA解码器。
图9示出了通信系统900的一部分，其中干扰管理是使用签名和/或码本集合分配来执行的。如图9中所示，示出主动地进行传输的三个传输设备，发射器905、发射器907和发射器909。一般情况下，来自相对靠近接收设备如UE 915的传输设备的传输可以导致对接收设备的干扰。已经提出各种技术来帮助减少或消除干扰，诸如分数频率重用、波束整形、波束成形等。出于讨论目的，考虑如图9中所示情况，其中来自发射器905的多个传输天线的第一传输作为信号920到达UE 915，来自发射器907的多个传输天线的第二传输作为信号(如果使用联合传输(JT)的话)或可解码干扰925到达UE 915，来自发射器909的多个传输天线的第三传输作为干扰930到达UE915。
根据示例实施例，有可能通过签名和/或码本集合分配来执行多传输点干扰管理。作为示例，有可能向每个传输设备处的不同传输天线分配不同的签名和/或码本集合。利用这种配置，每个传输天线使用不同的签名和/或码本集合来复用SCMA信号。应注意，对于非相关天线，有可能共享相同的签名和/或码本集合。另外，不同的传输设备可以使用相同的签名和/或码本集合或不同的签名和/或码本集合。在这种配置中，接收设备可以联合地检测来自多个传输设备的信号，并且如果来自传输设备的信号足够弱，可以自动地将其视为干扰。此外，传输设备可以通过一些CSM层联合地传输相同的数据，以提高在较差信号条件下操作的接收设备的分集。此类传输设备可以利用相同的签名和/或码本集合使用联合传输(JT)处理技术。
出于讨论目的，考虑如图9中所示情况，其中来自发射器905的多个传输天线的第一传输作为信号920到达UE 915，来自发射器907的多个传输天线的第二传输作为信号(如果使用联合传输(JT)的话)或可解码干扰925到达UE 915，来自发射器909的多个传输天线的第三传输作为干扰930到达UE 915。发射器905和发射器907正使用JT处理来利用相同的签名和/或码本集合向UE 915传输相同数据。因此，UE 915可以能够利用分集来改善其相对较差的信号条件。发射器909离UE 915相对较远，因此当其信号到达UE 915时具有低信号强度，并且UE 915可以认为来自发射器909的传输是干扰930。类似地，如果来自发射器907的传输在到达UE 915时具有低信号强度，那么UE 915可以认为这些传输是干扰。
通信系统、通信系统中的实体、通信系统的运营商、技术标准等，可以生成或指定签名和/或码本集合向传输设备的映射。映射的生成或指定可以事先执行并存储起来以供后续使用。可替代地，映射可以在操作期间动态地执行以满足不断变化的操作条件。可以将映射提供给接收设备。作为示例，可以在UE与通信系统的eNB相关联时向UE提供映射。作为另一示例，在提供初始映射之后，当映射被调整或改变时，可以将后续映射广播或组播给接收设备。
通常，接收设备，如接收下行传输的UE或接收上行传输的eNB，可能需要知道来自将向其传输的传输设备，即位于其协作集合(例如，CoMP集合)中的传输设备，的潜在有效的签名和/或码本集合。接收设备可以利用中心传输设备选择，其类似于CRAN最佳传输点选择。接收设备可以从当其与eNB相关联时或通过广播或多播向其提供的协作集合配置或签名和/或码本集合向传输设备的映射，获得关于潜在有效的签名和/或码本集合的信息。
图10a示出了通信系统1000，其中，发射器间协调波束成形(CBF)被用于开环MIMO CSM。通信系统1000包括传输设备，如发射器1005和发射器1007，以及接收设备，如UE 1015、UE 1017、UE 1020和UE 1022。非协调传输可能导致相邻传输设备之间高水平的干扰。通常，CBF涉及对多个传输设备所使用的传输波束成形的协调，使得对相邻传输设备的干扰被减少或消除。不同的传输设备，如发射器1005和发射器1007，可以应用基于接收设备组的预编码器来产生传输波束成形，如波束成形1010或波束成形1012，以减少对其相邻传输设备的干扰。如图所示，发射器1005可以选择波束成形1010来向接收设备如UE 1015和UE 1017进行传输，使得它减少对发射器1007使用波束成形1012向接收设备如UE 1020和UE 1022的传输的干扰。应注意，预编码器(以及因此，所得到的波束成形)可以随时间和/或频率改变以减少或消除对其它相邻传输设备的干扰。剩余干扰可以通过使用SCMA解码器，如MPA解码器，在接收设备处得到消除。性能可以通过仔细选择的签名和/或码本集合分配得到进一步提高。
