CN106454922A - 一种非正交多址接入系统中的上行检测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种非正交多址接入系统中的上行检测方法及装置。其方法包括：重复对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测，直至满足检测结束条件，第一终端集合由可能在非正交多址接入传输单元块上发送上行数据的终端构成；对每个重复周期内进行导频激活检测确定的第二终端集合中的各终端进行信道估计，第二终端集合有在非正交多址接入传输单元块上实际发送上行数据的终端构成；对每个重复周期内第二终端集合中的各终端进行数据信道的检测译码。本发明实施例提供的技术方案，有效降低基站侧导频激活检测和数据检测的差错概率，提升了导频激活检测和数据检测的准确性。

Description

一种非正交多址接入系统中的上行检测方法及装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种非正交多址接入系统中的上行检测方法及装置。
背景技术
第5代移动通信系统(简称5G)提出了千兆比特率(Gbps)用户体验速率、超高流量密度、超大连接数、频谱效率提升、时延降低等技术需求。
为满足5代移动通信系统对于超大连接数的要求，引入了非正交多址接入技术。
针对要求支持大连接、低时延、高可靠的5G的移动物联网应用场景，如果沿用4G系统上行调度算法，需要大量控制信令，其信令开销较大。当连接达到一定程度，调度的用户数受限于控制信道资源。因此，针对移动物联网应用需要采用免调度机制。
现有的长期演进(LTE)系统因采用调度机制，基站知道每个用户的上行导频发送时刻和位置，从而进行上行检测。而在终端采用免调度机制接入的情况下，基站并不知道终端何时发送了数据。这种情况下，基站侧如何进行上行检测，是目前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种非正交多址接入系统中的上行检测方法及装置，以实现终端采用免调度机制接入的情况下，基站侧的上行检测，以满足5G移动通信系统的海量连接要求。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种非正交多址接入系统中的上行检测方法，包括：
重复对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测，直至满足检测结束条件，所述第一终端集合由可能在所述非正交多址接入传输单元块上发送上行数据的终端构成，所述非正交多址接入传输单元块由同一个非正交多址接入技术的图样矩阵内占用相同时频资源的所有非正交多址接入基本传输单元构成；
在所述非正交多址接入传输单元块的时频资源上，对每个重复周期内进行导频激活检测确定的第二终端集合中的各终端进行信道估计，所述第二终端集合有在所述非正交多址接入传输单元块上实际发送上行数据的终端构成；
根据每个重复周期内第二终端集合中的各终端的信道估计结果和所述非正交多址接入传输单元块的时频资源上的上行数据信号进行数据信道的检测译码。
可选的，所述检测结束条件包括以下至少一条：
导频激活检测的重复次数达到重复次数阈值；
至少两个重复周期内进行导频激活检测确定的第二终端集合相同；
至少两个重复周期内进行数据信道的检测译码确定的导频先验存在概率的相对差值比例不大于设定相对差值比例阈值。
基于上述任意方法实施例，可选的，所述对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测的一种实现方式可以是：
基于导频信号接收功率，对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测。
可选的，所述基于导频信号接收功率，对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测，包括：
对所述非正交多址接入传输单元块上的导频信号在频域进行LS信道估计，得到频域LS信道估计值；
将所述频域LS信道估计值变换到时域，得到时域信道估计值；
根据所述时域信道估计值确定检测统计量和判决门限干扰噪声功率；
根据所述检测统计量和判决门限干扰噪声功率确定所述第二终端集合。
所述对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测的另一种实现方式可以是：
基于导频信号相关性，对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测。
可选的，所述基于导频信号相关性，对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测，包括：
确定所述非正交多址接入传输单元块的时频资源的每个上行子载波上的导频信号的自相关矩阵；
