CN105703877B - 叠加编码、解码方法、装置、发射机及接收机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种叠加编码、解码方法、装置、发射机及接收机，其中，该方法包括：对第一类用户的信息流采用二进制相移键控BPSK调制方式进行调制得到第一调制符号，对第二类用户的信息流采用第二类调制方式进行调制得到第二调制符号；为第一调制符号、第二调制符号分配功率；将分配功率后的第一调制符号、第二调制符号进行叠加，其中，叠加后的符号的星座图是格雷映射的，通过本发明，解决了相关技术中多用户直接叠加时，存在多用户性能均不高的问题，进而达到了提高多用户性能的效果。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种叠加编码、解码方法、装置、发射机及接收机。
背景技术
多用户信息传输技术按接入方式可以分为正交多址接入(Orthogonal MultipleAccess，简称为OMA)和非正交多址接入(None Orthogonal Multiple Access，简称为NOMA)。在OMA技术中各用户使用严格相互正交的“子通道”来通信，相对地，NOMA技术中每个用户的信息都是在“整个通道”上传输，有关著作表明NOMA方式能取得比OMA方式更大的系统容量，图1是相关技术中NOMA方式和OMA方式的容量对比图，如图1所示，NOMA方式能更优先提高小区边缘用户的容量，同时基本保持中心用户的高吞吐量。为提高边缘用户的容量，通常选择非正交的接入方式。但由于NOMA方式解调时各用户信息之间是相互干扰的，通常接收端要做串行干扰消除(Successive Interference Cancellation，简称为SIC)分离信息。
多用户信息传输有下行链路传输和上行链路传输两种情况。非正交多用户信息共道广播也被称为多用户信息下行链路传输，或是NOMA下行广播，指的是发射机将不同用户的信息叠加起来后，在相同时频资源上传送给多个接收机。其中，多个用户的信号叠加起来的过程又称为“叠加编码”。NOMA下行广播叠加编码的基本过程为：基站根据它和终端UE之间的信道情况，按匹配所述信道的调制方式调制信息流；基站给两用户信号分配不同功率(边缘用户信号有较大功率)后直接叠加；接收端的边缘用户直接解调，中心用户做SIC解调。
虽然NOAM方式能更优先提高小区边缘用户的容量，但由于边缘用户和基站之间的信道环境差，且受邻区干扰严重，因而边缘用户的谱效还是很低，或者说数据传输速率低。以两用户为例，按目前叠加编码方案，边缘用户和中心用户可采用QPSK方式或标准的QAM方式调制，两用户符号分配一定功率后直接叠加，叠加后星座图不是格雷映射的(相邻符号只相差1个比特，有格雷映射属性的星座图性能最优)，所得中心用户SIC性能和边缘用户的性能都不高，可能无法满足日益提高的业务要求。更多用户的情况容易由此推广。
因此，在相关技术中多用户直接叠加时，存在多用户性能均不高的问题。
发明内容
本发明提供了一种叠加编码、解码方法、装置、发射机及接收机，以至少解决相关技术中多用户直接叠加时，存在多用户性能均不高的问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种叠加编码方法，包括：对第一类用户的信息流采用二进制相移键控BPSK调制方式进行调制得到第一调制符号，对第二类用户的信息流采用第二类调制方式进行调制得到第二调制符号；为所述第一调制符号、所述第二调制符号分配功率；将分配功率后的所述第一调制符号、所述第二调制符号进行叠加，其中，叠加后的符号的星座图是格雷映射的。
优选地，所述第一类用户为在小区第一预定范围内的小区边缘用户，所述第二类小区为在小区第二预定范围内的小区中心用户。
优选地，所述BPSK调制方式为第一类二进制相移键控BPSK调制方式，或者，第二类二进制相移键控BPSK调制方式，其中，所述第一类BPSK调制方式为：将二进制比特0调制为实数1，将二进制比特1调制为实数-1；所述第二类BPSK调制方式为：将二进制比特0调制为将二进制比特1调制为所述第二类调制方式为以下之一：四相相移键控QPSK调制方式、正交调幅QAM调制方式、4脉冲振幅调制4PAM调制方式、长方形星座图调制方式、菱形星座图调制方式。
优选地，在所述BPSK调制方式为第一类二进制相移键控BPSK调制方式，所述第二类调制方式为以下之一：QPSK调制方式、QAM调制方式、长方形星座图调制方式、菱形星座图调制方式的情况下，通过以下公式之一，将分配功率后的所述第一调制符号、所述第二调制符号进行叠加：C＝Real(A)+Imag(A)·i+Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i；C＝Real(A)+Imag(A)·i-Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i；其中，C为叠加后的符号，Real()表示为对调制符号取实部，Imag()表示为对调制符号取虚部，Sign()为取符号函数，Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i表示对符号B水平镜像操作，A为分配功率后的第一调制符号，B为分配功率后的第二调制符号。
优选地，在所述BPSK调制方式为第二类BPSK调制方式，所述第二类调制方式为以下之一：QPSK调制方式、QAM调制方式、长方形星座图调制方式、菱形星座图调制方式的情况下，通过以下公式之一，将分配功率后的所述第一调制符号、所述第二调制符号进行叠加：C＝Real(A)+Imag(A)·i+eiθ·(Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i)；C＝Real(A)+Imag(A)·i+eiθ·(-Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i)；其中，C为叠加后的符号，Real()表示为对调制符号取实部，Imag()表示为对调制符号取虚部，Sign()为取符号函数，Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i表示对符号B水平镜像操作，A为分配功率后的第一调制符号，B为分配功率后的第二调制符号，θ为水平镜像后旋转的角度。
优选地，在所述BPSK调制方式为所述第一类BPSK调制方式，或者所述第二类BPSK调制方式，所述第二类调制方式为4PAM调制方式的情况下，通过以下公式之一，将分配功率后的所述第一调制符号、所述第二调制符号进行叠加：C＝Real(A)+Imag(A)·i+(Real(B)+Imag(B)·i)；C＝Real(A)+Imag(A)·i+eiθ·(Real(B)+Imag(B)·i)；其中，C为叠加后的符号，Real()表示为对调制符号取实部，Imag()表示为对调制符号取虚部，Sign()为取符号函数，Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i表示对符号B水平镜像操作，A为分配功率后的第一调制符号，B为分配功率后的第二调制符号，θ为水平镜像后旋转的角度。
根据本发明的另一方面，提供了一种解码方法，包括：接收发射机发送的发射信号，其中，所述发射信号为所述发射机对第一类用户的信息流采用二进制相移键控BPSK调制方式进行调制得到第一调制符号，对第二类用户的信息流采用第二类调制方式进行调制得到第二调制符号；并为所述第一调制符号、所述第二调制符号分配功率后；将分配功率后的所述第一调制符号、所述第二调制符号进行叠加获得，并且，叠加后的符号的星座图是格雷映射的，其中，所述第二类调制方式包括以下之一：四相相移键控QPSK调制方式、正交调幅QAM调制方式、长方形星座图调制方式、菱形星座图调制方式、4脉冲振幅调制4PAM调制方式；采用与调制方式对应的解调方式解调出所述第一类用户的信息流和/或所述第二类用户的信息流。