图10b示出了通信系统1050，其中发射器内CBF被用于开环MIMOCSM。通信系统1050包括服务接收设备如UE 1060、UE 1062、UE 1065和UE 1067的传输设备1055。与发射器间CBF一样，来自单个传输设备的传输天线的非协调传输可能导致彼此间的干扰。发射器内CBF涉及对传输设备的传输天线所使用的传输波束成形的协调以减少或消除对同一传输设备的其它传输天线的干扰。不同的传输天线，如天线1070和天线1072，可以应用基于接收设备组的预编码器来产生传输波束成形，如波束成形1075或波束成形1077，以减少对其它传输天线的干扰。如图所示，传输天线1070可以选择向其接收设备如UE 1060和UE 1062的波束成形1075，使得它减少对传输天线1072使用波束成形1077向接收设备如UE 1065和UE 1067的传输的干扰。使用基于接收设备组的预编码器实现向多个SCMA接收设备进行共同传输。剩余干扰可以通过使用SCMA解码器，如MPA解码器，在接收设备处得到消除。性能可以通过仔细选择的签名和/或码本集合分配得到进一步提高。
图11a示出了用于实施MIMO CSM方式的逐块空时编码的传输设备-接收设备对的模型1100，其中接收设备具有低复杂性。模型1100包括通过通信信道H耦合在一起的传输设备1105和接收设备1110。传输设备1105和接收设备1110包括用于支持通过使用逐块空时编码的MIMO SCMA OFDM的发射分集的电路。一般情况下，空时编码采用由传输设备通过通信信道H传输数据的多个冗余副本，以帮助提高数据传输的可靠性。通过传输数据的多个副本，可以认为，这些副本中的一些将成功到达接收设备，从而允许恢复数据。
传输设备1105包括SCMA调制器1120，SCMA调制器1120编码数据符号u，从而产生SCMA符号块1122。SCMA符号块1122被示出为包括四个音调，其中两个非零。然而，其它配置也是可能的。其它配置包括不同数量的音调，以及不同数量(和位置)的非零音调。SCMA符号块1122被提供给逐块空时编码器1125，逐块空时编码器1125通常以一次一块的方式编码SCMA符号块1122。除分集增益之外，逐块空时编码器1125还可以提供编码增益。逐块空时编码器1125可以能够利用可用空时码，其中扩展在多载波时域和/或频域上执行。还有可能实现时域和/或频域和空间域上的双域分集。传输设备1105传输由逐块空时编码器1125编码的数据符号u。
接收设备1110包括解码所接收版本的编码后数据符号u的逐块空时解码器1130。逐块空时解码器1130可以能够从由传输设备1105传输的某一版本的BWST符号(或复用BWST符号块)来解码所接收版本的编码后数据符号u。逐块空时解码器1130可以能够利用空时编码固有的发射分集来从通信信道H中出现的错误和/或干扰中恢复，以从BWST符号或复用BWST符号块产生一个或多个SCMA符号块。信道均衡器和SCMA解码器1135从一个或多个SCMA符号块恢复数据符号u。
图11b示出了用于实施MIMO SCSM方式的逐块空时编码的传输设备-接收设备对的模型1150，其中接收设备具有高复杂性。模型1150包括通过通信信道H耦合在一起的传输设备1155和接收设备1160。传输设备1155和接收设备1160包括用于支持通过使用逐块空时编码的MIMO SCMA OFDM的发射分集的电路。一般情况下，空时编码采用由传输设备通过通信信道H传输多个冗余数据副本，以帮助提高数据传输的可靠性。通过传输数据的多个副本，可以认为，这些副本中的一些将成功到达接收设备，从而允许恢复数据。