确定所述非正交多址接入传输单元块的时频资源的每个上行子载波上的导频信号的自相关矩阵的平均值；
确定所述平均值中的最大特征值和最小特征值；
根据所述最小特征值和最大特征值确定所述第二终端集合。
基于上述任意方法实施例，可选的，所述第一终端集合中的终端包括本小区的终端和邻小区的终端。
一种非正交多址接入系统中的上行检测装置，包括：
导频激活检测模块，用于重复对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测，直至满足检测结束条件，所述第一终端集合由可能在所述非正交多址接入传输单元块上发送上行数据的终端构成，所述非正交多址接入传输单元块由同一个非正交多址接入技术的图样矩阵内占用相同时频资源的所有非正交多址接入基本传输单元构成；
信道估计模块，用于在所述非正交多址接入传输单元块的时频资源上，对每个重复周期内进行导频激活检测确定的第二终端集合中的各终端进行信道估计，所述第二终端集合有在所述非正交多址接入传输单元块上实际发送上行数据的终端构成；
数据检测模块，用于根据每个重复周期内第二终端集合中的各终端的信道估计结果和所述非正交多址接入传输单元块的时频资源上的上行数据信号进行数据信道的检测译码。
可选的，所述检测结束条件包括以下至少一条：
导频激活检测的重复次数达到重复次数阈值；
至少两个重复周期内进行导频激活检测确定的第二终端集合相同；
至少两个重复周期内进行数据信道的检测译码确定的导频先验存在概率的相对差值比例不大于设定相对差值比例阈值。
基于上述任意装置实施例，所述导频激活检测模块可以用于：
基于导频信号接收功率，对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测。
可选的，所述导频激活检测模块用于：
对所述非正交多址接入传输单元块上的导频信号在频域进行LS信道估计，得到频域LS信道估计值；
将所述频域LS信道估计值变换到时域，得到时域信道估计值；
根据所述时域信道估计值确定检测统计量和判决门限干扰噪声功率；
根据所述检测统计量和判决门限干扰噪声功率确定所述第二终端集合。
所述导频激活检测模块也可以用于：
基于导频信号相关性，对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测。
可选的，所述导频激活检测模块用于：
确定所述非正交多址接入传输单元块的时频资源的每个上行子载波上的导频信号的自相关矩阵；
确定所述非正交多址接入传输单元块的时频资源的每个上行子载波上的导频信号的自相关矩阵的平均值；
确定所述平均值中的最大特征值和最小特征值；
根据所述最小特征值和最大特征值确定所述第二终端集合。
基于上述任意装置实施例，可选的，所述第一终端集合中的终端包括本小区的终端和邻小区的终端。
一种基站，包括：
处理器，用于读取存储器中的程序，执行下列过程：
重复对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测，直至满足检测结束条件，所述第一终端集合由可能在所述非正交多址接入传输单元块上发送上行数据的终端构成；
在所述非正交多址接入传输单元块的时频资源上，对每个重复周期内进行导频激活检测确定的第二终端集合中的各终端进行信道估计，所述第二终端集合有在所述非正交多址接入传输单元块上实际发送上行数据的终端构成；
根据每个重复周期内第二终端集合中的各终端的信道估计结果和所述非正交多址接入传输单元块的时频资源上的上行数据信号进行数据信道的检测译码；
收发机，用于在处理器的控制下接收和发送数据；
存储器，用于保存处理器执行操作时所使用的数据。
可选的，所述检测结束条件包括以下至少一条：
导频激活检测的重复次数达到重复次数阈值；
至少两个重复周期内进行导频激活检测确定的第二终端集合相同；
至少两个重复周期内进行数据信道的检测译码确定的导频先验存在概率的相对差值比例不大于设定相对差值比例阈值。
基于上述任意基站实施例，对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测时，处理器可以从存储器中读取程序，执行下列过程：
基于导频信号接收功率，对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测。
可选的，对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测时，处理器从存储器中读取程序，执行下列过程：
对所述非正交多址接入传输单元块上的导频信号在频域进行LS信道估计，得到频域LS信道估计值；
将所述频域LS信道估计值变换到时域，得到时域信道估计值；
根据所述时域信道估计值确定检测统计量和判决门限干扰噪声功率；
根据所述检测统计量和判决门限干扰噪声功率确定所述第二终端集合。
对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测时，处理器也可以从存储器中读取程序，执行下列过程：
