CN108292966B - 用于先进的无线网络中的数据通信的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

公开了包括多个UE和先进的基站的先进的无线通信系统以及用在该先进的无线通信系统上的方法。该方法包括：根据由所述多个UE提供的第一信道状态信息即第一CSI来选择一个以上的基础UE和一个以上的扩展UE；从所述先进的基站向扩展UE发送第二配置，其中所述第二配置包括用于辅助UE配对和HARQ重新传输的第二CSI测量和报告的配置信息元素；以及从所述先进的基站向所述一个以上的基础UE和所述一个以上的扩展UE发送叠加调制的数据流，其中，所述数据流包括用于所述一个以上的基础UE的一串预编码符号和用于所述一个以上的扩展UE的一串预编码符号，以及用于所述一个以上的扩展UE的预编码符号被叠加调制在用于所述一个以上的基础UE的预编码符号上。

Description

用于先进的无线网络中的数据通信的方法和系统
技术领域
本发明涉及无线数据通信。特别地，本发明涉及数据的多用户叠加传输(MUST)。
缩略语
表1
背景技术
预计未来几年移动业务将急剧增长，并且有人估计未来十年移动业务将增长超过500倍。为了迎合移动业务的该大幅增长，需要增加移动网络的容量的新的解决方案。
增加蜂窝通信的系统容量的重要方面是具有成本效益的无线接入技术(RAT)的设计。通常，RAT的特征在于诸如频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)和正交频分多址(OFDMA)等的多址接入方案，其中各多址接入方案向多个用户提供同时接入并共享系统资源的方式。
诸如3GPP长期演进(LTE)和高级LTE等的当前移动通信系统对于下行链路(DL)采用OFDMA并且对于上行链路(UL)采用单载波(SC)-FDMA。在LTE中使用OFDMA使得能够实现相对较好的系统容量，同时保留相对简单的接收机设计。从技术上，更先进的接收机设计将使得能够实现更高的传输速率，因而提高每信道的比特率(即，时频单位)，从而提高频谱效率或频谱利用率。
已经确定，叠加编码传输以及先进的干扰消除可用于实现高斯广播信道上的容量。叠加编码是使得具有显著不同的信号与干扰加噪声比(SINR)的多个用户能够在无需空间分离的情况下共享相同资源(即，诸如LTE的RE等的时间资源和频率资源)的非正交方案。叠加编码方案由于其容量实现特性因而已被识别为用于3GPP 5G网络中的新的空中接口的候选RAT，并且已被批准用于3GPP RAN中的可行性研究。原则上，叠加编码或多用户叠加传输(MUST)可以最佳地利用由相同传输点服务的配对用户的信道排序或路径损耗差异。
如图1所示，在地理上离基站更近的UE 1与在地理上离基站更远的UE 2相比具有更高的信道增益或更高的SINR。如此，在远UE(UE 2)处可以解码的下行链路传输有可能可以在近UE(UE 1)处被解码，但反之不然。从概念上，向远UE的DL发射功率明显高于向近UE的DL发射功率，以解决更高的路径损耗。
MUST通过将向(具有低发射功率的)近UE的下行链路传输叠加到向(具有高发射功率的)远UE的下行链路传输中、并且在同一组信道资源中传输叠加或合成信号，来利用该明显的发射功率差异，从而在功率域中实现多址增益。
由于该发射功率差异，因此近UE(UE-1)的信号几乎不会到达远UE(UE-2)，并且期望在远UE(UE-2)处表现为噪声。这样使得UE(UE-2)能够以传统方式对其信号进行解码。由于近UE(UE-1)具有高信道增益，因此近UE(UE-1)可以接收并解码远UE的信号，并且从所接收到的信号中消除或去除该远UE的信号以对自身的信号进行解码。近UE处的该过程被称为连续解码或连续干扰消除(SIC)。
然而，如以下更详细地论述的，在各种方案中(包括在同构网络部署、具有非同信道部署的异构网络和具有同信道部署的异构网络中)采用MUST方面存在挑战。
图2示出根据现有技术的同构网络10。该网络10包括基站发射机11，该基站发射机11具有2、4或8个发射天线，这些发射天线用于在相同信道资源上，在基础信号13上向远UE12并且在叠加在基础信号13上的扩展信号17上向近UE 16同时提供无线连接服务。远UE 12可能受到来自在相同载波频率上工作的相邻小区15的可测量小区间干扰14影响。实际上，远UE 12可能进一步受到由意图向着近UE 16的扩展信号17引起的干扰18影响，而该干扰18在到达远UE 12时不会完全衰减为噪声。