根据本发明的一方面，提供了一种符号叠加装置，包括：调制模块，用于对第一类用户的信息流采用二进制相移键控BPSK调制方式进行调制得到第一调制符号，对第二类用户的信息流采用第二类调制方式进行调制得到第二调制符号；分配模块，用于为所述第一调制符号、所述第二调制符号分配功率；叠加模块，用于将分配功率后的所述第一调制符号、所述第二调制符号进行叠加，其中，叠加后的符号的星座图是格雷映射的。
优选地，所述第一类用户为在小区第一预定范围内的小区边缘用户，所述第二类小区为在小区第二预定范围内的小区中心用户。
优选地，所述BPSK调制方式为第一类二进制相移键控BPSK调制方式，或者，第二类二进制相移键控BPSK调制方式，其中，所述第一类BPSK调制方式为：将二进制比特0调制为实数1，将二进制比特1调制为实数-1；所述第二类BPSK调制方式为：将二进制比特0调制为将二进制比特1调制为所述第二类调制方式为以下之一：四相相移键控QPSK调制方式、正交调幅QAM调制方式、4脉冲振幅调制4PAM调制方式、长方形星座图调制方式、菱形星座图调制方式。
优选地，所述叠加模块包括：第一叠加单元，用于在所述BPSK调制方式为第一类二进制相移键控BPSK调制方式，所述第二类调制方式为以下之一：QPSK调制方式、QAM调制方式、长方形星座图调制方式、菱形星座图调制方式的情况下，通过以下公式之一，将分配功率后的所述第一调制符号、所述第二调制符号进行叠加：C＝Real(A)+Imag(A)·i+Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i；C＝Real(A)+Imag(A)·i-Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i；其中，C为叠加后的符号，Real()表示为对调制符号取实部，Imag()表示为对调制符号取虚部，Sign()为取符号函数，Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i表示对符号B水平镜像操作，A为分配功率后的第一调制符号，B为分配功率后的第二调制符号。
优选地，所述叠加模块包括：第二叠加单元，用于在所述BPSK调制方式为第二类BPSK调制方式，所述第二类调制方式为以下之一：QPSK调制方式、QAM调制方式、长方形星座图调制方式、菱形星座图调制方式的情况下，通过以下公式之一，将分配功率后的所述第一调制符号、所述第二调制符号进行叠加：C＝Real(A)+Imag(A)·i+eiθ·(Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i)；C＝Real(A)+Imag(A)·i+eiθ·(-Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i)；其中，C为叠加后的符号，Real()表示为对调制符号取实部，Imag()表示为对调制符号取虚部，Sign()为取符号函数，Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i表示对符号B水平镜像操作，A为分配功率后的第一调制符号，B为分配功率后的第二调制符号，θ为水平镜像后旋转的角度。
优选地，所述叠加模块包括：第三叠加单元，用于在所述BPSK调制方式为所述第一类BPSK调制方式，或者所述第二类BPSK调制方式，所述第二类调制方式为4PAM调制方式的情况下，通过以下公式之一，将分配功率后的所述第一调制符号、所述第二调制符号进行叠加：C＝Real(A)+Imag(A)·i+(Real(B)+Imag(B)·i)；C＝Real(A)+Imag(A)·i+eiθ·(Real(B)+Imag(B)·i)；其中，C为叠加后的符号，Real()表示为对调制符号取实部，Imag()表示为对调制符号取虚部，Sign()为取符号函数，Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i表示对符号B水平镜像操作，A为分配功率后的第一调制符号，B为分配功率后的第二调制符号，θ为水平镜像后旋转的角度。
根据本发明的另一方面，提供了一种发射机，包括上述任一项所述的装置。
根据本发明的另一方面，提供了一种解码装置，包括：接收模块，用于接收发射机发送的发射信号，其中，所述发射信号为所述发射机对第一类用户的信息流采用二进制相移键控BPSK调制方式进行调制得到第一调制符号，对第二类用户的信息流采用第二类调制方式进行调制得到第二调制符号；并为所述第一调制符号、所述第二调制符号分配功率后；将分配功率后的所述第一调制符号、所述第二调制符号进行叠加获得，并且，叠加后的符号的星座图是格雷映射的，其中，所述第二类调制方式包括以下之一：四相相移键控QPSK调制方式、正交调幅QAM调制方式、长方形星座图调制方式、菱形星座图调制方式、4脉冲振幅调制4PAM调制方式；解调模块，用于采用与调制方式对应的解调方式解调出所述第一类用户的信息流和/或所述第二类用户的信息流。
根据本发明的还一方面，提供了一种接收机，包括上述所述的装置。
通过本发明，采用对第一类用户的信息流采用二进制相移键控BPSK调制方式进行调制得到第一调制符号，对第二类用户的信息流采用第二类调制方式进行调制得到第二调制符号；为所述第一调制符号、所述第二调制符号分配功率；将分配功率后的所述第一调制符号、所述第二调制符号进行叠加，其中，叠加后的符号的星座图是格雷映射的，解决了相关技术中多用户直接叠加时，存在多用户性能均不高的问题，进而达到了提高多用户性能的效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是相关技术中NOMA方式和OMA方式的容量对比图；
图2是根据本发明实施例的叠加编码方法的流程图；
图3是根据本发明实施例的解码方法的流程图；
图4是根据本发明实施例的叠加编码装置的结构框图；
图5是根据本发明实施例的叠加编码装置中叠加模块的优选结构框图一；
图6是根据本发明实施例的叠加编码装置中叠加模块的优选结构框图二；
图7是根据本发明实施例的叠加编码装置中叠加模块的优选结构框图三；
图8是根据本发明实施例的发射机的结构框图；
图9是根据本发明实施例的解码装置的结构框图；
图10是根据本发明实施例的接收机的结构框图；
图11是根据本发明优选实施例的无线广播通信系统示意图；
图12是根据本发明优选实施例的两用户信息共道广播在发射端的处理过程图；
图13是根据本发明实施例一的传统叠加编码方式一的过程示意图；
图14是根据本发明实施例一的叠加编码方式二叠加编码的过程示意图；
图15是根据本发明实施例一的叠加编码方式二与传统叠加编码方式一边缘用户性能对比图；
图16是根据本发明实施例一的叠加编码方式二与传统叠加编码方式一中心用户性能对比图；
图17是根据本发明实施例二的叠加编码方式三的过程示意图；
图18是根据本发明实施例三的叠加编码方式四的过程示意图；
图19是根据本发明实施例三的叠加编码方式四和传统叠加编码方式一边缘用户性能对比图；
图20是根据本发明实施例三的叠加编码方式四和传统叠加编码方式一中心用户性能对比图；
图21是根据本发明实施例四的叠加编码方式五的过程示意图；
图22是根据本发明实施例五的叠加编码方式六的过程示意图；
图23是根据本发明实施例五的叠加编码方式六和传统叠加编码方式一边缘用户性能对比图；
图24是根据本发明实施例五的叠加编码方式六和传统叠加编码方式一中心用户性能对比图；
图25是根据本发明实施例六的叠加编码方式七的过程示意图；
图26是根据本发明实施例七的叠加编码方式八过程示意图；
图27是根据本发明实施例七的叠加编码方式八和传统叠加编码方式一边缘用户性能对比图；
图28是根据本发明实施例七的叠加编码方式八和传统叠加编码方式一中心用户性能对比图；
图29是根据本发明实施例八的叠加编码方式九过程示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实施例中提供了一种叠加编码方法，图2是根据本发明实施例的叠加编码方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：