基于导频信号相关性，对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测。
可选的，对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测，处理器从存储器中读取程序，执行下列过程：
确定所述非正交多址接入传输单元块的时频资源的每个上行子载波上的导频信号的自相关矩阵；
确定所述非正交多址接入传输单元块的时频资源的每个上行子载波上的导频信号的自相关矩阵的平均值；
确定所述平均值中的最大特征值和最小特征值；
根据所述最小特征值和最大特征值确定所述第二终端集合。
基于上述任意基站实施例，可选的，所述第一终端集合中的终端包括本小区的终端和邻小区的终端。
本发明实施例提供的技术方案，实现了非正交多址接入系统中，终端免调度的情况下基站侧的上行检测。通过免激活检测可以确定实际接入的终端数量，并通过重复执行免激活检测及数据检测，有效降低基站侧导频激活检测和数据检测的差错概率，提升了导频激活检测和数据检测的准确性，满足了5G系统海量连接要求。
附图说明
图1为本发明一个实施例提供的方法流程图；
图2为本发明另一个实施例提供的方法流程图；
图3为本发明实施例提供的装置示意图；
图4为本发明实施例提供的基站结构示意图；
图5为本发明场景一对应的实施例中非正交多址接入传输单元块示意图。
具体实施方式
在对本发明实施例提供的技术方案进行详细描述之前，首先对非正交多址接入传输单元块进行说明。
本发明实施例中，非正交多址接入传输单元块由同一个非正交多址接入技术的图样矩阵内占用相同时频资源的所有非正交多址接入基本传输单元构成，其占用的时频资源大小为LTE版本8(release8)标准版定义的LTE系统中的PRB的N倍，N为上述非正交多址接入基本传输单元所采用的图样矩阵的行数。
非正交多址接入基本传输单元在时频资源上的映射可以采用集中式排列，也可以采用分散式排列。其中，集中式排列是指一个非正交多址接入基本传输单元关联的数据符号集中排列；而分散式排列是指一个非正交多址接入基本传输单元关联的数据符号分散排列。分散式排列时，基本传输单元对应的图样矢量各行关联的数据符号分散排列并映射到不同的PRB中。
应当指出的是，上述两种排列方式均适用于本发明。
以下本发明各实施例中，均以图样分割多址接入(Pattern Division MultipleAccess，PDMA)技术为例进行说明。应当指出的是，其他非正交多址接入技术也适用于本发明实施例，其实现方式可以参照下述各实施例的实现方式。
以PDMA技术为例，PDMA基本传输单元是时间域资源、频率域资源、图样矢量资源和导频资源等四个域资源组成的四元组。其中，
PDMA基本传输单元对应的时间域资源以一个或者多个OFDM符号为基本单位；
PDMA基本传输单元对应的频率域资源以频域子载波组为基本单位，频域子载波组包含的子载波个数是非正交多址接入图样矩阵行数的整数倍；
PDMA基本传输单元对应的图样矢量资源以非正交多址接入图样矩阵中的一列为基本单位；
PDMA基本传输单元对应的导频资源以一组正交导频集合中的一个为基本单位
本发明实施例中，假设分配不同终端的导频之间是完全正交的，具体的正交方式可以但不限于以下的一种或者多种方式的组合：码分复用(CDM)、频分复用(FDM)和时分复用(TDM)。
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
本发明实施例提供的一种非正交多址接入系统中的上行检测方法，如图1所示，具体包括如下操作：
步骤100、重复对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测，直至满足检测结束条件，第一终端集合由可能在该非正交多址接入传输单元块上发送上行数据的终端构成。
本发明实施例中，不对如何确定第一终端集合的具体实现方式进行限定。例如，将本小区记载的全部终端作为第一终端集合中的终端，可选的，还将从邻小区获知的终端作为第一终端集合中的终端。第一终端集合包括的终端数量取决于基站的实际处理能力。
步骤110、在上述非正交多址接入传输单元块的时频资源上，对每个重复周期内进行导频激活检测确定的第二终端集合中的各终端进行信道估计，该第二终端集合有在该非正交多址接入传输单元块上实际发送上行数据的终端构成。
步骤120、根据每个重复周期内第二终端集合中的各终端的信道估计结果和上述非正交多址接入传输单元块的时频资源上的上行数据信号进行数据信道的检测译码。
本发明实施例提供的方法，实现了非正交多址接入系统中，终端免调度的情况下基站侧的上行检测。通过免激活检测可以确定实际接入的终端数量，并通过重复执行免激活检测及数据检测，有效降低基站侧导频激活检测的差错概率，提升了导频激活检测的准确性，满足了5G系统海量连接要求。
本发明实施例中，导频激活检测的实现原理如下：