传输设备1155包括SCMA调制器1170，SCMA调制器1172编码数据符号u从而产生SCMA符号块1122。SCMA符号块1172被示出为包括四个音调，其中两个非零。然而，其它配置也是可能的。其它配置包括不同数量的音调，以及不同数量(和位置)的非零音调。SCMA符号块1172被提供给逐块空时编码器1175，逐块空时编码器1125通常以一次一块的方式编码SCMA符号块1172。除编码增益之外，逐块空时编码器1175还可以提供分集增益。逐块空时编码器1175可以能够利用可用空时码，其中扩展在多载波时域和/或频域上执行。还有可能实现时域和/或频域和空间域上的双域分集。传输设备1155传输由逐块空时编码器1175编码的数据符号u。
接收设备1160包括联合地解码所接收版本的编码后数据符号u的逐块空时和SCMA解码器1180。联合逐块空时和SCMA解码器1130可以能够从所接收版本的BWST符号(或复用BWST符号块)来联合解码数据符号u，并且利用空时编码固有的发射分集来从通信信道H中出现的错误和/或干扰中恢复。
图12a示出了当传输设备使用逐块空时编码传输数据时发生在该传输设备中的操作1200的流程图。操作1200可以表示当传输设备205等传输设备使用逐块空时(BWST)编码进行传输时发生在该传输设备中的操作。
操作1200可以开始于传输设备从数据符号生成SCMA符号块(方框1205)。作为示例，可以映射(或编码)数据符号u(比特流或数据流的一部分)来产生SCMA符号块。传输设备可以从SCMA符号块生成BWST符号(方框1207)。BWST符号可以从SCMA符号块以一次一块的方式进行编码。除了分集增益之外，可以提供编码增益。传输设备可以传输BWST符号(方框1209)。
图12b示出了当具有低复杂性的接收设备使用逐块空时编码接收数据时发生在该接收设备中的操作1230的流程图。操作1230可以表示当接收设备210等接收设备使用BWST编码接收数据时发生在该接收设备中的操作。
操作1230可以开始于接收设备确定多个码本(方框1235)。该多个码本与正向接收设备传输数据的传输设备相关联。接收设备可以接收BWST符号或复用BWST符号块(方框1237)。接收设备可以使用BWST解码器来解码BWST符号或复用BWST符号块以产生一个或多个SCMA符号块(方框1239)。接收设备可以使用信道均衡器和SCMA解码器来从一个或多个SCMA符号块恢复某一版本的数据符号(方框1241)。方框1239和1241可以统称为处理BWST符号。
图12c示出了当具有高复杂性的接收设备使用逐块空时编码接收数据时发生在该接收设备中的操作1260的流程图。操作1260可以表示当接收设备210等接收设备使用BWST编码接收数据时发生在该接收设备中的操作。
操作1260可以开始于接收设备确定多个码本(方框1265)。该多个码本与正向接收设备传输数据的传输设备相关联。接收设备可以接收BWST符号或复用BWST符号块(方框1267)。接收设备可以使用联合BWST和SCMA解码器来联合解码BWST符号或复用BWST符号块以产生某一版本的数据符号(方框1269)。
图13a示出了示例MIMO SCMA OFDM通信系统的符号1300。符号1300可以是具有带有2个传输天线的传输设备和带有1个接收天线的接收设备的MIMO SCMA OFDM通信系统的示例传输块，其中使用Alamouti算法。利用这种配置，传输设备与接收设备之间的通信信道H可以表达为：
H h1 h
其中h1为用于第一传输天线的通信信道，h2为用于第二传输天线的通信信道。
符号1300包括两个SCMA块，SCMA BLK1和SCMA BLK2。每个SCMA块包括两个SCMA码字，每个传输天线一个。如图13a中所示，SCMA码字包括四个资源元素(RE)，其中2个RE非零，2个RE为零。应注意，其它SCMA码字配置是可能的，例如，不同数量的RE、不同数量的非零RE、不同数量的零RE等。
图13b示出了使用Alamouti算法用于逐块空时编码的传输设备-接收设备对的模型1350。模型1350包括通过通信信道H耦合在一起的传输设备1355和接收设备1360。传输设备1355和接收设备1360包括用于支持通过利用使用Alamouti算法的逐块空时编码的MIMO SCMA OFDM的发射分集的电路。
