CN107078757A - 用于检测激活资源单元的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

此处公开了一种激活资源单元检测器及其使用方法。一种用于检测多个潜在资源单元中激活资源单元的实施例方法包括：接收包含经由随机接入传输通过激活资源单元传输的激活导频的聚合信号。随后，检测所述激活导频，并根据导频至资源单元的映射，分别将所述激活导频与所述激活资源单元进行关联。

Description

用于检测激活资源单元的系统和方法
本专利申请要求于2014年10月30日递交的发明名称为“用于检测激活资源单元的系统和方法”的第14/528,911号美国专利申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本发明大体涉及一种用于检测激活资源单元的系统和方法，在特定实施例中，涉及一种激活资源单元检测器和一种检测随机接入传输系统中潜在资源单元中激活资源单元的方法。
背景技术
随机接入传输能够减少上行(uplink，简称UL)接入的信令开销及传输时延。在随机接入传输中，UL通信是非调度的；由于消除了对UL通信中发送至基站的请求的调度，UL通信更为高效。
稀疏码多址接入(sparse code multiple access，简称SCMA)和低密度签名(low-density signature，简称LDS)是可用在随机接入传输中的两种多址接入技术。LDS是码分多址接入(Code Division Multiple Access，简称CDMA)的一种，其中，码分多址接入是一种允许若干发送器，例如，用户，通过应用扩频码或扩频签名共享无线信道以及调制每个发送器信号的信道接入方法。LDS采用低密度扩频码对时域和频域上的正交幅度调制(quadrature amplitude modulation，简称QAM)符号进行扩频。SCMA不再采用扩频签名，而是通过引进基于码本的多维扩频编码器对LDS和CDMA进行增强。
发明内容
本发明实施例提供了一种激活资源单元检测器以及一种用于检测随机接入传输系统中多个潜在资源单元中激活资源单元的方法。
一种用于检测多个潜在资源单元中激活资源单元的实施例方法包括：接收包含经由随机接入传输通过激活资源单元传输的激活导频的聚合信号。随后，从接收聚合信号中检测激活导频，并根据导频至资源单元的映射，分别将激活导频与激活资源单元进行关联。
一种实施例激活资源单元检测器包括存储器和导频检测器。存储器用于存储多个潜在导频。多个潜在导频分别对应于多个潜在资源单元中至少一个潜在资源单元。导频检测器包括耦合至存储器的处理器。处理器用于通过多个潜在资源单元中多个激活资源单元接收聚合信号。聚合信号包含针对各个随机接入传输的激活导频。激活导频为多个潜在导频的子集。处理器还用于分别将激活导频与多个激活资源单元中的至少一个对应的激活资源单元进行关联。
一种实施例随机接入传输的接收机包括存储器，以及耦合至存储器的处理器。存储器用于存储多个潜在导频、导频列表以及资源单元列表。多个潜在导频分别对应于多个潜在资源单元中至少一个资源单元。导频列表包含潜在激活导频。导频列表为多个潜在导频的子集。资源单元列表包含潜在激活资源单元。资源单元列表为多个潜在资源单元的子集。处理器用于接收包含激活导频信号总和的聚合信号。处理器从接收聚合信号中检测激活导频信号。随后，处理器将激活导频信号与导频列表中的潜在激活导频进行匹配。处理器还用于将潜在激活导频与各自对应的资源单元的缩小集合进行关联，以识别潜在激活资源单元。随后，处理器估计潜在激活资源单元所对应的信道。处理器还用于采用潜在激活资源单元以及其各自对应的信道估计接收并解码聚合信号。
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为一种无线通信系统的框图；
图2为一种用于检测激活资源单元的接收机的一个实施例的框图；
图3为一种采用信道估计盲检测激活资源单元的方法的一个实施例的框图；
图4为一种采用欠定系统局灶解法(focal underdetermined system solver，简称FOCUSS)压缩感知技术盲检测激活导频的方法的另一个实施例的流程图；
图5为一种采用期望最大化(expectation maximization，简称EM)压缩感知技术盲检测激活导频的方法的再一个实施例的流程图；