假设终端采用单发射天线，非正交多址接入传输单元块内支持的在线终端总数为M(即第一终端集合中的终端数量)，实际有业务发送的终端集合(第二终端集合)中的终端数量为K，导频序列长度为Lpiolot，则基站侧的导频信号可表示为：
其中，p是接收的导频信号向量，维度为MLpilot×1；
Hs为等效信道估计矩阵，维度为MLpilot×MLpilot，定义如下：
其中，和都是Lpilot×Lpilot的对角矩阵(k＝1,2,…M)，的对角线上元素表示导频子载波的信道系数，是对角线元素为全1或者全0的对角矩阵，当终端k有数据发送时，对角线元素为全1，否则全0。I和H分别表示所有终端信道系数矩阵和示性函数的对角矩阵，定义如下：
B为所有M个终端导频序列组成的列向量，维度是MLpilot×1，其中，都是Lpilot×1的列向量(k＝1,2,…M)；
n为包含邻小区干扰和小区内热噪声在内的干扰噪声向量，维度为MLpilot×1。
根据上述公式可知，导频激活检测的目标是判断检测矩阵I中的矩阵(k＝1,2,…M)中哪些对角线元素为全0，哪些对角线元素为全1。取值为0则为未发送数据的终端，取值为1则为有数据发送的终端。
本发明实施例中，可选的，上述检测结束条件包括以下至少一条：
导频激活检测的重复次数达到重复次数阈值；
至少两个重复周期内进行导频激活检测确定的第二终端集合相同；
至少两个重复周期内进行数据信道的检测译码确定的导频先验存在概率的相对差值比例不大于设定相对差值比例阈值。
其中，导频激活检测的重复次数是指对第一终端集合的导频激活检测的重复次数。
上述实施例可以但不仅限于通过图2所示的流程图表示。其中：
步骤200、判断是否满足上述检测结束条件，如果满足，流程结束，否则，执行步骤210。
步骤210、对非正交多址接入传输单元块上的第一终端集合中的各个终端进行导频激活检测，执行步骤220。
步骤210的执行结果为确定出第二终端集合。
步骤220、对第二终端集合中的各终端进行信道估计，执行步骤230。
步骤230、根据第二终端集合中各终端的信道估计结果和上行数据信号，进行数据信道的检测译码，返回步骤200。
步骤230执行的结果至少包括确定出导频先验存在概率。
基于上述任意方法实施例，可选的，对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测的一种实现方式可以是：
基于导频信号接收功率，对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测。
基于导频信号接收功率，对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测的具体实现方式有多种。本发明实施例提供一种优选的实现方式如下：
确定上述非正交多址接入传输单元块的时频资源的每个上行子载波上的导频信号的平均功率；
基于该平均功率，确定上述非正交多址接入传输单元块的时频资源的所有上行子载波上的导频信号的协方差矩阵的平均值；
根据该协方差矩阵的平均值确定上述第二终端集合。
假设终端k在第msub个子载波上、第nr根接收天线上的信道估计值Hk,nr(nsub)，对于无数据发送的终端，所有天线上的平均功率对于有数据发送的终端，其中，σ2表示干扰热噪声功率，P1表示上行功率控制条件下单位RE的平均接收信号功率。因此，可以利用传统的信道估计算法完成所有在线终端所占用的PDMA基本传输单元对应的导频资源的信道估计，再利用上述导频信号的表达式判断哪些PDMA基本传输单元有终端进行数据发送。具体的：
步骤一、对非正交多址接入传输单元块上的导频在频域进行LS信道估计，得到频域LS信道估计值。
步骤二、将所述频域LS信道估计值变换到时域，得到时域信道估计值。
其中，可以但不仅限于进行IDFT变换到时域。
步骤三、根据所述时域信道估计值计算检测统计量Λ和判决门限干扰噪声功率。
具体的：选取目标终端的时域信号窗，计算时域信号窗内导频的接收功率，作为检测统计量Λ；
其中，k表示终端编号，NR为接收信号的天线个数，nsub表示子载波索引，Nsub表示总的子载波个数。
定义判决门限为Th＝β·σ2，其中，σ2为干扰噪声功率，β可以根据目前的虚警率来进行选择，例如：β＝3。
其中，干扰噪声功率的计算包括但不限于以下两种方法:
方法1：当导频分配时预留了至少一个空闲窗口，计算该空闲窗内的所有时域径的平均功率作为干扰噪声功率σ2；
方法2：把除了目标小区终端时域信号窗之外的全部时域径作为候选干扰噪声窗，按照功率值对候选干扰噪声窗内的所有时域径进行从小到大的排序，选择前面的1/N个值计算平均值，作为干扰噪声功率σ2，其中，N取值为大于等于2的整数。步骤四、按照下式进行判决：
可选的，对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测的另一种实现方式可以是：
基于导频信号相关性，对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测。