传输设备1355包括SCMA调制器1365，SCMA调制器1120编码数据符号u从而产生SCMA码字。SCMA码字被示出为包括四个RE，其中两个非零。然而，其它配置也是可能的。其它配置包括不同数量的RE，以及不同数量(和位置)的非零RE。SCMA码字被提供给通常以一次一块的方式编码SCMA码字的逐块Alamouti编码器1370。除分集增益之外，逐块Alamouti编码器1370还可以提供编码增益。逐块传输设备1355传输由逐块Alamouti编码器1370编码的数据符号u。接收设备1360包括解码所接收版本的编码后数据符号u的逐块Alamouti解码器1375。逐块Alamouti解码器1375可以能够从所接收版本的编码后数据符号u解码出某一版本的SCMA码字。逐块Alamouti解码器1375可以能够利用空时编码固有的发射分集来从通信信道H中出现的错误和/或干扰中恢复。信道均衡器和SCMA解码器1380从该版本的SCMA码字恢复数据符号u。应注意，通过使用Alamouti算法，用于每个符号的等效信道可以表达为：
       | h 1 | | h | ‾
根据另一示例实施例，信道均衡、逐块Alamouti解码和SCMA解码可以联合地执行。
图14示出了第一通信设备1400。通信设备1400可以是传输设备的实施方式，如eNB、接入点、通信控制器、基站等，或UE、移动电话、移动台、终端、用户、订户等。通信设备1400可以用于实施本文中讨论的各实施例。如图14中所示，发射器1405用于使用用于MIMO SCMA OFDM的开环CSM来传输分组等。通信设备1400还包括用于接收分组等的接收器1410。
编码器1420用于使用签名和/或码本集合来编码用于多个传输天线的数据层，其中每个数据层用一个子签名和/或子码本集合进行编码。组合器1422用于将来自编码器1420的编码后数据组合成输出码字。组合器1422用于将多个数据层的编码后数据复用至输出码字中，或者将来自单个数据层的编码后数据映射至输出码字中。码本处理单元1424用于检索签名和/或码本集合。码本处理单元1424用于根据传输设备和/或传输天线至签名和/或码本集合的映射来选择签名和/或码本集合。存储器1430用于存储数据、签名和/或码本集合、签名和/或码本集合至传输设备和/或传输天线的映射等。
通信设备1400的元件可以实施为特定的硬件逻辑块。在可替代方案中，通信设备1400的元件可以实施为在处理器、控制器、专用集成电路等中执行的软件。在另一可替代方案中，通信设备1400的元件可以实施为软件和/或硬件的组合。
作为示例，接收器1410和发射器1405可以实施为特定的硬件块，而编码器1420、组合器1422和码本处理单元1424可以是在微处理器(如处理器1415)或定制电路或现场可编程逻辑阵列的定制编译逻辑阵列中执行的软件模块。编码器1420、组合器1422和码本处理单元1424可以是存储在存储器1430中的模块。
图15示出了第二通信设备1500。通信设备1500可以是接收设备的实施方式，如UE、移动电话、移动台、终端、用户、订户等，或eNB、接入点、通信控制器、基站等。通信设备1500可以用于实施本文中讨论的各实施例。如图15中所示，发射器1505用于传输分组等。通信设备1500还包括接收器1510，接收器1510用于使用用于MIMO SCMA OFDM的开环CSM来接收分组等。
MIMO处理单元1520用于分离存在于所接收到的信号中的不同数据层。MIMO处理单元1520可以使用MMSE算法、MRC算法等来分离不同的数据层。SCMA检测单元1522用于检测所接收到的信号(或所接收到的信号的不同数据层)中的码字以恢复向通信设备1500传输的数据。SCMA检测单元1522可以使用低复杂性算法如MPA、turbo解码等来恢复数据。应注意，MIMO处理单元1520和SCMA检测单元1522可以实施为分开的单元或单个组合单元。码本处理单元1524用于确定潜在有效的签名和/或码本集合。存储器1530用于存储数据、签名和/或码本集合、签名和/或码本集合至传输设备和/或传输天线的映射等。
通信设备1500的元件可以实施为特定的硬件逻辑块。在可替代方案中，通信设备1500的元件可以实施为在处理器、控制器、专用集成电路等中执行的软件。在另一可替代方案中，通信设备1400的元件可以实施为软件和/或硬件的组合。