图3示出根据现有技术的异构网络20。该网络20包括基站发射机21，该基站发射机21具有2、4或8个发射天线，这些发射天线用于在第一载波频率上向基站发射器21的覆盖内的多个UE(包括UE 23和26)提供移动性管理。该网络20包括在宏基站21的覆盖内的诸如基站发射极22等的小小区基站发射机，其中各小小区基站发射机可以具有两个发射天线，这些发射天线用于在第二载波频率上，在基础信号24上向远UE 23并且在叠加在基础信号24上的扩展信号27上向近UE 26提供无线连接服务。
远UE 23可能受到来自在相同的第二载波频率上工作的相邻小小区(多个)的可测量小区间干扰25影响。近UE 26也可能受到来自在相同的第二载波频率上工作的其它相邻小小区(多个)的可测量小区间干扰28影响。远UE 23可能进一步受到来自由意图向着近UE26的扩展信号27引起的强干扰29影响且可能并不知晓该强干扰29，而该强干扰29在到达远UE 23时不会完全衰减为噪声。
图4示出根据现有技术的具有同信道部署的异构网络30。该网络30包括宏基站发射机31，该宏基站发射机31具有2、4或8个发射天线，这些发射天线用于向在宏基站发射机31的覆盖内的多个UE提供移动性管理，并且在基础信号33上向包括远UE 32的一些UE并在叠加在基础信号33上的扩展信号37上向近UE 36提供无线连接服务。在宏基站31的覆盖内的其它小小区基站发射机可以具有2个发射天线，这些发射天线用于在相同的第一载波频率上向在宏基站31的覆盖内的其它UE提供无线连接服务。
远UE 32可能受到来自相邻宏小区(多个)的可测量小区间干扰35和来自在相同载波频率上工作的小小区的可测量小区内干扰34影响。近UE 36还可能受到来自在相同载波频率上工作的小小区的可测量小区内干扰38影响。远UE 32可能进一步受到由意图向着近UE 36的扩展信号37引起的干扰39影响并且可能并不知晓该干扰39，而该干扰39在到达远UE 32时不会完全衰减为噪声。
如此，至少在上述方案中需要提高整体系统性能，因此需要用于先进的无线网络中的数据通信的改进的方法和系统。
应当明确理解，如果在此引用现有技术的出版物，则该引用并不构成如下的承认：该出版物形成澳大利亚或任何其它国家的本领域公知常识的一部分。
发明内容
本发明涉及数据通信方法和系统，其可以至少部分克服上述缺点至少之一或者向消费者提供有用的或商业的选择。
有鉴于上述，本发明在一个形态中从广义上存在于：一种数据通信方法，其用于先进的无线通信系统中，所述先进的无线通信系统包括多个UE和先进的基站，所述数据通信方法包括：根据由所述多个UE提供的第一信道状态信息即第一CSI来选择一个以上的基础UE和一个以上的扩展UE；以及从所述先进的基站向所述一个以上的基础UE和所述一个以上的扩展UE发送叠加调制的数据流，其中，所述数据流包括用于所述一个以上的基础UE的一串预编码符号和用于所述一个以上的扩展UE的一串预编码符号，以及用于所述一个以上的扩展UE的预编码符号被叠加调制在用于所述一个以上的基础UE的预编码符号上。
所述方法还可以包括：接收采用第一CSI报告的形式的所述第一CSI；以及从所述一个以上的扩展UE接收采用第二CSI报告的形式的第二CSI。
所述方法还可以包括：向所述一个以上的扩展UE发送定义所述第二CSI的报告配置的第二CSI报告配置。
优选地，所述第二CSI报告配置是在无线资源控制信令即RRC信令中发送的。
优选地，所述第二CSI报告配置包括在扩展下行链路控制信息即扩展DCI中发送的非周期性的第二CSI报告请求。
优选地，所述叠加调制的数据流是在与所述扩展DCI相同的被调度的下行链路子帧即DL子帧上发送的。
优选地，所述扩展DCI包括：发射功率信息字段即TPI字段，其表示发射功率是增大、减小还是保持不变；以及CSI类型字段，其表示请求第一CSI报告还是第二CSI报告。
优选地，所述TPI字段表示所述发射功率是增大了预定义的步长大小、还是减小了预定义的步长大小。