步骤S202，对第一类用户的信息流采用二进制相移键控BPSK调制方式进行调制得到第一调制符号，对第二类用户的信息流采用第二类调制方式进行调制得到第二调制符号；
步骤S204，为第一调制符号、第二调制符号分配功率；
步骤S206，将分配功率后的第一调制符号、第二调制符号进行叠加，其中，叠加后的符号的星座图是格雷映射的。
通过上述步骤，采用二进制相移键控BPSK调制方式对第一类用户的信息流进行调制，采用第二类调制方式对第二类用户的信息流进行调制，并且将分配功率后的第一调制符号、第二调制符号进行叠加，并且叠加后的符号的星座图是格雷映射的，解决了相关技术中多用户直接叠加时，存在多用户性能均不高的问题，进而达到了提高多用户性能的效果。
其中，上述第一类用户可以为在小区第一预定范围内的小区边缘用户，上述第二类小区可以为在小区第二预定范围内的小区中心用户。
上述BPSK调制方式作为第一类调制方式与第二类调制方式可以进行多种组合，例如，BPSK调制方式为第一类二进制相移键控BPSK调制方式，或者，第二类二进制相移键控BPSK调制方式，其中，第一类BPSK调制方式为：将二进制比特0调制为实数1，将二进制比特1调制为实数-1；第二类BPSK调制方式为：将二进制比特0调制为将二进制比特1调制为第二类调制方式为以下之一：四相相移键控QPSK调制方式、正交调幅QAM调制方式、4脉冲振幅调制4PAM调制方式、长方形星座图调制方式、菱形星座图调制方式。
优选地，在BPSK调制方式与第二类调制方式进行不同的组合时，调制得到的符号叠加的方式也可以不同，例如，在上述BPSK调制方式为第一类二进制相移键控BPSK调制方式，第二类调制方式为以下之一：QPSK调制方式、QAM调制方式、长方形星座图调制方式、菱形星座图调制方式的情况下，通过以下公式之一，将分配功率后的第一调制符号、第二调制符号进行叠加：C＝Real(A)+Imag(A)·i+Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i；C＝Real(A)+Imag(A)·i-Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i；其中，C为叠加后的符号，Real()表示为对调制符号取实部，Imag()表示为对调制符号取虚部，Sign()为取符号函数，Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i表示对符号B水平镜像操作，A为分配功率后的第一调制符号，B为分配功率后的第二调制符号；又例如，在上述BPSK调制方式为第二类BPSK调制方式，第二类调制方式为以下之一：QPSK调制方式、QAM调制方式、长方形星座图调制方式、菱形星座图调制方式的情况下，通过以下公式之一，将分配功率后的第一调制符号、第二调制符号进行叠加：C＝Real(A)+Imag(A)·i+eiθ·(Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i)；C＝Real(A)+Imag(A)·i+eiθ·(-Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i)；其中，C为叠加后的符号，Real()表示为对调制符号取实部，Imag()表示为对调制符号取虚部，Sign()为取符号函数，Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i表示对符号B水平镜像操作，A为分配功率后的第一调制符号，B为分配功率后的第二调制符号，θ为水平镜像后旋转的角度；还例如，在BPSK调制方式为第一类BPSK调制方式，或者第二类BPSK调制方式，第二类调制方式为4PAM调制方式的情况下，通过以下公式之一，将分配功率后的第一调制符号、第二调制符号进行叠加：C＝Real(A)+Imag(A)·i+(Real(B)+Imag(B)·i)；C＝Real(A)+Imag(A)·i+ei θ·(Real(B)+Imag(B)·i)；其中，C为叠加后的符号，Real()表示为对调制符号取实部，Imag()表示为对调制符号取虚部，Sign()为取符号函数，Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i表示对符号B水平镜像操作，A为分配功率后的第一调制符号，B为分配功率后的第二调制符号，θ为水平镜像后旋转的角度。
在本实施例中，还提供了一种解码方法，图3是根据本发明实施例的解码方法的流程图，如图3所示，该流程包括如下步骤：
步骤S302，接收发射机发送的发射信号，其中，发射信号为发射机对第一类用户的信息流采用二进制相移键控BPSK调制方式进行调制得到第一调制符号，对第二类用户的信息流采用第二类调制方式进行调制得到第二调制符号；并为第一调制符号、第二调制符号分配功率后；将分配功率后的第一调制符号、第二调制符号进行叠加获得，并且，叠加后的符号的星座图是格雷映射的，其中，第二类调制方式包括以下之一：四相相移键控QPSK调制方式、正交调幅QAM调制方式、长方形星座图调制方式、菱形星座图调制方式、4脉冲振幅调制4PAM调制方式；
步骤S304，采用与调制方式对应的解调方式解调出第一类用户的信息流和/或第二类用户的信息流。
通过上述步骤，对应于上述编码方式进行的解码，也有效地解决了相关技术中多用户直接叠加时，存在多用户性能均不高的问题，进而达到了提高多用户性能的效果。
在本实施例中还提供了一种叠加编码、解码装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图4是根据本发明实施例的叠加编码装置的结构框图，如图4所示，该装置包括：调制模块42、分配模块44和叠加模块46，下面对该装置进行说明。
调制模块42，用于对第一类用户的信息流采用二进制相移键控BPSK调制方式进行调制得到第一调制符号，对第二类用户的信息流采用第二类调制方式进行调制得到第二调制符号；分配模块44，连接至上述调制模块42，用于为第一调制符号、第二调制符号分配功率；叠加模块46，连接至上述分配模块44，用于将分配功率后的第一调制符号、第二调制符号进行叠加，其中，叠加后的符号的星座图是格雷映射的。
优选地，第一类用户为在小区第一预定范围内的小区边缘用户，第二类小区为在小区第二预定范围内的小区中心用户。
优选地，BPSK调制方式为第一类二进制相移键控BPSK调制方式，或者，第二类二进制相移键控BPSK调制方式，其中，第一类BPSK调制方式为：将二进制比特0调制为实数1，将二进制比特1调制为实数-1；第二类BPSK调制方式为：将二进制比特0调制为将二进制比特1调制为第二类调制方式为以下之一：四相相移键控QPSK调制方式、正交调幅QAM调制方式、4脉冲振幅调制4PAM调制方式、长方形星座图调制方式、菱形星座图调制方式。
图5是根据本发明实施例的叠加编码装置中叠加模块的优选结构框图一，如图5所示，该叠加模块46包括：第一叠加单元52，下面对该第一叠加单元52进行说明。
第一叠加单元52，用于在BPSK调制方式为第一类二进制相移键控BPSK调制方式，第二类调制方式为以下之一：QPSK调制方式、QAM调制方式、长方形星座图调制方式、菱形星座图调制方式的情况下，通过以下公式之一，将分配功率后的第一调制符号、第二调制符号进行叠加：C＝Real(A)+Imag(A)·i+Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i；C＝Real(A)+Imag(A)·i-Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i；其中，C为叠加后的符号，Real()表示为对调制符号取实部，Imag()表示为对调制符号取虚部，Sign()为取符号函数，Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i表示对符号B水平镜像操作，A为分配功率后的第一调制符号，B为分配功率后的第二调制符号。