图6为资源分配的一个实施例的图。
具体实施方式
下文将详细论述实施例的制作和使用。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用以实施和使用本发明的具体方式，而不限制本发明的范围。
随机接入传输可用于第五代(5G)蜂窝系统、长期演进(Long Term Evolution，简称LTE)蜂窝系统，以及临时随机接入系统中的UL传输，包括随机接入信道中的其他用途。例如，在UL蜂窝随机接入系统中，一个或多个基站(base station，简称BS)服务于多个传输设备。在蜂窝网络中，传输设备即为用户设备(user equipment，简称UE)；在临时随机接入系统中，传输设备即为节点。在随机接入UL传输中，相对于BS，UL通信具有随机性。BS能够服务多个用户或UE，但并不知道哪些用户将会进行传输以及何时进行传输。在一个给定的时间点，BS只从一组多个潜在UE中激活UE接收UL信号。因此，BS会检测哪些潜在UE处于激活状态，这被称作激活UE盲检测。
时间和频率资源会分配给潜在传输设备。时间和频率资源组成的块即为资源单元。资源单元是时频分配，也可能是扩频码。导频是传输设备传输的用于信道估计的符号序列。在一个示例中，导频是随机接入蜂窝系统中的UL解调参考信号(demodulationreference signal，简称DMRS)。通常，导频序列可以在时频域上全部或部分重叠。在某些随机接入系统中，也为资源单元分配扩频签名(如在LDS和CDMA中)或码本(如在SCMA中)。通常，这些维度使得潜在传输设备之间在没有冲突的情况下进行随机接入传输。当两个或多个传输设备在同一时间同一频率上采用相同导频进行传输时，则会产生冲突。
通常，接收机知道所有的潜在资源单元和所有的潜在导频。在一些随机接入系统中，将导频唯一地分配给资源单元或传输设备，这称为一对一或多对一的导频至传输设备的映射。当导频至传输设备的映射是一对一或多对一时，这里实现的是，激活导频检测相当于激活传输设备检测。当接收机不知道或不完全知道导频至传输设备的映射时，激活导频检测实际为激活资源单元检测。当导频至传输设备的映射是一对多时，这里也实现的是，激活导频检测能够大致上仅识别一组激活资源单元或激活传输设备或其列表。在采用LDS的随机接入系统中，签名去相关有助于通过检测激活签名缩小该组激活资源单元或激活传输设备或其列表，通常将这些激活签名分配给多个资源单元或多个传输设备。
在某些随机接入系统中，提前进行分配，使得接收机知道分配情况，使得传输设备映射至资源单元。在其他随机接入系统中，动态地进行分配，使得接收机不知道分配情况。当动态地进行分配时，接收机无法仅通过导频将资源单元和传输设备进行关联，则进一步采用附加信息区分传输设备。
随机接入传输系统中激活资源单元检测可通过多种方式实现。例如，当随机接入传输中采用LDS时，可采用激活签名检测器，通常称为签名去相关器，检测激活资源单元的扩频签名。在一些实施例中，将扩频签名分配给多个资源单元，这意味着激活签名检测器可识别一组潜在激活资源单元。在已知导频至传输设备的映射以及该映射为一对一或多个导频对应一个传输设备的实施例中，激活资源单元检测相当于激活传输设备检测。由于SCMA波形不包含签名数据，激活签名检测器无法在采用SCMA的系统中执行激活资源单元检测。其他技术采用专用随机接入序列或签名检测激活资源单元或激活传输设备。
在采用SCMA的随机接入传输系统中，这里实现的是，激活资源单元检测可通过激活导频检测实现。通常，导频通过预定义的分配或随机分配进行映射。在预定义分配中，映射为已知。映射可以是一对一、多个资源单元对应一个导频，或多个导频对应一个资源单元。当资源单元的数量超过导频的数量时，则两个或多个资源单元采用在同一时间和同一频率处于激活状态的相同导频进行的随机接入传输可能会冲突。在这种情况下，采用附加信息识别激活资源单元；在一些情况下，采用附加信息识别激活传输设备。用于区分冲突传输的附加信息包括净荷头数据或已掩码的循环冗余校验(cyclic redundancy check，简称CRC)。激活导频检测缩小了潜在激活资源单元集合，附加信息区分出缩小的集合。当导频至资源单元或导频至传输设备的映射为一对一或多对一时，激活导频检测无需附加信息即可缩小潜在激活资源单元或传输设备集合。当接收机知道所有导频至资源单元的映射以及导频至传输设备的映射时，无论是采用某种共享方法或采用某种高级信令，通过检测激活导频并将激活导频与其各自传输设备进行关联，接收机都可以检测激活传输设备。