其基本思想是将多天线接收到的信号组成Hk(nsub)中(维度NR×1的列向量)元素间具有相关性，这种相关性来自于多天线信号。从而使得Hk(nsub)的自相关矩阵非对角线的元素具有非零值，使得分解的最大值和最小特征值具备比较大的差异，而白噪声实际上自相关矩阵可以近似认为是对角阵，且所有特征值几乎相等。接收信号特征值及噪声特征值的这种差异，可以用于检测信号。
基于导频信号相关性，对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测的实现方式有多种。本发明例举一种优选的实现方式，如下：
确定非正交多址接入传输单元块的时频资源的每个上行子载波上的导频信号的自相关矩阵；
确定非正交多址接入传输单元块的时频资源的每个上行子载波上的导频信号的自相关矩阵的平均值；
确定该平均值中的最大特征值和最小特征值；
根据最小特征值和最大特征值确定第二终端集合。
例如：
步骤一、计算每个子载波上导频接收信号的自相关矩阵RH(nsub)：
其中，NR为接收信号的天线个数，k表示用户索引。
步骤二、计算所有上行子载波上导频信号的自相关矩阵的平均值
步骤三、获取的最大特征值和最小特征值，分别为λmax和λmin。
步骤四、得到检测统计量并判决，其中检测统计量为：
Λ＝λmax/λmin
步骤五、定义判决门限为γ1，按照下式进行判决。
下面结合具体应用场景，对本发明实施例提供的技术方案进行详细说明。
场景一：采用过载率为233％的PDMA【3,7】图样矩阵，基于导频信号接收功率进行导频激活检测，基站具有2根接收天线，检测结束条件为：导频激活检测的重复次数达到重复次数阈值(取值为2)，β＝3。
场景一的上行免调度的PDMA传输单元块如图5所示。
图5中的PDMA传输单元块包含了在相同的时频资源组内的28个候选的PDMA基本传输单元。下面分别介绍导频资源和PDMA图样矢量资源的分配情况，0到6对应相同导频资源和不同的PDMA图样矢量，7到13同样对应相同导频资源和不同的图样矢量；0、7、14、21对应同一PDMA图样矢量和不同的导频资源，1、8、15、22也对应同一PDMA图样矢量、不同的导频资源，依此类推。
不失一般性，假设采用PDMA【3,7】图样矩阵BPDMA,3×7，每一列上对应于两个导频，并且导频在矩阵BPDMA,3×7的三行对应的三个RE资源上都发送。终端1～7映射到矩阵BPDMA,3×7的第1列到第7列，对应于导频1～7；终端8～14同样映射到矩阵BPDMA,3×7的第1列到第7列，对应于导频8～14。BPDMA,3×7定义如下：
其中，PilotUser_7和PilotUser_14分别终端用户7和终端14对应的PDMA导频。
本实施例中，“非正交多址接入传输单元块”定义为由PDMA图样矩阵BPDMA,3×7内占用相同的3个PRB块组的所有PDMA基本传输单元。
假设在某个时刻，终端1～6和14有数据发送，终端7～13没有数据发送，
记终端User_n在第nr根接收天线上进行信道估计获取的信道估计向量
第一轮循环：
步骤一、判断是否满足检测结束条件，不满足，进入步骤二。
步骤二、基站对于免调度基本单元上所有可能的在线终端集合(第一终端集合)M进行导频激活检测，获取有效终端集合(即第二终端集合)K，进入步骤三。
具体根据下式进行导频的激活检测，
其中，M＝14，Th＝3σ2。
判断得到有效终端集合由终端1～6构成。
步骤三、基站对于步骤二得到的有效终端集合K中的每个终端进行信道估计，进入步骤四。
步骤四、基站根据步骤三的信道估计值和接收信号进行数据信道的检测译码，输出经过数据检测译码器更新后的导频先验存在概率，并返回步骤一。
其中，PDMA等效信道估计矩阵为：
其中，
第二轮循环：
步骤一、判断是否满足检测结束条件，不满足，进入步骤二。
步骤二、基站对于免调度基本单元上所有可能的在线终端集合M进行导频的激活检测，获取有效终端集合K，进入步骤三。
根据下式进行导频的激活检测，
其中，M＝14，Th＝3σ2。
判断得到第二终端集合有终端1～6和14构成。
步骤三、基站对于步骤二得到的有效终端集合K中的每个终端进行信道估计，进入步骤四。
步骤四、基站根据步骤三的信道估计值和接收信号进行数据信道的检测译码，输出经过数据检测译码器更新后的导频先验存在概率，并返回步骤一。
其中，PDMA等效信道估计矩阵为：
其中，
第三轮循环：
步骤一、判断是否满足检测结束条件，由于接收端检测的循环次数为3，大于最大次数门限2，满足结束条件，流程结束。
场景二：采用过载率为150％的PDMA【4,6】图样矩阵，基于导频信号相关性进行导频激活检测，基站具有4根接收天线，检测结束条件为：前后两次导频激活检测得到的有效终端集合(第二终端集合)完全相等。
不失一般性，假设采用PDMA【4,6】图样矩阵BPDMA,4×6，每一列上对应于两个导频，并且导频在矩阵BPDMA,4×6的四行对应的四个PRB资源上都发送。终端1～6映射到矩阵BPDMA,4×6的第1列到第6列，对应于导频1～6；终端7～12同样映射到矩阵BPDMA,4×6的第1列到第6列，对应于导频7～12；相邻小区的终端13～18同样映射到矩阵BPDMA,4×6的第1列到第6列，对应于导频1～6。BPDMA,4×6定义如下：