优选地，所述第一CSI报告和所述第二CSI报告被时间复用。
优选地，所述第一CSI报告符合3GPP LTE版本13或更早版本。
优选地，所述第二CSI报告是至少部分与来自所述一个以上的扩展UE中的扩展UE的NACK反馈相关联地接收到的。
优选地，所述方法还包括：向所述多个UE发送定义所述第一CSI的报告配置的第一CSI报告配置。
优选地，所述第一CSI报告配置是在无线资源控制信令即RRC信令中发送的。
优选地，所述第二配置包括多用户叠加传输使能位即MUST使能位，其中所述MUST使能位表示MUST是否被激活。
优选地，所述第二配置包括与所述一个以上的基础UE的数据有关的传输模式信息。
优选地，所述第二配置包括采用平均的每资源元素的能量即EPRE的形式的与所述一个以上的基础UE的数据有关的发射功率。
优选地，所述第二配置包括CSI报告比(M:N)，其中所述CSI报告比表示针对每M个第一CSI报告，存在N个第二CSI报告。
优选地，，所述第二配置包括根据NACK使能位的非周期性的第二CSI报告，其中所述NACK使能位表示非周期性的第二CSI报告是否要连同NACK反馈一起发送。
优选地，所述第二CSI报告涉及在所述扩展UE处针对所述基础UE的数据的接收。
优选地，所述多个UE包括传统UE和先进UE，其中所述一个以上的扩展UE包括先进UE而不包括传统UE。
优选地，其中，所述一个以上的基础UE包括单个基础UE，以及所述一个以上的扩展UE包括多个扩展UE。
优选地，其中，所述一个以上的基础UE包括多个基础UE，以及所述一个以上的扩展UE包括单个扩展UE。
优选地，所述一个以上的扩展UE中的各扩展UE包括连续干扰消除接收机即SIC接收机，其中所述SIC接收机能够检测并解码多用户叠加调制信号。
优选地，所述一个以上的基础UE不包括SIC接收机。
优选地，所述方法还包括：将所述多个UE分组到一个以上的高信道增益UE组和一个以上的低信道增益UE组，其中，所述一个以上的基础UE是从低信道增益UE组中选择的，以及所述一个以上的扩展UE是从高信道增益UE组中选择的。
优选地，所述一个以上的基础UE和所述一个以上的扩展UE被配置为使用相同数量的发射天线端口。
优选地，所述一个以上的基础UE被配置为使用相同的传输模式。
优选地，独立地对发送至所述一个以上的基础UE和所述一个以上的扩展UE的数据进行信道编码、加扰、信道调制、层映射和预编码，以生成相同数量的预编码的符号数据子流。
优选地，在被调度以在所述一个以上的基础UE和所述一个以上的扩展UE之间共享的资源块即RB上，将所述扩展UE的预编码符号复加至所述基础UE的相应预编码符号，以生成所述叠加调制的数据流。
优选地，所述扩展UE的符号在被添加至所述基础UE的相应符号之前，被进行功率调整。
优选地，针对各UE，使用CSI来对与预定义的发射功率表相对应的SINR点进行插值，以及在选择一个以上的基础UE和一个以上的扩展UE时，使用插值后的SINR点来搜索基础UE和扩展UE的期望对以用于叠加调制传输。
优选地，使用预定义的基于成本的容量函数、发射功率函数或它们的组合来选择所述一个以上的基础UE和所述一个以上的扩展UE。
在另一形态中，本发明从广义上存在于：一种先进的无线通信系统，包括：多个UE；以及先进的基站，所述先进的基站被配置为：根据由所述多个UE提供的第一信道状态信息即第一CSI来选择一个以上的基础UE和一个以上的扩展UE；以及向所述一个以上的基础UE和所述一个以上的扩展UE发送叠加调制的数据流，其中，所述数据流包括用于所述一个以上的基础UE的一串预编码符号和用于所述一个以上的扩展UE的一串预编码符号，以及用于所述一个以上的扩展UE的预编码符号被叠加调制在用于所述一个以上的基础UE的预编码符号上。
本发明的实施例使得现在以及将来能够实现灵活的UE配对技术，从而在不会对RAN系统产生任何影响的情况下获得更好的信道资源利用率。
本发明的实施例使得能够在不会增加系统信令开销的情况下，在在高信道增益UE处的扩展信号的干扰下实现关于基础信号的信道状态信息(CSI)管理和报告。
本发明的实施例在不会引入对实现连续干扰消除(SIC)先进的接收机技术的附加约束的情况下，通过简单地引入与来自高信道增益UE的NACK反馈相关联的第二CSI报告，来解决叠加编码NACK报告模糊性。其中，与来自高信道增益UE的NACK事件有关的报告向基站进一步提供用于DL叠加编码功率控制和AMC控制的附加信息。