图6是根据本发明实施例的叠加编码装置中叠加模块的优选结构框图二，如图6所示，该叠加模块46包括：第二叠加单元62，下面对该第二叠加单元62进行说明。
第二叠加单元62，用于在BPSK调制方式为第二类BPSK调制方式，第二类调制方式为以下之一：QPSK调制方式、QAM调制方式、长方形星座图调制方式、菱形星座图调制方式的情况下，通过以下公式之一，将分配功率后的第一调制符号、第二调制符号进行叠加：C＝Real(A)+Imag(A)·i+eiθ·(Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i)；C＝Real(A)+Imag(A)·i+eiθ·(-Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i)；其中，C为叠加后的符号，Real()表示为对调制符号取实部，Imag()表示为对调制符号取虚部，Sign()为取符号函数，Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i表示对符号B水平镜像操作，A为分配功率后的第一调制符号，B为分配功率后的第二调制符号，θ为水平镜像后旋转的角度。
图7是根据本发明实施例的叠加编码装置中叠加模块的优选结构框图三，如图7所示，该叠加模块46包括：第三叠加单元72，下面对该第三叠加单元72进行说明。
第三叠加单元72，用于在BPSK调制方式为第一类BPSK调制方式，或者第二类BPSK调制方式，第二类调制方式为4PAM调制方式的情况下，通过以下公式之一，将分配功率后的第一调制符号、第二调制符号进行叠加：C＝Real(A)+Imag(A)·i+(Real(B)+Imag(B)·i)；C＝Real(A)+Imag(A)·i+eiθ·(Real(B)+Imag(B)·i)；其中，C为叠加后的符号，Real()表示为对调制符号取实部，Imag()表示为对调制符号取虚部，Sign()为取符号函数，Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i表示对符号B水平镜像操作，A为分配功率后的第一调制符号，B为分配功率后的第二调制符号，θ为水平镜像后旋转的角度。
图8是根据本发明实施例的发射机的结构框图，如图8所示，该发射机80包括上述任一项的叠加编码装置82。
图9是根据本发明实施例的解码装置的结构框图，如图9所示，该装置包括：接收模块92和解调模块94，下面对该装置进行说明。
接收模块92，用于接收发射机发送的发射信号，其中，发射信号为发射机对第一类用户的信息流采用二进制相移键控BPSK调制方式进行调制得到第一调制符号，对第二类用户的信息流采用第二类调制方式进行调制得到第二调制符号；并为第一调制符号、第二调制符号分配功率后；将分配功率后的第一调制符号、第二调制符号进行叠加获得，并且，叠加后的符号的星座图是格雷映射的，其中，第二类调制方式包括以下之一：四相相移键控QPSK调制方式、正交调幅QAM调制方式、长方形星座图调制方式、菱形星座图调制方式、4脉冲振幅调制4PAM调制方式；解调模块94，连接至上述接收模块92，用于采用与调制方式对应的解调方式解调出第一类用户的信息流和/或第二类用户的信息流。
图10是根据本发明实施例的接收机的结构框图，如图10所法，该接收机100包括上述的解码装置102。
针对相关技术中，NOMA下行广播时，边缘用户的调制方式没有适应其低谱效的实际场景，性能不高，且两用户符号直接叠加后中心用户SIC性能不高的问题。在本实施例中，提供了一种多用户信息共道广播的叠加编码方案。该下行NOMA叠加编码方案包括，边缘用户使用BPSK调制，中心用户使用QAM或者PAM(Pulse Amplitude Modulation)，或者长方形星座或者菱形星座图调制，两个用户的符号分配一定功率后，使用镜像方式叠加，使叠加后星座图是格雷映射的。目的是为了在NOMA下行广播系统，提高多址接入的性能，包括边缘用户的性能和中心用户的性能。相对于传统的方法，该方案在相同谱效下的多址接入性能得到明显提高。下面对该方案进行说明。
一种多用户信息共道广播的叠加编码方法，包括：基站(发射机的一种)对第一类用户的信息使用BPSK调制，对第二类用户的信息使用QPSK或QAM或者PAM，或者长方形星座图或者菱形星座图调制。其中，需要说明的是，该第一类用户通常指小区边缘用户，第二类用户通常指小区中心用户。在基站给两个用户的符号分配一定功率后，以一定方式叠加。叠加后的符号与两个用户的调制符号有关，并且叠加后符号星座图是格雷映射的。
下面分别基于第一类用户的调制以及第二类用户的调制的组合进行说明。
基站可以对边缘用户信息采用第一类BPSK调制方式，得到调制符号A0，该第一类BPSK调制方式是指，将二进制比特“0”映射为实数“1”，将二进制比特“1”映射为实数“-1”；对中心用户信息用QPSK或QAM调制，调制符号B0为复数符号。
基站可以对边缘用户信息采用第一类BPSK调制方式，得到调制符号A0，该第一类BPSK调制方式是指，将二进制比特“0”映射为实数“1”，将二进制比特“1”映射为实数“-1”；对中心用户信息用长方形星座调制，调制符号B0为复数符号。
基站还可以对边缘用户信息采用第一类BPSK调制方式，得到调制符号A0，该第二类BPSK调制方式是指，将二进制比特“0”映射为实数“1”，将二进制比特“1”映射为实数“-1”；对中心用户信息用菱形星座图调制，调制符号B0为复数符号。
优选地，在对边缘用户信息使用第一类BPSK调制方式，对中心用户使用以下之一：QPSK、QAM调制、长方形星座调制、菱形星座图调制时，基站给符号A0分配一定功率，得到符号A，给符号B0分配一定功率得到符号B。两用户的符号叠加方式可以为：对符号B做水平镜像，将符号B镜像后的符号Bm和符号A直接叠加，得到叠加后的符号C。叠加后的符号的星座图是格雷映射的。该叠加后的符号C包括以下之一：
叠加后的符号C可表示为Real(A)+Imag(A)·i+Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i；
叠加后的符号C可表示为Real(A)+Imag(A)·i-Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i。
基站也可以对边缘用户信息采用第二类BPSK调制方式，得到调制符号A0，该第二类BPSK调制方式是指，将比特“0”调制为将比特“1”调制为对中心用户信息用QPSK或者QAM调制，调制符号B0为复数符号。
基站可以对边缘用户信息采用第二类BPSK调制方式，得到调制符号A0，该第二类BPSK调制方式是指，将比特“0”调制为将比特“1”调制为对中心用户信息用长方形星座调制，调制符号B0为复数符号。
基站还可以对边缘用户信息采用第二类BPSK调制方式，得到调制符号A0，该第二类BPSK调制方式是指，将比特“0”调制为将比特“1”调制为对中心用户信息用菱形星座图调制，调制符号B0为复数符号。
优选地，在对边缘用户信息使用第二类BPSK调制方式，对中心用户使用以下之一：QPSK、QAM调制、长方形星座调制、菱形星座图调制时，基站给符号A0分配一定功率，得到符号A，给符号B0分配一定功率，得到符号B。符号叠加方式为：对符号B做水平镜像和45度相位旋转，将符号B镜像并45度相位旋转后的符号Br和符号A直接叠加，得到叠加后的符号C。叠加后的符号的星座图是格雷映射的。叠加后的符号C包括以下之一：
叠加后的符号C可表示为可表示为Real(A)+Imag(A)·i+eiπ/4·(Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i)；
叠加后的符号C可表示为可表示为Real(A)+Imag(A)·i+eiπ/4·(-Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i)；