在随机分配中，传输设备随机选择导频，并进行传输。两个传输设备可选择相同的导频，并在同一时间和频率进行传输，从而产生冲突。当没有出现冲突时，通过激活导频检测可确定激活导频列表。当接收机不知道或不完全知道导频至传输设备的映射时，接收机可检测激活导频，并采用循环冗余校验(cyclic redundancy check，简称CRC)或包头数据识别激活传输设备。
这里实现的是，可通过信道估计实现激活导频检测。接收机对接收机和每个潜在传输设备之间的每条信道进行信道估计。通过计算这些信道中每条信道的功率并排除与功率最低的信道相关的资源单元，减小了潜在激活资源单元列表。之后，重复该流程，以从潜在激活资源单元中移除附加资源单元，直至潜在激活资源单元列表达到阈值大小。当达到阈值时，将潜在激活资源单元列表中剩余的资源单元作为激活资源单元。可以配置该阈值，以适应特定无线通信系统的需求。例如，该阈值可以基于特定无线通信系统的激活资源单元的平均数量。该技术利用了非激活资源单元在其信道上几乎没有传输功率的事实。
这里也实现的是，采用压缩感知技术可实现激活导频检测。压缩感知是一种用于通过进一步限制系统变稀疏而重构欠定系统中信号的信号处理技术。这里实现的是，与激活资源单元的数量相比，潜在资源单元的数量非常大，这意味着识别激活资源单元的问题是一个稀疏问题。通过定义如下接收导频信号b，可用公式表示该问题：
其中，C1为所有潜在导频的索引集合，Ak为C1中第k个导频的导频信号，hk为C1中第k个导频的信道，n为噪声。b为所有信道上的集合接收导频信号。另外，A代表包含针对对应于C1中索引的所有资源单元的导频的矢量，h代表包含C1中所有导频的信道的矢量。目的是通过导频检测确定激活导频集合Cactive。当第k个导频处于非激活时，该导频的信道hk应为零或接近零。相反，当第k个导频为激活时，hk非零。可通过找出h中非零值可确定Cactive，从而将非零或激活信道与A中导频以及激活资源单元进行关联。理想的导频检测遗漏激活导频的概率低，生成尽可能小的Cactive，并且不受变化的信道状态的影响，这往往称作鲁棒性。
这里实现的是，采用欠定系统局灶解法(focal underdetermined systemsolver，简称FOCUSS)技术可实现激活导频检测，该技术是压缩感知的一种形式。在h的给定初始值为h1时，FOCUSS技术迭代求解系统b＝Ah+n以获得h。通过h的最小二乘法估计，可计算出初始值h1。对于第i次迭代，信道矢量h由下式给出：
其中，I为单位矩阵，λF为调整参数，Wi由Wi＝diag(hi-1)给出。尽管通常设置为λF＝1，根据给定实现仍可优化λF。在该流程终止前，该技术迭代NFOCUSS次，此时h中每个元素均与阈值yFOCUSS进行了对比。如果第k个导频对应的第k个元素大于阈值yFOCUSS，则认为第k个导频处于激活状态。NFOCUSS和yFOCUSS均是FOCUSS技术中的可配置参数。可根据该系统所经历的收敛速度选择NFOCUSS。可根据非激活导频的残余信道功率选择yFOCUSS，其中，残余信道功率可以较小。例如，在一个实施例中，迭代次数NFOCUSS为20，阈值yFOCUSS为0.01。关于采用FOCUSS技术求解稀疏系统的更多细节，可参见IEEE《信号处理学报》于1997年刊登的IrinaF.Gorodnitskey和Bhaskar D.Rao著作的《采用FOCUSS的有限数据中稀疏信号重构：重加权最小范数算法》，该文章的内容以引入的方式并入本文。
这里也实现的是，采用期望最大化(expectation maximization，简称EM)技术可实现激活导频检测，该技术是压缩感知的另一种形式。EM技术包括计算期望步骤，其次为最大化步骤。在h的给定初始值为h1时，EM技术也迭代求解系统b＝Ah+n以获得h。通过h的最小二乘法估计，可计算出初始值h1。对于第i次迭代，信道矢量h由下式给出：
hi＝sgn(bi)·(|bi|-c1c2(1-Δ))+，
和
bi＝(I-c1AHA)·hi-1＋c1AHb，