其中，PilotUser_1、PilotUser_7和PilotUser_13分别表示终端1、终端7和终端13对应的PDMA导频。
本实施例中，“非正交多址接入传输单元块”定义为由PDMA图样矩阵BPDMA,4×6内占用相同的4个PRB块组上的所有PDMA基本传输单元。
假设在某个时刻，终端1～5、10～11、18有数据发送，其它终端没有数据发送，记终端User_n在第nr根接收天线上进行信道估计获取的信道估计向量
第一轮循环：
步骤一、判断是否满足检测结束条件，不满足，进入步骤二。
步骤二、基站对于免调度基本单元上所有可能的在线终端集合M进行导频的激活检测，获取有效终端集合K，进入步骤三。
根据下式进行导频的激活检测，
其中，M＝18，γ1＝2。
判断得到集合K包含7个终端1～5、10～11。
步骤三、基站对于步骤二得到的有效终端集合K中的每个终端进行信道估计，进入步骤四。
步骤四、基站根据步骤三的信道估计值和接收信号进行数据信道的检测译码，输出经过数据检测译码器更新后的导频先验存在概率，并进入步骤一。
其中，PDMA等效信道估计矩阵为：
其中，表示矩阵的对应位置元素点乘。
第二轮循环：
步骤一、判断是否满足检测结束条件，不满足，进入步骤二。
步骤二、基站对于免调度基本单元上所有可能的在线终端集合M进行导频的激活检测，获取有效终端集合K，进入步骤三。
根据下式进行导频的激活检测，
其中，M＝18，γ1＝2。
判断得到集合K包含7个终端1～5、10～11。
步骤三、基站对于步骤二得到的有效终端集合K中的每个用户进行信道估计，进入步骤四。
步骤四、基站根据步骤二的信道估计值和接收信号进行数据信道的检测译码，输出经过数据检测译码器更新后的导频先验存在概率，进入步骤一。
其中，PDMA等效信道估计矩阵为：
其中，表示矩阵的对应位置元素点乘。
第三轮循环：
步骤一、判断是否满足检测结束条件，由于前后两次导频激活检测得到的有效终端集合完全相等，满足检测结束条件，流程结束。
基于与方法同样的发明构思，本发明实施例还提供一种非正交多址接入系统中的上行检测装置，如图3所示，包括：
导频激活检测模块301，用于重复对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测，直至满足检测结束条件，所述第一终端集合由可能在所述非正交多址接入传输单元块上发送上行数据的终端构成；
信道估计模块302，用于在所述非正交多址接入传输单元块的时频资源上，对每个重复周期内进行导频激活检测确定的第二终端集合中的各终端进行信道估计，所述第二终端集合有在所述非正交多址接入传输单元块上实际发送上行数据的终端构成；
数据检测模块303，用于根据每个重复周期内第二终端集合中的各终端的信道估计结果和所述非正交多址接入传输单元块的时频资源上的上行数据信号进行数据信道的检测译码。
本发明实施例提供的装置，实现了非正交多址接入系统中，终端免调度的情况下基站侧的上行检测。通过免激活检测可以确定实际接入的终端数量，并通过重复执行免激活检测及数据检测，有效降低基站侧导频激活检测的差错概率，提升了导频激活检测的准确性，满足了5G系统海量连接要求。
可选的，所述检测结束条件包括以下至少一条：
导频激活检测的重复次数达到重复次数阈值；
至少两个重复周期内进行导频激活检测确定的第二终端集合相同；
至少两个重复周期内进行数据信道的检测译码确定的导频先验存在概率的相对差值比例不大于设定相对差值比例阈值。
基于上述任意装置实施例，所述导频激活检测模块可以用于：
基于导频信号接收功率，对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测。
可选的，所述导频激活检测模块用于：
对所述非正交多址接入传输单元块上的导频信号在频域进行LS信道估计，得到频域LS信道估计值；
将所述频域LS信道估计值变换到时域，得到时域信道估计值；
根据所述时域信道估计值确定检测统计量和判决门限干扰噪声功率；
根据所述检测统计量和判决门限干扰噪声功率确定所述第二终端集合。
所述导频激活检测模块也可以用于：
基于导频信号相关性，对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测。
可选的，所述导频激活检测模块用于：
确定所述非正交多址接入传输单元块的时频资源的每个上行子载波上的导频信号的自相关矩阵；
确定所述非正交多址接入传输单元块的时频资源的每个上行子载波上的导频信号的自相关矩阵的平均值；
确定所述平均值中的最大特征值和最小特征值；
根据所述最小特征值和最大特征值确定所述第二终端集合。
基于上述任意装置实施例，可选的，所述第一终端集合中的终端包括本小区的终端和邻小区的终端。