基站还可以对边缘用户信息采用第一类BPSK调制方式，得到调制符号A0，第一类BPSK调制方式是指，将比特“0”调制为1，将比特“1”调制为-1；对中心用户信息用4PAM调制，调制符号B0为纯虚数符号。
采用上述的调制方式后，基站给符号A0分配一定功率，得到符号A，给符号B0分配一定功率后得到符号B。该叠加方式可以为：将符号B和符号A直接叠加，得到叠加后的符号C。叠加后的符号的星座图是格雷映射的。叠加后的符号C可表示为Real(A)+Imag(A)·i+(Real(B)+Imag(B)·i)；
基站还可以对边缘用户信息采用第二类BPSK调制方式，得到调制符号A0，该第二类BPSK调制方式是指，将比特“0”调制为将比特“1”调制为对中心用户信息用4PAM调制，调制符号B0为纯虚数符号。
采用上述的调制方式后，基站给符号A0分配一定功率，得到符号A，给符号B0分配一定功率后得到符号B。对应的叠加方式可以为：对符号B做45度相位旋转，将符号B做45度相位旋转后的符号Br和符号A直接叠加，得到叠加后的符号C。叠加后的符号的星座图是格雷映射的。叠加后的符号C可表示为Real(A)+Imag(A)·i+eiπ/4·(Real(B)+Imag(B)·i)；
对应于接收机，在本实施例中，还提供了一种多用户信息共道广播的解调方法，包括：接收来自于发射机的发射信号，其中，该发射信号是在发射机上将边缘用户信息流BPSK调制，将中心用户信息流QPSK或QAM或者PAM，或者长方形星座图或者菱形星座图调制后叠加，再由叠加后的符号生成的。根据自身类型采用对应的解调方式对接收信号进行解调。
例如，若接收机为小区边缘用户，从接收信号中按BPSK方式解调出待发送至小区边缘用户的第一部分信号；从第一部分信号中解码出与小区边缘用户对应的用户信息。
若接收机为小区中心用户，从接收信号中按BPSK方式解调出待发送至小区边缘用户的第一部分信号；对接收信号中的第一部分信号进行去除，并从剩余的部分信号中按QPSK或者QAM或者长方形星座或者PAM，或者菱形星座图方式，或是按45度相位旋转的QAM、长方形星座、PAM、或者菱形星座图方式镜像解调出待发送至小区中心用户的第二部分信号；从第二部分信号中解码出与小区中心用户对应的用户信息。
下面对本发明优选实施方式进行说明。
图11是根据本发明优选实施例的无线广播通信系统示意图，如图11所示，基站将多用户信息传输到两个用户设备(UE1和UE2)，即同时将边缘用户信息传送给边缘用户UE1(远端)，将中心用户信息传送给中心用户UE2(近端)。
图12是根据本发明优选实施例的两用户信息共道广播在发射端的处理过程图，如图12所示，首先，边缘用户信息流和中心用户信息流C1、C2由双信息比特流I1、I2分别经过Turbo编码得到，基站根据它和终端UE之间的信道情况，按匹配信道的调制方式将边缘用户信息流和中心用户信息流C1、C2调制为具有一定功率的复数符号序列S1和S2，包括边缘用户UE1的谱效要小于中心用户UE2的谱效。其中依照本发明，基站要对C1采用BPSK调制，对C2采用QPSK或者QAM或者长方形星座或者PAM，或者60度顶角的菱形星座图调制。
然后，S1和S2通过一定方式叠加，使叠加后星座图是格雷映射的。假设有一定功率的复数符号序列S1为x1+y1·i，有一定功率的复数符号序列S2为x2+y2·i，包括S1的功率大于S2的功率。
叠加方式包括以下之一：
叠加方式可以为，复数符号序列S1和复数符号序列S2镜像后的符号S直接叠加，直接叠加后的复数符号序列S3可表示为(S1+S)，也可以表示为(x1+y1·i)+Sign(x1)·x2+y2·i，或者(x1+y1·i)-Sign(x1)·x2+y2·i；
叠加方式也可以为，复数符号序列S1和复数符号序列S2镜像并45度相位旋转后的符号S直接叠加，直接叠加后的复数符号序列S3可表示为(S1+S)，也可以表示为(x1+y1·i)+eiπ/4·(Sign(x1)·x2+y2·i)，或者(x1+y1·i)+eiπ/4·(-Sign(x1)·x2+y2·i)。
叠加方式可以为，复数符号序列S1和复数符号序列S2直接叠加，直接叠加后的复数符号序列S3可表示为(S1+S2)，也可以表示为(x1+y1·i)+(x2+y2·i)。
叠加方式可以为，复数符号序列S1和复数符号序列S2经过45度相位旋转后的符号S直接叠加，直接叠加后的复数符号序列S3可表示为(S1+S)，也可以表示为(x1+y1·i)+ei π/4·(x2+y2·i)。
叠加编码后的复数符号S3的星座具有Gray属性，可以通过其它的方法使叠加后符号星座具有Gray属性。
最后，基站将叠加后的符号形成发射信号T，发送给小区里边缘用户UE1和中心用户UE2。
实施例一
为强调本发明中的特性，下面优选典型实施例一并结合仿真结果说明，本发明在性能上的明显改善。
一种下行NOMA叠加编码方案，基站对边缘用户信息采用第一类BPSK调制方式得到调制符号S1，给S1分配一定功率，该第一类BPSK调制方式指将比特“0”调制为1，将比特“1”调制为-1；对中心用户信息用QPSK调制得到调制符号S2，给S2分配一定功率。基站对符号S2做水平镜像，镜像后的符号S可表示为Sign(x1)·x2+y2·i。S2镜像后的符号S和符号S1直接叠加，得到叠加后的符号S3。叠加后的符号S3的星座图是格雷映射的。
图13是根据本发明实施例一的传统叠加编码方式一的过程示意图，如图13所示，传统叠加编码方式一的叠加编码：基站对边缘用户信息使用QPSK调制，对中心用户信息用QPSK调制，两用户信息S1和S2直接叠加。
本发明实施例一的叠加编码方式二叠加编码：基站对边缘用户信息使用第一类BPSK调制：将比特“0”调制为1，将比特“1”调制为-1；对中心用户信息使用QPSK调制，中心用户信号镜像后的信号和边缘用户信号叠加。图14是根据本发明实施例一的叠加编码方式二叠加编码的过程示意图。如图14所示，其完整的叠加编码流程如下：
步骤1、符号S2做镜像，由S1可知，当Sign(x1)＝-1时，S为-x2+y2·i，相当于S2做水平镜像。当Sign(x1)＝1时，S为x2+y2·i，与S2一样，即S2保持不变；
步骤2、符号S1直接与镜像后的符号S叠加，得到叠加后的符号S3。
设置这两种叠加编码方式的边缘用户谱效一致，中心用户谱效一致，图15是根据本发明实施例一的叠加编码方式二与传统叠加编码方式一边缘用户性能对比图，如图15所示，当在中心性能一致时，本发明实施例的叠加编码方式二的边缘用户性能明显高于传统叠加编码方式一的边缘用户性能；图16是根据本发明实施例一的叠加编码方式二与传统叠加编码方式一中心用户性能对比图，如图16所示，当边缘性能一致时，实施例一的叠加编码方式二的中心用户性能明显高于传统叠加编码方式一的中心用户性能。
实例二
为强调本发明中的特性，下面优选典型实施例二并结合仿真结果说明，本发明在性能上的明显改善。
一种下行NOMA叠加编码方案，基站对边缘用户信息采用第二类BPSK调制方式得到调制符号S1，给S1分配一定功率，该第二类BPSK调制方式指将比特“0”调制为将比特“1”调制为对中心用户信息用QPSK调制得到调制符号S2，给S2分配一定功率。基站对符号S2做水平镜像和45度相位旋转，镜像并45度相位旋转后的符号S可表示为eiπ/4·(Sign(x1)·x2+y2·i)。镜像并45度相位旋转后的符号S和符号S1叠加，得到叠加后的符号S3。叠加后的符号S3的星座图是格雷映射的。
对比实施例一中的传统叠加编码方式一，按本发明叠加编码方式三叠加编码：基站对边缘用户信息使用第二类BPSK调制方式：将比特“0”调制为将比特“1”调制为对中心用户信息使用QPSK调制，中心用户信号镜像并45度相位旋转后的信号和边缘用户信号叠加。图17是根据本发明实施例二的叠加编码方式三的过程示意图，如图17所示，其完整的叠加编码流程如下：
步骤1、符号S2做镜像和45度相位旋转，由S1可知，当Sign(x1)＝-1时，S为eiπ/4·(-x2+y2·i)，相当于S2做水平镜像并45度相位旋转。当Sign(x1)＝1时，S为eiπ/4·(x2+y2·i)，是S2经过45度相位旋转后的符号；
步骤2、镜像后的符号S与符号S1，在星座图上45度相位旋转后叠加，得到叠加后的符号S3。