其中，c1为可配置参数，c2为可配置参数，Δ为每个导频处于激活状态的后验概率的矢量，bi为重新计算第i次迭代中接收聚合信号。可配置参数c1和c2可针对给定应用进行优化。c1与AAH的最大特征值s相关。c1应当小于1/s。可根据c1启发性地确定c2，以实现最佳性能。例如，可通过仿真确定c1和c2。在一个实施例中，c1＝0.005/s，c2＝15。根据关于给定导频处于激活状态的概率的历史信息，可确定Δ。如果没有概率信息可用，则每个潜在导频处于激活状态的可能性相同，所以Δ的元素均相等。每次迭代计算出bi，从而增强了呈现激活的导频，削弱了呈现非激活的导频。在该流程终止前，该技术迭代NEM次，此时h中每个元素均与阈值yEM进行了对比。如果第k个导频对应的第k个元素大于阈值yEM，则认为第k个导频处于激活状态。NEM和yEM均是EM技术中的可配置参数。可根据该系统所经历的收敛速度选择NEM。可根据非激活导频的残余信道功率选择YEM，其中，残余信道功率可以较小。例如，在一个实施例中，迭代次数NEM为150，阈值yFOCUSS为0.02。关于采用EM技术求解稀疏系统的更多细节，可参见《皇家统计学会志》1977年B系列(方法)第39卷第1期刊登的A.P.Dempster等人著作的《采用EM算法的非完整数据最大可能》，该文章的内容以引入的方式并入本文。
另外，这里实现的是，上述的信道估计和压缩感知技术可以单独使用，也可以结合使用，实现了包容、排斥和鲁棒性的理想水平。
图1为一种无线通信系统100的一个实施例的框图。无线通信系统100包括基站110，此处介绍的激活资源单元检测可在基站110中得到体现。通过接收来自一个或多个传输设备的随机UL通信并将通信转发至其各自预期目的地，或者通过接收针对一个或多个传输设备的通信并将通信转发至其各自预期传输设备，基站110服务UE 120、UE 130、UE 140和UE 150等传输设备。与通过基站110进行通信相反，一些传输设备间可直接相互通信。例如，在图1的实施例中，UE 160直接向UE 150进行传输，反之亦然。基站910有时称作接入点、NodeB、演进型基站(evolved NodeB，简称eNB)、控制器、传输设备，或通信控制器。UE 120至UE 160有时称作站点、移动台、移动电话、终端、用户、传输设备，或订户。基站110用于采用激活资源单元检测确定UE 120、UE 130、UE 140、UE 150和UE 160中哪些UE在给定时间传输UL通信。
图2为一种用于检测随机接入传输系统中激活资源单元的接收机200的一个实施例的框图。接收机200包括存储器210、激活资源单元检测器220、信道估计器230和检测器240。接收聚合导频信号250为接收机200的输入，解码数据260为输出。
存储器210可以是任何类型的存储介质，包括随机存取存储器(random accessmemory，简称RAM)、闪存、硬盘等。另外，存储器210可以具有易失性，也可以具有非易失性。存储器210用于存储潜在资源单元212列表、激活资源单元214列表、导频216以及激活导频218。潜在资源单元212列表包括已知为接收机200待分配的资源单元，包括激活和非激活资源单元。激活资源单元214列表包括确定主动与接收机200进行通信的所有资源单元，并且是潜在资源单元212的子集。在随机接入传输系统中，由激活资源单元检测器220确定激活资源单元214的标识。导频216包括潜在资源单元212的各自导频。导频216中的每个导频有效地识别一个或多个对应的资源单元。每个潜在资源单元212可在导频216中具有一个或多个对应的导频。激活导频218形成了导频216的子集，包括确定已经由接收机200从激活资源单元214接收到的所有导频。与激活资源单元214类似，在随机接入传输系统中，激活导频218的标识对于接收机200是未知的，且由激活资源单元检测器220进行确定。
激活资源单元检测器220通过总线耦合至存储器210，激活资源单元检测器可通过该总线访问存储器210，包括潜在资源单元212列表和导频216。激活资源单元检测器220将接收聚合导频信号250作为输入进行接收，并识别潜在资源单元212中的激活资源单元214列表。激活资源单元检测器220包括签名去相关器222和导频检测器224。当随机接入传输采用LDS波形时，签名去相关器222具有可操作性。LDS波形包括扩频签名，签名去相关器222用于检测该扩频签名，并将该扩频签名与潜在资源单元212的特定资源单元进行关联。签名去相关器222与导频检测器224按序运行，以缩小潜在资源单元212中激活资源单元214列表。导频检测器224从接收聚合导频信号250中检测导频216中的激活导频218。随后，将激活导频218与各自激活资源单元214进行关联。