作为示例，接收器1510和发射器1505可以实施为特定的硬件块，而MIMO处理单元1520、SCMA检测单元1522和码本处理单元1524可以是在微处理器(如处理器1515)或定制电路或现场可编程逻辑阵列的定制编译逻辑阵列中执行的软件模块。MIMO处理单元1520、SCMA检测单元1522和码本处理单元1524可以是存储在存储器1530中的模块。
图16示出了第三通信设备1600。通信设备1400可以是传输设备的实施方式，如eNB、接入点、通信控制器、基站等，或UE、移动电话、移动台、终端、用户、订户等。通信设备1600可以用于实施本文中讨论的各实施例。如图16中所示，发射器1605用于使用BWST SCMA OFDM传输分组等。通信设备1600还包括用于接收分组等的接收器1610。
调制器1620用于使用签名和/或码本集合来编码用于多个传输天线的数据层，其中每个数据层用一个子签名和/或子码本集合进行编码。BWST编码器1622用于将来自调制器1620的SCMA符号块(编码后数据)组合成输出码字。BWST编码器1622用于将来自多个数据层的SCMA符号块组合成输出码字，或将来自单个数据层的SCMA符号块组合成输出码字。码本处理单元1624用于检索签名和/或码本集合。码本处理单元1624用于根据传输设备和/或传输天线至签名和/或码本集合的映射来选择签名和/或码本集合。存储器1630用于存储数据、签名和/或码本集合、签名和/或码本集合至传输设备和/或传输天线的映射等。
通信设备1600的元件可以实施为特定的硬件逻辑块。在可替代方案中，通信设备1600的元件可以实施为在处理器、控制器、专用集成电路等中执行的软件。在另一可替代方案中，通信设备1600的元件可以实施为软件和/或硬件的组合。
作为示例，接收器1610和发射器1605可以实施为特定的硬件块，而调制器1620、BWST编码器1622和码本处理单元1624可以是在微处理器(如处理器1615)或定制电路或现场可编程逻辑阵列的定制编译逻辑阵列中执行的软件模块。调制器1620、BWST编码器1622和码本处理单元1624可以是存储在存储器1630中的模块。
图17示出了第四通信设备1700。通信设备1700可以是接收设备的实施方式，如UE、移动电话、移动台、终端、用户、订户等，或eNB、接入点、通信控制器、基站等。通信设备1700可以用于实施本文中讨论的各实施例。如图17中所示，发射器1705用于传输分组等。通信设备1700还包括用于使用BWST SCMA OFDM接收分组等的接收器1710。
BWST解码器1720用于分离存在于所接收到的信号中的不同数据层。BWST解码器1720可以使用Alamouti算法等来分离不同的数据层。SCMA检测单元1722用于检测所接收到的信号(或所接收到的信号的不同数据层)中的码字以恢复向通信设备1700传输的数据。SCMA检测单元1722可以使用低复杂性算法如MPA、turbo解码等来恢复数据。应注意，BWST解码器1720和SCMA检测单元1722可以实施为分开的单元或单个组合单元。码本处理单元1724用于确定潜在有效的签名和/或码本集合。存储器1730用于存储数据、签名和/或码本集合、签名和/或码本集合至传输设备和/或传输天线的映射等。
通信设备1700的元件可实施为特定的硬件逻辑块。在替代性实施例中，通信设备1700的元件可实施为在处理器、控制器、专用集成电路等中执行的软件。在又一替代性实施例中，通信设备1700的元件可实施为软件和/或硬件的组合。
作为示例，接收器1710和发射器1705可以实施为特定的硬件块，而BWST解码器1720、SCMA检测单元1722和码本处理单元1724可以是在微处理器(如处理器1715)或者定制电路或现场可编程逻辑阵列的定制编译逻辑阵列中执行的软件模块。BWST解码器1720、SCMA检测单元1722和码本处理单元1724可以是存储在存储器1730中的模块。