设置这两种叠加编码方式边缘用户的谱效一致，中心用户的谱效一致，当在中心性能一致时，本发明叠加编码方式三的边缘用户性能明显高于传统叠加编码方式一的边缘用户性能，信噪比增益与实例一中图15一致。当边缘性能一致时，本发明叠加编码方式三的中心用户性能明显高于传统叠加编码方式一的中心用户性能，信噪比增益与实施例一中图16一致。
实例三
为强调本发明中的特性，下面优选典型实施例三并结合仿真结果说明，本发明在性能上的明显改善。
一种下行NOMA叠加编码方案，基站对边缘用户信息采用第一类BPSK调制方式得到调制符号S1，给S1分配一定功率，第一类BPSK调制方式指将比特“0”调制为1，将比特“1”调制为-1；对中心用户信息用4点PAM(4PAM调制)调制得到调制符号S2，给S2分配一定功率。符号S1和符号S2直接叠加，得到叠加后的符号S3。叠加后的符号S3的星座图是格雷映射的。
对比实施例一中的传统叠加编码方式一，按本发明叠加编码方式四叠加编码：基站对边缘用户信息使用第一类BPSK调制方式：将比特“0”调制为1，将比特“1”调制为-1；对中心用户信息使用4PAM调制，边缘用户信号S1和中心用户信号S2叠加，得到叠加后的符号S3。图18是根据本发明实施例三的叠加编码方式四的过程示意图，如图18所示，设置这两种叠加编码方式边缘用户的谱效一致，中心用户的谱效一致，图19是根据本发明实施例三的叠加编码方式四和传统叠加编码方式一边缘用户性能对比图，如图19所示，当在中心性能一致时，本发明实施例三的叠加编码方式四的边缘用户性能明显高于传统叠加编码方式一的边缘用户性能。图20是根据本发明实施例三的叠加编码方式四和传统叠加编码方式一中心用户性能对比图，如图20所示，当边缘性能一致时，本发明叠加编码方式四的中心用户性能明显高于传统叠加编码方式一的中心用户性能。
实例四
为强调本发明中的特性，下面优选典型实施例四并结合仿真结果说明，本发明在性能上的明显改善。
一种下行NOMA叠加编码方案，基站对边缘用户信息使用第二类BPSK调制方式得到调制符号S1，给S1分配一定功率，该第二类BPSK调制方式指，将比特“0”调制为将比特“1”调制为对中心用户信息用4点PAM方式(4PAM)调制得到调制符号S2，给S2分配一定功率。基站将符号S2做45度相位旋转，45度相位旋转后的符号可表示为eiπ/4·(x2+y2·i)。符号S和符号S1叠加，得到叠加后的符号S3。该叠加后的符号S3的星座图是格雷映射的。
对比实施例一中的传统叠加编码方式一，按本发明叠加编码方式五叠加编码：基站对边缘用户信息使用第二类BPSK调制方式：将比特“0”调制为将比特“1”调制为对中心用户信息使用4PAM调制，边缘用户信号和45度相位旋转后的中心用户信号叠加，得到叠加后的符号S3。图21是根据本发明实施例四的叠加编码方式五的过程示意图，如图21所示，设置这两种叠加编码方式边缘用户的谱效一致，中心用户的谱效一致，当在中心性能一致时，本发明叠加编码方式五的边缘用户性能明显高于传统叠加编码方式一的边缘用户性能，信噪比增益与实施例三中图19一致。当边缘性能一致时，本发明叠加编码方式五的中心用户性能明显高于传统叠加编码方式一的中心用户性能，信噪比增益与实施例三中图20一致。
实施例五
为强调本发明中的特性，下面优选典型实施例五并结合仿真结果说明，本发明在性能上的明显改善。
一种下行NOMA叠加编码方案，基站对边缘用户信息采用第一类BPSK调制方式得到调制符号S1，给S1分配一定功率，第一类BPSK调制方式指将比特“0”调制为1，将比特“1”调制为-1；对中心用户信息用8点长方形星座调制(8PAM调制)调制得到调制符号S2，给S2分配一定功率。基站对符号S2做水平镜像，镜像后的符号S可表示为Sign(x1)·x2+y2·i。S2镜像后的符号S和符号S1直接叠加，得到叠加后的符号S3。叠加后的符号S3的星座图是格雷映射的。
对比实施例一中的传统叠加编码方式一，按本发明叠加编码方式六叠加编码：基站对边缘用户信息使用第一类BPSK调制方式：将比特“0”调制为1，将比特“1”调制为-1；对中心用户信息使用8PAM调制，中心用户信号镜像后的信号和边缘用户信号叠加。图22是根据本发明实施例五的叠加编码方式六的过程示意图，
如图22所示，其完整的叠加编码流程如下：
步骤1、符号S2做镜像，由S1可知，当Sign(x1)＝-1时，S为-x2+y2·i，相当于S2做水平镜像。当Sign(x1)＝1时，S为x2+y2·i，与S2一样，即S2保持不变；
步骤2、符号S1直接与镜像后的符号S叠加，得到叠加后的符号S3。
设置这两种叠加编码方式边缘用户的谱效一致，中心用户的谱效一致，图23是根据本发明实施例五的叠加编码方式六和传统叠加编码方式一边缘用户性能对比图，如图23所示，当在中心性能一致时，本发明实施例五的叠加编码方式六的边缘用户性能明显高于传统叠加编码方式一的边缘用户性能。图24是根据本发明实施例五的叠加编码方式六和传统叠加编码方式一中心用户性能对比图，如图24所示，当边缘性能一致时，本发明叠加编码方式六的中心用户性能明显高于传统叠加编码方式一的中心用户性能。
实施例六
为强调本发明中的特性，下面优选典型实施例六并结合仿真结果说明，本发明在性能上的明显改善。
一种下行NOMA叠加编码方案，基站对边缘用户信息使用第二类BPSK调制方式得到调制符号S1，给S1分配一定功率，第二类BPSK调制方式指，将比特“0”调制为将比特“1”调制为对中心用户信息用8点长方形星座调制(8PAM调制)得到调制符号S2，给S2分配一定功率。基站对符号S2做水平镜像和45度相位旋转，镜像并45度相位旋转后的符号S可表示为eiπ/4·(Sign(x1)·x2+y2·i)。镜像并45度相位旋转后的符号S和符号S1叠加，得到叠加后的符号S3。叠加后的符号S3的星座图是格雷映射的。
对比实施例一中的传统叠加编码方式一，按本发明叠加编码方式七叠加编码：基站对边缘用户信息使用第二类BPSK调制方式：将比特“0”调制为将比特“1”调制为对中心用户信息使用8PAM调制，中心用户信号镜像并45度相位旋转后的信号和边缘用户信号叠加。图25是根据本发明实施例六的叠加编码方式七的过程示意图，如图25所示，其完整的叠加编码流程如下：
步骤1、符号S2做镜像和45度相位旋转，由S1可知，当Sign(x1)＝-1时，S为eiπ/4·(-x2+y2·i)，相当于S2做水平镜像并45度相位旋转。当Sign(x1)＝1时，S为eiπ/4·(x2+y2·i)，是S2经过45度相位旋转后的符号；
步骤2、镜像后的符号S与符号S1，在星座图上45度相位旋转后叠加，得到叠加后的符号S3。
设置这两种叠加编码方式边缘用户的谱效一致，中心用户的谱效一致，当在中心性能一致时，本发明叠加编码方式七的边缘用户性能明显高于传统叠加编码方式一的边缘用户性能，信噪比增益与实施例五中图23一致。当边缘性能一致时，本发明叠加编码方式七的中心用户性能明显高于传统叠加编码方式一的中心用户性能，信噪比增益与实施例五中图24一致。
实施例七
为强调本发明中的特性，下面优选典型实施例七并结合仿真结果说明，本发明在性能上的明显改善。
一种下行NOMA叠加编码方案，基站对边缘用户信息采用第一类BPSK调制方式得到调制符号S1，给S1分配一定功率，第一类BPSK调制方式指将比特“0”调制为1，将比特“1”调制为-1；对中心用户信息用4点60度顶角的菱形星座调制得到调制符号S2，给S2分配一定功率。基站对符号S2做水平镜像，镜像后的符号S可表示为-Sign(x1)·x2+y2·i。S2镜像后的符号S和符号S1直接叠加，得到叠加后的符号S3。叠加后的符号S3的星座图是格雷映射的。
对比实施例一中的传统叠加编码方式一，按本发明叠加编码方式八叠加编码：基站对边缘用户信息使用第一类BPSK调制方式：将比特“0”调制为1，将比特“1”调制为-1；对中心用户信息使用4点60度顶角的菱形星座调制，中心用户信号镜像后的信号和边缘用户信号叠加。图26是根据本发明实施例七的叠加编码方式八过程示意图，如图26所示，其完整的叠加编码流程如下：