本发明的实施例描述使用叠加调制来发送和接收下行链路数据的方法、以及测量并报告用于辅助灵活的用户设备(UE)选择/配对的信道状态信息(CSI)的关联方法。这些实施例可用于在维持与以前部署的系统和UE的全向后兼容性的同时，增加系统容量。
本发明的实施例使得能够实现下行链路多用户叠加发送和接收，其中在该下行链路多用户叠加发送和接收中，对意图向着第一用户设备(UE)的数据和意图向着一个以上的第二UE的数据进行联合编码或调制并在同一组信道资源上发送。可以以相似方式维持第一UE和第二UE的性能，仿佛各UE均分配有自己的非重叠信道资源一样。
根据特定实施例，提供先进的无线通信系统，该先进的无线通信系统包括表示蜂窝基站的一个以上的先进的无线接入节点，这些无线接入节点提供无线连接性和向它们的覆盖内的多个UE的蜂窝服务。这多个UE可以包括可以不具有能够进行SIC的先进接收机(或等同物)的一个以上的传统UE、以及具有能够进行SIC的先进接收器(或等同物)的一个以上的先进UE。根据小区覆盖内的UE的位置，UE可能经受来自相邻基站或者在与服务基站相同的载波频率上工作的小小区的基站的可测量小区间干扰影响。
基站可以使用无线资源控制(RRC)信令来配置/重配置其覆盖内的UE以进行第一CSI测量和报告。第一CSI测量和报告可以为传统型。在从UE接收到第一CSI报告时，基站可以将该UE布置到低信道增益UE组或高信道增益UE组中。可以存在一个以上的低信道增益UE组并且还可以存在一个以上的高信道增益UE组。
低信道增益UE组可以包括传统UE和/或先进UE，其中高信道增益UE组可以仅包括先进UE。为了适应UE的移动性，基站可以定期地(例如，周期性地)或者在接收到并访问UE的CSI报告时，更新UE的组。
对于低信道增益UE组中的被选择作为用于在被调度的一组信道资源上发送的基础信号的第一UE，基站可以在一个以上的高信道增益UE组中搜索以选择一个以上的第二UE作为用于在同一组信道资源上发送的扩展信号。将扩展信号叠加编码在基础信号上以在同一组信道资源上发送可以满足依赖成本函数实现诸如最大系统容量增益(即，以下的数学式1)或最小发射功率(以下的数学式3)或这两者，
数学式1
其中，
数学式2
Ci＝log2(1+SINRi)
数学式3
其中
数学式4
可选地，对于低信道增益UE组中的被选择作为基础信号的两个以上的第一UE，基站可以在一个以上的高信道增益UE组中搜索以选择一个第二UE作为扩展信号，其中将扩展信号叠加编码在基础信号上以在同一组信道资源上传输可以满足实现依赖成本函数功能。
第一UE和关联的第二UE被认为具有相同数量的发射天线端口。第一UE和第二UE可以具有包含相同的预编码信息(即，线性叠加编码)的相同传输模式、或者包含不同的预编码信息(即，非线性叠加编码)的相同传输模式、或者不同的传输模式(即，非线性叠加编码)。
此外，针对关联的第二UE被选择作为基础信号(即，被调度成在单独的信道资源上发送)的两个以上的第一UE可以始终具有相同的传输模式和相同的预编码信息，以降低第二UE处的SIC复杂度。
向被选择作为基础信号的第一UE的数据发送和向被选择作为扩展信号的关联第二UE的数据发送可以具有独立的编码链，从而在基于资源块将资源元素(RE)映射在各发射天线端口上之前，生成相同数量的预编码的数据符号子流以供以“预编码符号级”叠加调制用。
根据特定实施例，在MUST部分之前，先进基站可以使用RRC信令来配置/重配置所选择的第二UE以周期性地或非周期性地进行第二CSI测量和报告。第二CSI测量可以是第二UE处的在扩展信号的干扰下的基础信号的CSI测量。
除第一CSI测量和报告外，第二CSI测量和报告可以向先进基站提供第二UE处的基础信号的精确的信号与干扰加噪声比(SINR)信息。而这可以使得能够特别是在使用非线性叠加编码的情况下，实现扩展信号的适当功率控制和/或基础信号的AMC控制。