导频检测器224可采用从接收聚合导频信号250中识别出导频216中的激活导频218的各种技术。在特定实施例中，导频检测器224耦合至信道估计器230，导频检测器224用于采用信道估计器230的信道估计确定哪些信道的功率低。导频检测器224迭代采用信道估计，以通过每次迭代中最低功率信道所对应的资源单元减小激活资源单元214列表。该信道估计技术进行迭代，直至激活资源单元214的数量达到阈值。例如，该阈值可根据一定时间内激活资源单元数量的历史数据进行确定。
在替代实施例中，鉴于激活资源单元214列表相对于潜在资源单元212列表较小的预期，可应用求解稀疏系统的技术，以确定潜在资源单元212中激活资源单元214列表。一种求解稀疏系统的技术为压缩感知，其中，压缩感知用于通过进一步限制系统变稀疏而重构欠定系统中信号。可用于确定激活资源单元214列表的两种压缩感知技术为FOCUSS技术和EM技术。压缩感知技术通过采用导频216和接收聚合导频信号250构建稀疏系统得到应用，该系统如下所示：
在上述系统中，b代表接收聚合导频信号250，设置b等于导频216A和其各自信道h的乘积的总和。C1表示潜在资源单元212集合，计算其总和。例如，假设导频216A中的第k个导频Ak与第k个信道hk以及潜在资源单元212C1中第k个资源单元相关联，通过乘积Akhk估计出可归属于第k个资源单元的接收聚合导频信号250的比例。
在导频检测器224采用FOCUSS技术的实施例中，导频检测器224采用前述的FOCUSS技术公式通过迭代NFOCUSS次计算h。在最后一次迭代后，将超过阈值yFOCUSS的h的元素作为激活信道。激活信道分别对应于激活导频218和激活资源单元214。
类似的，在导频检测器224采用EM技术的实施例中，导频检测器224采用前述的EM技术公式通过迭代NEM次计算b和h。在最后一次迭代后，将超过阈值yEM的h的元素作为激活信道。激活信道分别对应于激活导频218和激活资源单元214。
信道估计器230也耦合至存储器210，且用于访问激活资源单元214列表和接收接收聚合导频信号250。给定激活资源单元214列表，则信道估计器230为对应的激活信道生成信道估计。检测器240耦合至信道估计器230和存储器210。检测器240采用存储器210中的激活资源单元214列表以及信道估计器230的信道估计检测并解码接收聚合导频信号250，从而生成解码数据260。
可以通过全部统称为处理器的一个或多个处理器，或者一个或多个专用集成电路(application-specific integrated circuit，简称ASIC)，或者一个或多个现场可编程门阵列(field programmable gate array，简称FPGA)，或者专用逻辑电路或其组合实现激活资源单元检测器220、信道估计器230以及检测器240。激活资源单元检测器220、信道估计器230以及检测器240的各自功能可作为处理器执行的指令存储在非瞬时存储器中。
在导频至资源单元的映射为一对多或多对一的实施例中，如上述段落所述，激活资源单元检测器220可将激活导频与激活资源单元进行关联。在导频至资源单元的映射为一对多的实施例中，如在一个导频映射至多个资源单元的系统中，一旦检测到激活导频，激活资源单元检测器220用于采用包头或已掩码的CRC中的数据识别特定资源单元。数据检测和解码紧随其后。
图3为一种用于检测随机接入传输系统中激活资源单元的方法的一个实施例的流程图。该方法在起始步骤310处开始。在接收步骤320中，通过多个潜在资源单元中激活资源单元接收导频。导频在随机接入传输中进行传输。接收导频作为聚合导频信号，该聚合导频信号是通过多个潜在资源单元的各自信道所传输的导频信号的总和。在信道估计步骤330中，估计多个潜在资源单元的各自信道；在功率计算步骤340中，计算功率。起初，多个潜在资源单元中的每个潜在资源单元均可能处于激活状态。在移除步骤350中，从可能处于激活状态的多个资源单元中移除最低功率信道所对应的多个潜在资源单元中的至少一个资源单元。在替代实施例中，在移除步骤350中，从可能处于激活状态的多个资源单元中移除功率低于阈值的信道所对应的资源单元。该阈值可以是固定阈值，也可以根据当前导频的功率分配而动态控制。或者，该阈值也可以根据检测历史进行确定。