这些实施例的有利特征可包括：传输设备包括处理器以及可操作性地耦合至该处理器的发射器。该处理器用于将预期用于传输天线的编码后信息比特流映射至多个扩展序列中的至少一个扩展序列上以产生数据流，并用于使用空时码编码该数据流以产生符号块；并且该发射器用于传输该符号块。该处理器还用于通过从该多个扩展序列选择该至少一个扩展序列来编码该编码后信息比特流以产生该数据流。该处理器还用于：通过从该多个扩展序列中对应于第一数据层的第一子集选择第一扩展序列来编码该编码后信息比特流中的用于该第一数据层的部分；通过从该多个扩展序列中对应于第二数据层的第二子集选择第二扩展序列来编码该编码后信息比特流中的用于该第二数据层的另一部分；以及组合该第一扩展序列和该第二扩展序列以产生该数据流。
本实施例的有利特征可以包括：接收设备包括处理器以及可操作地耦合至该处理器的接收器。该处理器用于：确定多个码本，其中该多个码本与向该接收设备传输数据的传输设备相关联；使用空时码解码符号块以产生码空间符号；以及使用该多个码本处理该码空间符号以恢复该数据。该接收器用于从该传输设备接收符号块。该处理器还用于使用Alamouti信算法来解码该符号块。该处理器还用于在频域和时域中的至少一个域上解扩该符号块。
虽然已详细地描述了本发明及其优点，但是应理解，可以在不脱离如所附权利要求书所界定的本发明的精神和范围的情况下对本发明做出各种改变、替代和更改。

Claims (40)

1.一种用于传输数据的方法，其特征在于，所述方法包括：
由传输设备将预期用于第一传输天线的第一编码后信息比特流映射至多个第一扩展序列中的至少一个第一扩展序列以生成第一数据流；
由所述传输设备将预期用于第二传输天线的第二编码后信息比特流映射至多个第二扩展序列中的至少一个第二扩展序列以生成第二数据流；以及
由所述传输设备在相应的传输天线上传输所述第一数据流和所述第二数据流。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个第一扩展序列和所述多个第二扩展序列包括低密度序列(LDS)签名。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个第一扩展序列和所述多个第二扩展序列包括稀疏码多址(SCMA)码本的码字。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，映射所述第一编码后信息比特流包括：
通过从所述多个第一扩展序列选择所述至少一个第一扩展序列来映射所述第一编码后信息比特流以产生所述第一数据流。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，映射所述第一编码后信息比特流包括：
通过从所述多个扩展序列中与第一数据层相关联的第一子集选择第三扩展序列来映射所述第一编码后信息比特流中的用于所述第一数据层的一个部分；
通过从所述多个扩展序列中与第二数据层相关联的第二子集选择第四扩展序列来映射所述第一编码后信息比特流中的用于所述第二数据层的另一部分；以及
组合所述第三扩展序列和所述第四扩展序列以产生所述第一数据流。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：
选择所述多个第一扩展序列中的用于所述第一传输天线的所述第一子集；以及
选择所述多个第一扩展序列中的用于所述第二传输天线的所述第二子集。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，组合所述第三扩展序列和所述第四扩展序列以产生所述第一数据流包括复用所述第三扩展序列和所述第四扩展序列。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一子集和所述第二子集不相交。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一数据流和所述第二数据流向单个接收设备传输。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一数据流和所述第二数据流向不同接收设备传输。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一传输天线和所述第二传输天线是所述传输设备的天线。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一传输天线和所述第二传输天线是不同传输设备的天线。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