另外，先进的基站还可以使用RRC信令来配置/重配置所选择的第二UE以进行第二CSI测量，然后在向基站提供NACK反馈的UL子帧上报告该第二CSI测量。与NACK事件有关的非周期性的第二CSI报告可以向基站提供用以区分扩展信号上的NACK是由基础信号检测引起还是由发送扩展信号缺少功率引起的信息，其中如果使用码字级的SIC接收机，则基础信号有可能是可解码的。
在被配置为周期性地进行第一CSI测量和报告以及第二CSI测量和报告的情况下，为了减少信令开销，第二UE可以根据可配置的报告比(M:N)，使N个第二CSI报告在M个第一CSI报告内时间交错。
另外，先进的基站在任何时刻均可以使用DCI来请求非周期性的第二UE报告的第二CSI测量。可以通过添加表示该请求是针对第一CSI还是第二CSI的附加1位字段来增强现有的DCI格式，以支持非周期性的第二CSI报告请求。
在发送叠加调制信号时，先进的基站可以使用RRC信令来向第一UE通知基础信号的发射功率，并且还使用RRC信令来向第二UE通知基础信号的平均发射功率和关联的扩展信号的平均发射功率。在被调度的DL子帧上，先进的基站可以进一步使用动态信令(即，DCI)来向第二UE通知扩展信号的发射功率是增大、减小了预定义的步长大小、还是保持与先前传输相同。
在在本发明的范围内，这里所述的任何特征可以以任何组合与这里所述的其它特征中的任一个或多个相组合。
在本说明书中对任何现有技术的引用均不是且不应被视为关于现有技术形成公知常识的一部分的认可或任何形式的暗示。
附图说明
将参考以下附图来说明本发明的各种实施例，其中：
图1示出示例性的多用户叠加传输(MUST)和接收系统；
图2示出示例性的同构MUST网络部署；
图3示出示例性的具有非同信道部署的异构MUST网络；
图4示出示例性的具有同信道部署的异构MUST网络；
图5示出不存在小区间干扰的、理想条件下的MUST系统的性能；
图6示出存在小区间干扰的、理想条件下的MUST系统的性能；
图7示出MUST支持系统的ACK/NACK报告；
图8示出根据本发明实施例的、包括单个基础UE和多个扩展UE的先进的无线通信系统；
图9A示出根据本发明实施例的方法和信道编码结构；
图9B示出根据本发明实施例的方法和信道编码结构；
图10A示出根据本发明实施例的多用户叠加传输(MUST)和接收方法；
图10B示出根据本发明实施例的多用户叠加传输(MUST)和接收方法；
图11示出根据本发明实施例的扩展信号的CSI报告和基础信号的CSI报告的时间复用；
图12示出根据本发明实施例的先进的无线通信系统；以及
图13A示出根据本发明实施例的方法和相应的信道编码结构。
图13B示出根据本发明实施例的方法和相应的信道编码结构。
可以根据向进行本发明的本领域技术人员提供充足信息的以下具体实施方式部分来了解本发明的优选特征、实施例和变化。具体实施方式部分不应被视为以任何方式限制前述发明内容部分的范围。
具体实施方式
图5示出不存在小区间干扰的理想的无线系统40。在基站41处发送合成信号时使用线性叠加编码技术。所发送的合成信号可以由意图用于低信道增益UE的具有如下的配置发射功率42(数学式5)的基础信号和意图用于高信道增益UE且线性地叠加在基础信号42上的具有如下的配置发射功率44(数学式6)的扩展信号形成，
数学式5
数学式6
随着UE变得离基站41更远，基础信号和扩展信号的接收功率分别如43和45所示衰减。应当注意，所接收到的信号实际与离发射机的平方距离成比例，并且为了简单在图5中被示出为直线。
对于所选择的远UE(低信道增益UE)，基站41可以推导扩展信号的如下的最大发射功率级别(数学式7)，以确保扩展信号在远UE位置46处衰减为本底噪声(floor noise)47，并因此保护远UE 46处的基础信号的解码能力，
数学式7
在该系统40中，由扩展信号和基础信号的路径损耗引起的干扰是成比例的，因而在基站41和远UE 46之间的区域中，基础信号的信号与干扰加噪声比(SINR)49可以保持线性或恒定。
图6示出存在小区间干扰的无线系统50。在该方案中，将基础信号经受的噪声和干扰概况例示为52，并且将相应基础信号的信号与干扰加噪声比概况例示为53。这样可能创建基础信号的SINR的三个可区分的区域。在第一SINR区域54中，基础信号仅经受由叠加在该基础信号上的扩展信号引起的干扰。在第二SINR区域55中，基础信号经受由叠加在该基础信号上的扩展信号引起的干扰、以及小区间干扰。在第三SINR区域56中，叠加在基础信号上的扩展信号可能已衰减到噪声级别并且小区间干扰是基础信号经历的唯一干扰。