在重复步骤360中，重复信道估计步骤330、功率计算步骤340和移除步骤350，直至潜在资源单元的数量达到阈值。一旦达到阈值，则认为将多个潜在资源单元中剩余资源单元处于激活状态。随后，该方法在结束步骤370处结束。
图4为一种用于检测随机接入传输系统中激活资源单元的方法的另一个实施例的流程图。该方法在起始步骤410处开始。在接收步骤420中，通过多个潜在资源单元中激活资源单元接收导频。导频在随机接入传输中进行传输。接收导频作为聚合导频信号，该聚合导频信号是通过多个潜在资源单元的各自信道所传输的导频的总和。
在初始值计算步骤430中，计算信道矢量h的初始值作为导频矢量A和聚合导频信号b的函数。导频矢量A包含多个潜在资源单元中每个潜在资源单元的各自导频。在某些实施例中，通过最小二乘法技术计算出初始值。给定信道矢量的初始值，在初始矢量计算步骤440中，可采用FOCUSS技术计算出每次迭代的信道矢量。随后，在重复步骤450中，通过N次迭代重复初始矢量计算步骤440。迭代次数N具有可调节性，使得根据过包容与欠包容的定时要求和可接受等级，能够对特定随机接入传输系统进行调整。在N次迭代后，在缩小步骤460中，从激活导频中移除信道矢量中未满足阈值Y的元素所对应的导频，从而缩小了激活资源单元的数量。随后，在关联步骤470中，将剩余激活导频与各自激活资源单元进行关联。该方法在结束步骤480处结束。
图5为一种用于检测随机接入传输系统中激活资源单元的方法的再一个实施例的流程图。该方法在起始步骤510处开始。在接收步骤520中，通过多个潜在资源单元中激活资源单元接收导频。导频在随机接入传输中进行传输。接收导频作为聚合导频信号，该聚合导频信号是通过多个潜在资源单元的各自信道所传输的导频的总和。
在初始值计算步骤530中，计算信道矢量h的初始值作为导频矢量A和聚合导频信号b的函数。导频矢量A包含多个潜在资源单元中每个潜在资源单元的各自导频。在某些实施例中，通过最小二乘法技术计算出初始值。给定信道矢量的初始值以及初始聚合导频信号，在聚合导频信号计算步骤540中，可采用EM技术计算每次迭代的聚合导频信号。在信道矢量计算步骤550中，聚合导频信号计算步骤540中计算出的聚合导频信号用于重新计算每次迭代的信道矢量。随后，在重复步骤560中，通过N次迭代重复聚合导频信号计算步骤540和信道矢量计算步骤550。在N次迭代后，在缩小步骤570中，从激活导频中移除信道矢量中未满足阈值Y的的元素所对应的导频，从而缩小了激活资源单元的数量。随后，在关联步骤580处，将剩余激活导频与各自激活资源单元进行关联。随后，该方法在结束步骤590处结束。
图6为资源分配600的一个实施例的图。对于资源分配600，在四个维度进行资源分配。前两个维度为频域610和时域620。将时间和频率资源划分为时频平面中的区域。例如，时频平面中的区域包括时频区域640。资源分配600的第三个维度为码维630。对于码维630，将时频区域划分为独特码650。每个实施例中所使用的码类型可能不同。例如，在采用SCMA的实施例中，独特码650代表SCMA波形的各种码本。在替代实施例中，例如，在采用LDS或CDMA的实施例中，独特码650代表LDS和CDMA波形中所使用的扩频签名。在第四个维度，即导频维度，进一步划分资源分配600。时频区域640的扩展670示出了导频维度。扩展670示出了在独特码650中分配的导频660。每个导频660代表一个资源单元。通常，资源单元为通信系统中分配给用户的时间、频率、码以及导频组合。
虽然已参考说明性实施例描述了本发明，但此描述并不意图限制本发明。所属领域的技术人员在参考该描述后，将会明白说明性实施例的各种修改和组合，以及本发明其他实施例。因此，所附权利要求书意图涵盖任何此类修改或实施例。

Claims (39)

1.一种在随机接入传输系统中多个潜在资源单元中检测激活资源单元的方法，其特征在于，所述方法包括：
接收包含经由随机接入传输在激活资源单元上传输的激活导频的聚合信号；
从所述接收聚合信号中检测所述激活导频；