使用第一预编码器预编码所述第一数据流；以及
使用第二预编码器预编码所述第二数据流，其中选择所述第一预编码器和所述第二预编码器以减少对不是所述第一数据流和所述第二数据流的预期接收者的接收设备的干扰。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
使用第三预编码器预编码所述第一数据流和所述第二数据流，其中选择所述第三预编码器以减少对不是所述第一数据流和所述第二数据流的预期接收者的接收设备的干扰。
15.一种用于在通信系统中接收数据的方法，其特征在于，所述方法包括：
由接收设备确定第一多个码本和第二多个码本，其中所述第一多个码本和所述第二多个码本与向所述接收设备传输用户数据的传输设备相关联；
由所述接收设备接收携带通过所述通信系统的共享资源传送的输出码字的信号，其中每个所述输出码字包括多个码字，所述多个码字中的每一码字属于所述多个码本中的不同码本，所述多个码本中的每一码本与多个数据层中的不同数据层相关联；以及
由所述接收设备使用所有所述多个数据层中的所述第一多个码本和所述第二多个码本处理所述信号以恢复所述用户数据。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，处理所述信号包括：
将所述信号分离成多个子信号，其中所述多个数据层中的每个数据层一个子信号；以及
解码所述多个子信号中的每个子信号以产生所述用户数据的存在于每个子信号中的一部分。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述信号是使用最小均方误差(MMSE)多输入多输出(MIMO)接收器分离的。
18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述用户数据的所述部分是使用消息传递算法(MPA)解码器和turbo解码器中的一种进行解码的。
19.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，处理所述信号包括：
减少所述数据层之间的干扰；以及
单独地解码所述多个数据层中每个数据层中的所述干扰减少的信号。
20.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，处理所述信号包括在所有所述多个数据层上同时解码所述信号。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述信号是使用联合MIMO接收器和SCMA解码器同时解码的。
22.一种用于传输数据的方法，其特征在于，所述方法包括：
由传输设备将预期用于传输天线的编码后信息比特流映射至多个扩展序列中的至少一个扩展序列以产生数据流；
由所述传输设备使用空时码编码所述数据流以产生符号块；以及
由所述传输设备传输所述符号块。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述编码在频域和时域中的至少一个域上扩展所述数据流。
24.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，映射所述编码后信息比特流包括：
通过从所述多个扩展序列选择所述至少一个扩展序列来映射所述编码后信息比特流以产生所述数据流。
25.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，映射所述编码后信息比特流包括：
通过从所述多个扩展序列中对应于第一数据层的第一子集选择第一扩展序列来映射所述编码后信息比特流中的用于所述第一数据层的一个部分；
通过从所述多个扩展序列中对应于第二数据层的第二子集选择第二扩展序列来映射所述编码后信息比特流中的用于所述第二数据层的另一部分；以及
组合所述第一扩展序列和所述第二扩展序列以产生所述数据流。
26.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述编码是使用Alamouti算法执行的。