基于与方法同样的发明构思，本发明实施例还提供一种基站，如图4所示，包括：
处理器400，用于读取存储器420中的程序，执行下列过程：
重复对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测，直至满足检测结束条件，所述第一终端集合由可能在所述非正交多址接入传输单元块上发送上行数据的终端构成；
在所述非正交多址接入传输单元块的时频资源上，对每个重复周期内进行导频激活检测确定的第二终端集合中的各终端进行信道估计，所述第二终端集合有在所述非正交多址接入传输单元块上实际发送上行数据的终端构成；
根据每个重复周期内第二终端集合中的各终端的信道估计结果和所述非正交多址接入传输单元块的时频资源上的上行数据信号进行数据信道的检测译码；
收发机410，用于在处理器400的控制下接收和发送数据；
存储器420，用于保存处理器400执行操作时所使用的数据。
其中，在图4中，总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥，具体由处理器400代表的一个或多个处理器和存储器420代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供接口。收发机410可以是多个元件，即包括发送机和接收机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。处理器400负责管理总线架构和通常的处理，存储器420可以存储处理器400在执行操作时所使用的数据。
可选的，所述检测结束条件包括以下至少一条：
导频激活检测的重复次数达到重复次数阈值；
至少两个重复周期内进行导频激活检测确定的第二终端集合相同；
至少两个重复周期内进行数据信道的检测译码确定的导频先验存在概率的相对差值比例不大于设定相对差值比例阈值。
基于上述任意基站实施例，对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测时，处理器可以从存储器中读取程序，执行下列过程：
基于导频信号接收功率，对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测。
可选的，对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测时，处理器从存储器中读取程序，执行下列过程：
对所述非正交多址接入传输单元块上的导频信号在频域进行LS信道估计，得到频域LS信道估计值；
将所述频域LS信道估计值变换到时域，得到时域信道估计值；
根据所述时域信道估计值确定检测统计量和判决门限干扰噪声功率；
根据所述检测统计量和判决门限干扰噪声功率确定所述第二终端集合。
对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测时，处理器也可以从存储器中读取程序，执行下列过程：
基于导频信号相关性，对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测。
可选的，对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测，处理器从存储器中读取程序，执行下列过程：
确定所述非正交多址接入传输单元块的时频资源的每个上行子载波上的导频信号的自相关矩阵；
确定所述非正交多址接入传输单元块的时频资源的每个上行子载波上的导频信号的自相关矩阵的平均值；
确定所述平均值中的最大特征值和最小特征值；
根据所述最小特征值和最大特征值确定所述第二终端集合。
基于上述任意基站实施例，可选的，所述第一终端集合中的终端包括本小区的终端和邻小区的终端。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种非正交多址接入系统中的上行检测方法，其特征在于，包括：
重复对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测，直至满足检测结束条件，所述第一终端集合由可能在所述非正交多址接入传输单元块上发送上行数据的终端构成，所述非正交多址接入传输单元块由同一个非正交多址接入技术的图样矩阵内占用相同时频资源的所有非正交多址接入基本传输单元构成；
在所述非正交多址接入传输单元块的时频资源上，对每个重复周期内进行导频激活检测确定的第二终端集合中的各终端进行信道估计，所述第二终端集合有在所述非正交多址接入传输单元块上实际发送上行数据的终端构成；
根据每个重复周期内第二终端集合中的各终端的信道估计结果和所述非正交多址接入传输单元块的时频资源上的上行数据信号进行数据信道的检测译码。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测结束条件包括以下至少一条：
导频激活检测的重复次数达到重复次数阈值；