根据导频至资源单元的映射，将所述激活导频与所述激活资源单元进行关联。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：根据多个潜在导频和多个潜在传输设备的导频至传输设备的映射，将所述激活导频以及所述激活资源单元与激活传输设备进行关联。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述导频至传输设备的映射包括：将所述多个潜在导频中的一个导频映射至所述多个潜在传输设备中的多个传输设备，所述分别将所述激活导频以及所述激活资源单元与激活传输设备进行关联还包括：根据已掩码的循环冗余码(cyclic redundancy code，简称CRC)，将所述一个导频与对应的资源单元进行关联。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述导频至传输设备的映射包括：将所述多个潜在导频中的一个导频映射至所述多个潜在传输设备中的多个传输设备，所述分别将所述激活导频以及所述激活资源单元与激活传输设备进行关联还包括：根据净荷头信息，将所述一个导频与对应的资源单元进行关联。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述导频至传输设备的映射包括：将所述多个潜在导频中的每个潜在导频只映射至所述多个潜在传输设备中的一个传输设备。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：根据所述导频至资源单元的映射，生成与所述激活资源单元相关联的激活资源单元列表。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述随机接入传输采用进一步使用所述多个潜在资源单元各自扩频签名的低密度签名波形。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：检测所述各自扩频签名中非激活扩频签名，以减少所述多个潜在资源单元中潜在激活资源单元的数量。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述随机接入传输采用进一步使用所述多个潜在资源单元各自码本的稀疏码多址接入波形。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测所述激活导频包括：
估计所述多个潜在资源单元分别对应的多个潜在导频的各自信道；
计算各自信道的各自功率，其中，所述多个潜在导频包括至少一个最低功率导频；
从多个潜在激活导频中移除所述至少一个最低功率导频；
重复所述估计、计算以及去除步骤，直至所述多个潜在激活导频的数量达到阈值。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚合信号包括激活导频的总和。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述检测所述激活导频包括：采用压缩感知技术，求解由所述聚合信号、所述通过激活资源单元传输的激活导频、所述多个潜在资源单元各自信道所形成的系统。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述压缩感知技术包括期望最大化技术。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述压缩感知技术包括欠定系统局灶解法技术。
15.一种激活资源单元检测器，其特征在于，包括：
存储器，用于存储分别对应于多个潜在资源单元中至少一个潜在资源单元的多个潜在导频；
导频检测器，具有处理器，所述处理器耦合至所述存储器且用于：
通过所述多个潜在资源单元中多个激活资源单元接收聚合信号，其中，所述聚合信号包含针对各个随机接入传输的所述多个潜在导频中的激活导频；
分别将所述接收聚合信号中的所述激活导频与所述多个激活资源单元中的至少一个对应的激活资源单元进行关联。
16.根据权利要求15所述的激活资源单元检测器，其特征在于，所述集中信号包括至少一个进一步使用所述多个潜在资源单元各自扩频签名的低密度签名波形。
17.根据权利要求16所述的激活资源单元检测器，其特征在于，还包括：签名去相关器，耦合至所述导频检测器，且用于检测所述多个激活资源单元各自扩频签名中的激活扩频签名。
18.根据权利要求15所述的激活资源单元检测器，其特征在于，所述存储器还用于存储将所述多个潜在导频映射至多个潜在传输设备的导频至传输设备的映射。
19.根据权利要求18所述的激活资源单元检测器，其特征在于，所述导频至传输设备的映射将所述多个潜在导频中的每个潜在导频分别映射至所述多个潜在传输设备中的至少一个潜在传输设备。