以上的系统40和50示出：基础信号的SINR概况可以表示，远UE处的基础信号的解码能力(即，ACK)暗示任何近UE(即，配对的高信道增益UE)处的在具有如下的发射功率(数学式8)的扩展信号的干扰下的基础信号的解码能力，
数学式8
这利用图7的情况1a和情况1b来例示，其中图7示出MUST支持系统的ACK/NACK报告的表60。
假设基础信号成功检测/解码，扩展信号的解码能力仅依赖于其自身的SINR和所实现的干扰接收机技术。在从远UE接收到ACK报告并且从与远UE配对的近UE接收到NACK报告的情况下，不具有或具有增加的发射功率(即，在使用所报告的CSI作为基准来确保基础信号的解码能力的同时为如下的数学式9)的扩展信号的重新传输可以使得能够实现扩展信号的成功解码，
数学式9
在从远UE接收到NACK报告并且从配对的近UE接收到ACK报告的情况下，这可以表示近UE处的基础信号的成功检测/解码，并且使扩展信号的发射功率(即，如下的数学式10)减小以及/或者使基础信号的发射功率增大可以使得能够实现远UE处的基础信号的成功解码，
数学式10
在远UE和配对的近UE这两者都报告NACK的情况下，支持MUST的基站可能无法区分配对的近UE所报告的NACK是由基础信号的失败检测/解码引起的(即，情况3)、还是配对的近UE所报告的NACK是由缺少扩展信号的发射功率引起的(即，情况2b)。
在使用线性叠加方案并通过利用来自远UE和近UE的基于LTE/LTE-A的CSI报告的情况下，基于LTE/LTE-A的支持MUST的基站可能能够对配对的近UE处的基础信号的SINR进行插值，并由此确定来自配对的近UE报告NACK的原因。从概念上，对于来自配对的近UE的基础信号解码的附加确认可以解决模糊性，但这明确要求针对UE的先进接收机实现码字级的SIC，因而限制诸如符号级的SIC或加入检测等的其它SIC解决方案的使用。此外，对其它用户信号进行解码可能会触发安全和隐私问题，因此在支持MUST的基站处必须考虑附加的安全/隐私机制。
另一方面，线性叠加编码要求配对的UE具有大的信道增益差异、针对整个部分具有相同的传输模式，并且具有所分配的同一组信道资源。线性叠加编码方案的要求限制了在eNB/基站处选择用于配对的UE时的灵活性。特别地，不同的用户需要不同的数据速率，因而各用户占据或被分配不同的信道资源大小。此外，UE移动性可能要求DL部分期间的秩(rank)自适应，例如，对中的UE可被配置为在其经历的信道劣化时转向来自MIMO传输的传输分集，反之亦然，而其它UE仍可利用所配置的MIMO模式工作。这导致在支持MUST的eNB处产生不必要的重新配对并进一步产生附加信令。以上论述的项或事件潜在地影响MUST操作，因而得到低的期望性能。
图8示出根据本发明实施例的先进的无线通信系统100。该系统100使得能够实现如以下进一步详细地所述的叠加编码/调制信号的发送和接收、关联信令以及关联UE测量和报告，以更加高效地利用网络资源。
先进的无线通信系统100包括包含采用蜂窝基站或LTE eNB的形式的接入节点101的单小区蜂窝网络，其中该接入节点101提供覆盖101.a和向多个用户设备(UE)110、120、121、122的服务。接入节点101例如可以包括FDD或TDD基站。
多个UE包括不包含能够进行SIC的先进接收机的传统UE 110、以及包含能够进行SIC的先进接收机的先进UE 120、121、122。根据小区覆盖101.a内的UE的位置，诸如UE 110等的UE可能受到来自相邻基站105或者在与基站101相同的载波频率上工作的小小区基站的可测量小区间干扰106影响。
接入节点101利用来自UE的CSI报告，以选择第一UE(诸如UE 110等)作为具有被调度的预编码数据子流的远UE，并且选择利用先进接收机的一个以上的第二UE(诸如UE 120、121和/或122等)作为具有相同数量的被调度的预编码子流的近UE。如以下所概述的，这可以使用预定义的UE配对算法来实现。