至少两个重复周期内进行导频激活检测确定的第二终端集合相同；
至少两个重复周期内进行数据信道的检测译码确定的导频先验存在概率的相对差值比例不大于设定相对差值比例阈值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测，包括：
基于导频信号接收功率，对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于导频信号接收功率，对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测，包括：
对所述非正交多址接入传输单元块上的导频信号在频域进行LS信道估计，得到频域LS信道估计值；
将所述频域LS信道估计值变换到时域，得到时域信道估计值；
根据所述时域信道估计值确定检测统计量和判决门限干扰噪声功率；
根据所述检测统计量和判决门限干扰噪声功率确定所述第二终端集合。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测，包括：
基于导频信号相关性，对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于导频信号相关性，对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测，包括：
确定所述非正交多址接入传输单元块的时频资源的每个上行子载波上的导频信号的自相关矩阵；
确定所述非正交多址接入传输单元块的时频资源的每个上行子载波上的导频信号的自相关矩阵的平均值；
确定所述平均值中的最大特征值和最小特征值；
根据所述最小特征值和最大特征值确定所述第二终端集合。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一终端集合中的终端包括本小区的终端和邻小区的终端。
8.一种非正交多址接入系统中的上行检测装置，其特征在于，包括：
导频激活检测模块，用于重复对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测，直至满足检测结束条件，所述第一终端集合由可能在所述非正交多址接入传输单元块上发送上行数据的终端构成，所述非正交多址接入传输单元块由同一个非正交多址接入技术的图样矩阵内占用相同时频资源的所有非正交多址接入基本传输单元构成；
信道估计模块，用于在所述非正交多址接入传输单元块的时频资源上，对每个重复周期内进行导频激活检测确定的第二终端集合中的各终端进行信道估计，所述第二终端集合有在所述非正交多址接入传输单元块上实际发送上行数据的终端构成；
数据检测模块，用于根据每个重复周期内第二终端集合中的各终端的信道估计结果和所述非正交多址接入传输单元块的时频资源上的上行数据信号进行数据信道的检测译码。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述检测结束条件包括以下至少一条：
导频激活检测的重复次数达到重复次数阈值；
至少两个重复周期内进行导频激活检测确定的第二终端集合相同；
至少两个重复周期内进行数据信道的检测译码确定的导频先验存在概率的相对差值比例不大于设定相对差值比例阈值。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述导频激活检测模块用于：
基于导频信号接收功率，对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述导频激活检测模块用于：
对所述非正交多址接入传输单元块上的导频信号在频域进行LS信道估计，得到频域LS信道估计值；
将所述频域LS信道估计值变换到时域，得到时域信道估计值；
根据所述时域信道估计值确定检测统计量和判决门限干扰噪声功率；
根据所述检测统计量和判决门限干扰噪声功率确定所述第二终端集合。
12.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述导频激活检测模块用于：
基于导频信号相关性，对非正交多址接入传输单元块对应的第一终端集合中的各终端进行导频激活检测。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述导频激活检测模块用于：
确定所述非正交多址接入传输单元块的时频资源的每个上行子载波上的导频信号的自相关矩阵；
确定所述非正交多址接入传输单元块的时频资源的每个上行子载波上的导频信号的自相关矩阵的平均值；
确定所述平均值中的最大特征值和最小特征值；
根据所述最小特征值和最大特征值确定所述第二终端集合。
14.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述第一终端集合中的终端包括本小区的终端和邻小区的终端。
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