20.根据权利要求19所述的激活资源单元检测器，其特征在于，所述处理器还用于将所述激活导频分别映射至所述多个潜在传输设备中的至少一个激活传输设备。
21.根据权利要求18所述的激活资源单元检测器，其特征在于，所述导频至传输设备的映射将所述多个潜在导频中的每个潜在导频分别映射至所述多个潜在传输设备中的一个潜在传输设备。
22.根据权利要求21所述的激活资源单元检测器，其特征在于，所述处理器还用于将所述激活导频分别映射至所述多个潜在传输设备中的一个激活传输设备。
23.根据权利要求15所述的激活资源单元检测器，其特征在于，所述处理器还用于：
接收所述多个潜在导频的各自信道估计；
根据各自信道估计，计算各自信道功率；
根据各自信道功率，从多个潜在激活导频中移除至少一个最低功率导频，以识别所述激活导频以及对应的激活资源单元。
24.根据权利要求23所述的激活资源单元检测器，其特征在于，所述至少一个最低功率资源单元的信道功率低于阈值。
25.根据权利要求23所述的激活资源单元检测器，其特征在于，所述至少一个最低功率资源单元的信道功率在各自信道功率中最低。
26.根据权利要求15所述的激活资源单元检测器，其特征在于，所述处理器还用于采用压缩感知技术，求解由所述聚合信号、所述多个潜在导频、所述多个潜在资源单元各自信道所形成的系统，以识别所述激活导频和所述多个激活资源单元，并将其进行关联。
27.根据权利要求26所述的激活资源单元检测器，其特征在于，所述压缩感知技术包括：采用期望最大化技术。
28.根据权利要求26所述的激活资源单元检测器，其特征在于，所述压缩感知技术包括：采用欠定系统局灶解法技术。
29.一种随机接入传输的接收机，其特征在于，包括：
存储器，用于存储：
分别对应于多个潜在资源单元中至少一个资源单元的多个潜在导频；
潜在激活导频的导频列表，其中，所述导频列表包含所述多个潜在导频的子集；
潜在激活资源单元的资源单元列表，其中，所述资源单元列表包含所述多个潜在资源单元的子集；
处理器，耦合至所述存储器且用于：
接收包含激活导频信号总和的聚合信号；
从所述接收聚合信号中检测所述激活导频信号；
将所述激活导频信号与所述导频列表中的所述潜在激活导频进行匹配；
将所述潜在激活导频与各自对应的资源单元的缩小集合进行关联，以识别所述潜在激活资源单元；
估计所述潜在激活资源单元所对应的信道；
根据所述潜在激活资源单元以及其各自对应的信道估计，接收并编码所述聚合信号。
30.根据权利要求29所述的接收机，其特征在于，所述聚合信号包含具有各自激活扩频签名的多个低密度签名波形，每个激活扩频签名与所述多个潜在资源单元中至少一个资源单元相关联。
31.根据权利要求30所述的接收机，其特征在于，所述处理器包括：签名去相关模块，用于检测所述各自激活扩频签名，并将各自对应的资源单元的初始集合添加至所述资源单元列表，其中，所述各自对应的资源单元的缩小集合是所述初始集合的子集。
32.根据权利要求29所述的接收机，其特征在于，所述聚合信号包含具有各自激活码本的多个稀疏码多址接入波形，每个激活码本与所述多个潜在资源单元中至少一个资源单元相关联。
33.根据权利要求29所述的接收机，其特征在于，所述多个潜在导频分别对应于多个潜在传输设备中至少一个传输设备。
34.根据权利要求33所述的接收机，其特征在于，所述多个潜在传输设备中每个潜在传输设备均为蜂窝网络中的用户设备。
35.根据权利要求33所述的接收机，其特征在于，所述处理器还用于：将所述潜在激活导频与另一各自对应的传输设备集合进行关联，以识别潜在激活传输设备。
36.根据权利要求29所述的接收机，其特征在于，所述处理器还用于：
计算所述多个潜在导频对应的信道估计；
确定所述信道估计的各自信道功率；
根据各自信道功率，从所述导频列表中移除至少一个最低功率导频；
采用分别对应于所述至少一个最低功率导频的最低功率资源单元缩小所述资源列表。
37.根据权利要求29所述的接收机，其特征在于，所述处理器还用于采用压缩感知技术，求解由所述激活导频信号总和、所述多个潜在导频、所述多个潜在资源单元分别对应的信道所形成的系统，以识别所述潜在激活导频。
38.根据权利要求37所述的接收机，其特征在于，所述压缩感知技术包括欠定系统局灶解法技术。
39.根据权利要求37所述的接收机，其特征在于，所述压缩感知技术包括期望最大化技术。
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