可以根据成本函数来选择用于与远UE 110(以提供基础信号102)进行配对的近UE120、121和/或122(以提供扩展信号103)，例如以实现最大系统容量(例如，以下的数学式11)或者最小发射功率(即，数学式13)或者它们的组合，
数学式11
其中
数学式12
Ci＝log2(1+SINRi)，
数学式13
其中
数学式14
在虚拟资源块(VRB)107上的所有有效发射天线端口(即，数据子流)上，最多选择一个近UE(即，UE 120、121或122)以提供扩展信号103，该扩展信号103被叠加编码在所选择的远UE(即，110)的选中基础信号102上。在VRB内并且基于RE，对扩展信号的预编码符号进行缩放(即，功率调整)109以满足预配置的扩展信号的平均EPRE(每资源元素的能量)。然后，将该预编码符号复加(complex-add)到相应基础信号的预编码符号，从而创建如下的发射功率104(数学式15)的叠加调制符号，其中对该相应基础信号的预编码符号进行缩放108以满足预配置的基础信号的平均EPRE，
数学式15
Pt。
图9A和9B示出根据本发明实施例的方法和信道编码结构130。如以上与系统100有关地概述的，该方法和编码结构与单个基础信号和多个扩展信号有关。
调度器131负责选择并配对MUST UE，调度或分配用于数据传输的DL子带或资源块，并且控制UE的自适应调制和编码(AMC)。通过如步骤150所示请求eNB的服务/覆盖内的UE进行周期性和/或非周期性的CSI测量和报告、并且如步骤151所示从所有的UE接收CSI报告，调度器131能够针对被调度的MUST、选择某UE作为基础UE并且选择一个以上的UE作为扩展UE。
基础UE数据132和扩展UE数据134、136被独立地进行信道编码、加扰、调制、层映射并最终被预编码为132.P、134.P和136.P，以生成相同数量的数据子流133、135和137(即，天线端口)以供传输。
基础UE及其关联的扩展UE可以具有相同数量的发射天线端口、或者包含相同/不同的预编码矩阵的相同的传输模式、或者不同的传输模式。在进行叠加编码138之前，对基础UE的预编码子流进行功率调整以符合预配置的EPRE(每资源元素的能量)142，其中预配置的EPRE已经使用RRC信令被信号通知到基础UE和关联的扩展UE。
最初(即，在叠加传输部分开始时)，对各关联扩展UE的预编码子流进行功率调整以符合另一预配置的平均EPRE 143，其中该预配置的平均EPRE仅使用RRC信令被信号通知到与基础UE相关联的扩展UE。在后续传输或重新传输和确认反馈时，各扩展UE的数据子流可以一次以预定义的功率步长大小、例如0.5dB步长大小来单独地进行功率调整。在针对关联的数据信道、发射功率“增大”或“减小”了步长大小或者保持不变的情况下，利用eNB的调度器使用快速信令(即，DCI)来动态地且隐含地通知扩展UE。
在进行叠加编码138(基于各虚拟资源块并且按各数据子流进行)时，将被调度的扩展UE的预编码复符号添加至相应基础UE的预编码复符号。在各天线端口上，在OFDM信号生成之前，将叠加编码的复合信号映射到资源元素141。
在任何传输或重新传输实例中，可以将物理资源块上的叠加编码的功率概况表示为140，其中如利用142所示，将基础UE的信号的EPRE映射到(K1+K2+K3)个PRB上。扩展UE的信号的平均EPRE利用143来表示，并且包括映射到K1个PRB上的第一扩展信号、映射到K2个PRB上的第二扩展信号和映射到K3个PRB上的第三扩展信号。此外，扩展UE(第1个、第2个或第3个)的实时发射功率利用145、146或147来表示。
图10A和图10B示出根据本发明实施例的多用户叠加传输(MUST)和接收方法180。在支持MUST的先进eNB 181、一个以上的传统UE 184以及各自均包括SIC功能接收机的一个以上的先进UE 183上进行方法180。所有的UE182都在eNB 181的覆盖内。
在针对两个以上的UE 182进行叠加传输之前，在185中，eNB 181对所有的UE 182进行配置以进行周期性和/或非周期性的CSI测量和报告。
在186中从期望UE接收到CSI报告时，eNB可以将UE安排或重新安排到适当的远UE组或近UE组中。可以存在一个以上的远UE组并且还存在一个以上的近UE组。在187中，eNB还可以通过从近UE组(一个或多个)中选择一个以上的UE作为基础UE、并且针对所选择的各基础UE而从远UE组(一个或多个)中选择一个以上的扩展UE，来进一步进行UE配对。