步骤1、符号S2做镜像，由S1可知，当Sign(x1)＝1时，S为-x2+y2·i，相当于S2做水平镜像。当Sign(x1)＝-1时，S为x2+y2·i，与S2一样，即S2保持不变；
步骤2、符号S1直接与镜像后的符号S叠加，得到叠加后的符号S3。
设置这两种叠加编码方式边缘用户的谱效一致，中心用户的谱效一致，图27是根据本发明实施例七的叠加编码方式八和传统叠加编码方式一边缘用户性能对比图，如图27所示，当在中心性能一致时，本发明实施例七的叠加编码方式八的边缘用户性能明显高于传统叠加编码方式一的边缘用户性能。图28是根据本发明实施例七的叠加编码方式八和传统叠加编码方式一中心用户性能对比图，如图28编码方式一的中心用户性能。
实施例八
为强调本发明中的特性，下面优选典型实施例八并结合仿真结果说明，本发明在性能上的明显改善。
一种下行NOMA叠加编码方案，基站对边缘用户信息使用第二类BPSK调制方式得到调制符号S1，给S1分配一定功率，第二类BPSK调制方式指，将比特“0”调制为将比特“1”调制为对中心用户信息用4点60度顶角的菱形星座调制得到调制符号S2，给S2分配一定功率。基站对符号S2做水平镜像和45度相位旋转，镜像并45度相位旋转后的符号S可表示为eiπ/4·(Sign(x1)·x2+y2·i)。镜像并45度相位旋转后的符号S和符号S1叠加，得到叠加后的符号S3。叠加后的符号S3的星座图是格雷映射的。
对比实施例一中的传统叠加编码方式一，按本发明叠加编码方式九叠加编码：基站对边缘用户信息使用第二类BPSK调制方式：将比特“0”调制为将比特“1”调制为对中心用户信息使用4点菱形星座调制，中心用户信号镜像并45度相位旋转后的信号和边缘用户信号叠加。图29是根据本发明实施例八的叠加编码方式九过程示意图，如图29所示，其完整的叠加编码流程如下：
步骤1、符号S2做镜像和45度相位旋转，由S1可知，当Sign(x1)＝-1时，S为eiπ/4·(-x2+y2·i)，相当于S2做水平镜像并45度相位旋转。当Sign(x1)＝1时，S为eiπ/4·(x2+y2·i)，是S2经过45度相位旋转后的符号；
步骤2、镜像后的符号S与符号S1，在星座图上45度相位旋转后叠加，得到叠加后的符号S3。
设置这两种叠加编码方式边缘用户的谱效一致，中心用户的谱效一致，当在中心性能一致时，本发明叠加编码方式九的边缘用户性能明显高于传统叠加编码方式一的边缘用户性能，信噪比增益与实施例七中图27一致。当边缘性能一致时，本发明叠加编码方式九的中心用户性能明显高于传统叠加编码方式一的中心用户性能，信噪比增益与实施例七中图28一致。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种叠加编码方法，其特征在于，包括：
对第一类用户的信息流采用二进制相移键控BPSK调制方式进行调制得到第一调制符号，对第二类用户的信息流采用第二类调制方式进行调制得到第二调制符号；
为所述第一调制符号、所述第二调制符号分配功率；
将分配功率后的所述第一调制符号、所述第二调制符号进行叠加，其中，叠加后的符号的星座图是格雷映射的；
其中，所述BPSK调制方式为第一类二进制相移键控BPSK调制方式，或者，第二类二进制相移键控BPSK调制方式，其中，所述第一类BPSK调制方式为：将二进制比特0调制为实数1，将二进制比特1调制为实数-1；所述第二类BPSK调制方式为：将二进制比特0调制为将二进制比特1调制为所述第二类调制方式为以下之一：四相相移键控QPSK调制方式、正交调幅QAM调制方式、4脉冲振幅调制4PAM调制方式、长方形星座图调制方式、菱形星座图调制方式；在所述BPSK调制方式为第二类BPSK调制方式，所述第二类调制方式为以下之一：QPSK调制方式、QAM调制方式、长方形星座图调制方式、菱形星座图调制方式的情况下，通过以下公式之一，将分配功率后的所述第一调制符号、所述第二调制符号进行叠加：C＝Real(A)+Imag(A)·i+eiθ·(Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i)；C＝Real(A)+Imag(A)·i+eiθ·(-Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i)；其中，C为叠加后的符号，Real()表示为对调制符号取实部，Imag()表示为对调制符号取虚部，Sign()为取符号函数，Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i表示对符号B水平镜像操作，A为分配功率后的第一调制符号，B为分配功率后的第二调制符号，θ为水平镜像后旋转的角度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一类用户为在小区第一预定范围内的小区边缘用户，所述第二类用户为在小区第二预定范围内的小区中心用户。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
在所述BPSK调制方式为第一类二进制相移键控BPSK调制方式，所述第二类调制方式为以下之一：QPSK调制方式、QAM调制方式、长方形星座图调制方式、菱形星座图调制方式的情况下，通过以下公式之一，将分配功率后的所述第一调制符号、所述第二调制符号进行叠加：
C＝Real(A)+Imag(A)·i+Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i；
C＝Real(A)+Imag(A)·i-Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i；
其中，C为叠加后的符号，Real()表示为对调制符号取实部，Imag()表示为对调制符号取虚部，Sign()为取符号函数，Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i表示对符号B水平镜像操作，A为分配功率后的第一调制符号，B为分配功率后的第二调制符号。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
在所述BPSK调制方式为所述第一类BPSK调制方式，或者所述第二类BPSK调制方式，所述第二类调制方式为4PAM调制方式的情况下，通过以下公式之一，将分配功率后的所述第一调制符号、所述第二调制符号进行叠加：
C＝Real(A)+Imag(A)·i+(Real(B)+Imag(B)·i)；
C＝Real(A)+Imag(A)·i+eiθ·(Real(B)+Imag(B)·i)；
其中，C为叠加后的符号，Real()表示为对调制符号取实部，Imag()表示为对调制符号取虚部，A为分配功率后的第一调制符号，B为分配功率后的第二调制符号，θ为水平镜像后旋转的角度。
5.一种解码方法，其特征在于，包括：
接收发射机发送的发射信号，其中，所述发射信号为所述发射机对第一类用户的信息流采用二进制相移键控BPSK调制方式进行调制得到第一调制符号，对第二类用户的信息流采用第二类调制方式进行调制得到第二调制符号；并为所述第一调制符号、所述第二调制符号分配功率后；将分配功率后的所述第一调制符号、所述第二调制符号进行叠加获得，并且，叠加后的符号的星座图是格雷映射的，其中，所述第二类调制方式包括以下之一：四相相移键控QPSK调制方式、正交调幅QAM调制方式、长方形星座图调制方式、菱形星座图调制方式、4脉冲振幅调制4PAM调制方式；
采用与调制方式对应的解调方式解调出所述第一类用户的信息流和/或所述第二类用户的信息流；