27.一种用于接收数据的方法，其特征在于，所述方法包括：
接收设备从向所述接收设备传输数据的传输设备接收符号块；以及
所述接收设备使用空时码以及与所述传输设备相关联的多个码本来处理所述符号块以恢复所述数据。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，处理所述符号块是使用Alamouti算法执行的。
29.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，处理所述符号块包括：
联合地，使用所述空时码解码所述符号块以产生数据块，并使用所述多个码本解码所述数据块以产生所述数据。
30.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，处理所述符号块包括：
使用所述空时码解码所述符号块以产生数据块；以及
使用所述多个码本解码所述数据块以产生所述数据。
31.一种传输设备，其特征在于，包括：
处理器，用于将预期用于第一传输天线的第一编码后信息比特流映射至多个第一扩展序列中的至少一个第一扩展序列以生成第一数据流；并且用于将预期用于第二传输天线的第二编码后信息比特流映射至多个第二扩展序列中的至少一个第二扩展序列以生成第二数据流；以及
可操作地耦合至所述处理器的发射器，所述发射器用于在相应的传输天线上传输所述第一数据流和所述第二数据流。
32.根据权利要求31所述的传输设备，其特征在于，所述处理器用于通过从所述多个第一扩展序列选择所述至少一个第一扩展序列来映射所述第一编码后信息比特流以产生所述第一数据流。
33.根据权利要求31所述的传输设备，其特征在于，所述处理器用于：通过从所述多个扩展序列中与第一数据层相关联的第一子集选择第三扩展序列来映射所述第一编码后信息比特流中的用于所述第一数据层的一个部分；通过从所述多个扩展序列中与第二数据层相关联的第二子集选择第四扩展序列来映射所述第一编码后信息比特流中的用于所述第二数据层的另一部分；以及组合所述第三扩展序列和所述第四扩展序列以产生所述第一数据流。
34.根据权利要求33所述的传输设备，其特征在于，所述处理器用于：选择所述多个第一扩展序列中的用于所述第一传输天线的所述第一子集；以及选择所述多个第一扩展序列中的用于所述第二传输天线的所述第二子集。
35.根据权利要求31所述的传输设备，其特征在于，所述处理器用于：使用第一预编码器预编码所述第一数据流；以及使用第二预编码器预编码所述第二数据流，其中选择所述第一预编码器和所述第二预编码器以减少对不是所述第一数据流和所述第二数据流的预期接收者的接收设备的干扰。
36.根据权利要求31所述的传输设备，其特征在于，所述处理器用于：使用预编码器预编码所述第一数据流和所述第二数据流；其中选择所述预编码器以减少对不是所述第一数据流和所述第二数据流的预期接收者的接收设备的干扰。
37.一种接收设备，其特征在于，包括：
处理器，用于：确定第一多个码本和第二多个码本，其中所述第一多个码本和所述第二多个码本与向所述接收设备传输用户数据的传输设备相关联；以及使用所有多个数据层中的所述第一多个码本和所述第二多个码本来恢复信号，所述信号携带通过通信系统的共享资源传送的输出码字，其中每个所述输出码字包括多个码字，所述多个码字中的每个码字属于所述多个码本中的不同码本，所述多个码本中的每一码本与所述多个数据层中的不同数据层相关联；以及
接收器，其可操作地耦合至所述处理器，所述接收器用于接收所述信号。
38.根据权利要求37所述的接收设备，其特征在于，所述处理器用于：将所述信号分离成多个子信号，其中所述多个数据层中的每个数据层一个子信号；以及解码所述多个子信号中的每个子信号以产生所述用户数据的存在于每个子信号中的一部分。
39.根据权利要求37所述的接收设备，其特征在于，所述处理器用于减少所述数据层之间的干扰以及单独地解码所述多个数据层中每个数据层中的所述干扰减少的信号。
40.根据权利要求37所述的接收设备，其特征在于，所述处理器用于在所有所述多个数据层上同时解码所述信号。
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