其中，所述BPSK调制方式为第一类二进制相移键控BPSK调制方式，或者，第二类二进制相移键控BPSK调制方式，其中，所述第一类BPSK调制方式为：将二进制比特0调制为实数1，将二进制比特1调制为实数-1；所述第二类BPSK调制方式为：将二进制比特0调制为将二进制比特1调制为所述第二类调制方式为以下之一：四相相移键控QPSK调制方式、正交调幅QAM调制方式、4脉冲振幅调制4PAM调制方式、长方形星座图调制方式、菱形星座图调制方式；在所述BPSK调制方式为第二类BPSK调制方式，所述第二类调制方式为以下之一：QPSK调制方式、QAM调制方式、长方形星座图调制方式、菱形星座图调制方式的情况下，通过以下公式之一，将分配功率后的所述第一调制符号、所述第二调制符号进行叠加：C＝Real(A)+Imag(A)·i+eiθ·(Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i)；C＝Real(A)+Imag(A)·i+eiθ·(-Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i)；其中，C为叠加后的符号，Real()表示为对调制符号取实部，Imag()表示为对调制符号取虚部，Sign()为取符号函数，Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i表示对符号B水平镜像操作，A为分配功率后的第一调制符号，B为分配功率后的第二调制符号，θ为水平镜像后旋转的角度。
6.一种符号叠加装置，其特征在于，包括：
调制模块，用于对第一类用户的信息流采用二进制相移键控BPSK调制方式进行调制得到第一调制符号，对第二类用户的信息流采用第二类调制方式进行调制得到第二调制符号；
分配模块，用于为所述第一调制符号、所述第二调制符号分配功率；
叠加模块，用于将分配功率后的所述第一调制符号、所述第二调制符号进行叠加，其中，叠加后的符号的星座图是格雷映射的；
其中，所述BPSK调制方式为第一类二进制相移键控BPSK调制方式，或者，第二类二进制相移键控BPSK调制方式，其中，所述第一类BPSK调制方式为：将二进制比特0调制为实数1，将二进制比特1调制为实数-1；所述第二类BPSK调制方式为：将二进制比特0调制为将二进制比特1调制为所述第二类调制方式为以下之一：四相相移键控QPSK调制方式、正交调幅QAM调制方式、4脉冲振幅调制4PAM调制方式、长方形星座图调制方式、菱形星座图调制方式；
所诉装置包括，第二叠加单元，用于在所述BPSK调制方式为第二类BPSK调制方式，所述第二类调制方式为以下之一：QPSK调制方式、QAM调制方式、长方形星座图调制方式、菱形星座图调制方式的情况下，通过以下公式之一，将分配功率后的所述第一调制符号、所述第二调制符号进行叠加：
C＝Real(A)+Imag(A)·i+eiθ·(Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i)；C＝Real(A)+Imag(A)·i+eiθ·(-Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i)；其中，C为叠加后的符号，Real()表示为对调制符号取实部，Imag()表示为对调制符号取虚部，Sign()为取符号函数，Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i表示对符号B水平镜像操作，A为分配功率后的第一调制符号，B为分配功率后的第二调制符号，θ为水平镜像后旋转的角度。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一类用户为在小区第一预定范围内的小区边缘用户，所述第二类用户为在小区第二预定范围内的小区中心用户。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述叠加模块包括：
第一叠加单元，用于在所述BPSK调制方式为第一类二进制相移键控BPSK调制方式，所述第二类调制方式为以下之一：QPSK调制方式、QAM调制方式、长方形星座图调制方式、菱形星座图调制方式的情况下，通过以下公式之一，将分配功率后的所述第一调制符号、所述第二调制符号进行叠加：
C＝Real(A)+Imag(A)·i+Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i；
C＝Real(A)+Imag(A)·i-Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i；
其中，C为叠加后的符号，Real()表示为对调制符号取实部，Imag()表示为对调制符号取虚部，Sign()为取符号函数，Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i表示对符号B水平镜像操作，A为分配功率后的第一调制符号，B为分配功率后的第二调制符号。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述叠加模块包括：
第三叠加单元，用于在所述BPSK调制方式为所述第一类BPSK调制方式，或者所述第二类BPSK调制方式，所述第二类调制方式为4PAM调制方式的情况下，通过以下公式之一，将分配功率后的所述第一调制符号、所述第二调制符号进行叠加：
C＝Real(A)+Imag(A)·i+Real(B)+Imag(B)·i)；
C＝Real(A)+Imag(A)·i+eiθ·(Real(B)+Imag(B)·i)；
其中，C为叠加后的符号，Real()表示为对调制符号取实部，Imag()表示为对调制符号取虚部，A为分配功率后的第一调制符号，B为分配功率后的第二调制符号，θ为水平镜像后旋转的角度。
10.一种发射机，其特征在于，包括权利要求6至9中任一项所述的装置。
11.一种解码装置，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收发射机发送的发射信号，其中，所述发射信号为所述发射机对第一类用户的信息流采用二进制相移键控BPSK调制方式进行调制得到第一调制符号，对第二类用户的信息流采用第二类调制方式进行调制得到第二调制符号；并为所述第一调制符号、所述第二调制符号分配功率后；将分配功率后的所述第一调制符号、所述第二调制符号进行叠加获得，并且，叠加后的符号的星座图是格雷映射的，其中，所述第二类调制方式包括以下之一：四相相移键控QPSK调制方式、正交调幅QAM调制方式、长方形星座图调制方式、菱形星座图调制方式、4脉冲振幅调制4PAM调制方式；
解调模块，用于采用与调制方式对应的解调方式解调出所述第一类用户的信息流和/或所述第二类用户的信息流；
其中，所述BPSK调制方式为第一类二进制相移键控BPSK调制方式，或者，第二类二进制相移键控BPSK调制方式，其中，所述第一类BPSK调制方式为：将二进制比特0调制为实数1，将二进制比特1调制为实数-1；所述第二类BPSK调制方式为：将二进制比特0调制为将二进制比特1调制为所述第二类调制方式为以下之一：四相相移键控QPSK调制方式、正交调幅QAM调制方式、4脉冲振幅调制4PAM调制方式、长方形星座图调制方式、菱形星座图调制方式；
所诉装置包括，第二叠加单元，用于在所述BPSK调制方式为第二类BPSK调制方式，所述第二类调制方式为以下之一：QPSK调制方式、QAM调制方式、长方形星座图调制方式、菱形星座图调制方式的情况下，通过以下公式之一，将分配功率后的所述第一调制符号、所述第二调制符号进行叠加：
C＝Real(A)+Imag(A)·i+eiθ·(Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i)；C＝Real(A)+Imag(A)·i+eiθ·(-Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i)；其中，C为叠加后的符号，Real()表示为对调制符号取实部，Imag()表示为对调制符号取虚部，Sign()为取符号函数，Sign(Real(A))·Real(B)+Imag(B)·i表示对符号B水平镜像操作，A为分配功率后的第一调制符号，B为分配功率后的第二调制符号，θ为水平镜像后旋转的角度。
12.一种接收机，其特征在于，包括权利要求11所述的装置。
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