由于基础UE不必被通知或知晓MUST，因此基础UE可以是可能不具有SIC功能接收机的传统UE或者具有SIC功能接收机的先进UE。作为对比，被选择作为扩展UE的UE必须包括SIC功能接收机，并且将由eNB配置成以采用MUST接收模式进行工作。
在针对所选择的基础UE和关联的扩展UE的对开始叠加传输部分之前，在188中，eNB 181还可以使用RRC信令来对扩展UE 183进行配置，以针对与所配置的扩展信号传输不同的可配置的基础信号进行周期性的CSI测量和报告。然后，在194中，从所配置的扩展UE和基础UE针对基础信号周期性地接收到CSI报告。
针对扩展UE的基础信号的CSI测量和报告配置可以包括但不限于基础信号传输模式、指定基础信号发射功率和CSI报告比(M:N)，其中针对每M个扩展信号CSI报告，存在N个基础信号CSI报告。如果配置了非周期性的CSI报告，则在PDSCH上向这些报告提供NACK报告。
图11示出根据本发明实施例的扩展信号的CSI报告和基础信号的CSI报告的时间复用160。特别地，例示出第一报告示例160.a和第二报告示例160.b，其中第一报告示例160.a是按比(1:1)配置的，并且第二报告示例160.b是按比(3:1)配置的。
第一报告示例160.a例示：扩展信号的周期性CSI报告161与基础信号的周期性CSI报告162按比1:1交错存在。
第二报告示例160.b例示：扩展信号的周期性CSI报告165、基础信号的周期性CSI报告166、另一扩展信号的周期性CSI报告167和又一扩展信号的周期性CSI报告168按比3:1交错存在。
现在返回至图10A和10B，在189中，eNB 181可以将基础信号的预编码信息提供至扩展UE 183，其中该预编码信息包括表示扩展信号的发射功率将增大、减小还是保持与先前传输相同的发射功率调整信息(TPI)。该预编码信息是在190中传输叠加调制信号之前提供的，并且添加至现有DCI格式中所包括的控制信息。
在任何时刻，eNB 181可以使用DCI来从扩展UE请求非周期性的CSI报告。附加位包括在DCI中，以表示CSI测量和报告请求是用于扩展UE处的扩展信号还是基础信号。
在关联的扩展UE 183处，在191中，首先从所接收到的叠加调制信号中检测并去除基础信号，然后检测并解码扩展信号。在扩展UE未能对意图用于该扩展UE的扩展信号进行解码的情况下，该扩展UE报告基础信号的非周期性的CSI以及报告NACK。
在从扩展UE 183接收到NACK并且从叠加编码有扩展信号的基础UE 184接收到常规确认反馈时，eNB 181能够判断出扩展UE处的NACK的原因是由于基础信号检测的失败还是由于扩展信号检测和解码的失败。然后，eNB 181能够在下一重新传输时适当地进行MUST功率控制(193)。
图12示出根据本发明实施例的先进的无线通信系统200。该系统200与图8的系统100相似，但在该系统200中，多个UE形成基础信号并且单个UE形成扩展信号。
先进的无线通信系统200包括包含采用蜂窝基站或eNB的形式的接入节点201的单小区蜂窝网络，其中该接入节点201提供覆盖201.a和向多个UE 210、211、212、220的服务。接入节点201例如可以包括FDD或TDD基站。
多个UE包括不包含能够进行SIC的先进接收机的多个传统UE 210、211和212、以及包含能够进行SIC的先进接收机的一个以上的先进UE 220。根据小区覆盖201.a内的UE的位置，诸如UE 210、211、212等的UE可能经受来自相邻基站202或者在与基站201相同的载波频率上工作的小小区基站的可测量小区间干扰206影响。
接入节点201利用来自UE的CSI报告，来选择第一UE(诸如UE 210等)作为具有被调度的预编码数据子流的远UE，并且选择利用先进接收机的第二UE(诸如UE 220等)作为具有相同或不同的传输模式和相同数量的被调度的预编码子流的近UE。以下更详细地定义该配对算法。
所选择的近UE 220在与所选择的远UE相比较时，可以具有更高的数据速率，因此占用更大的传输带宽。eNB/基站201还可以选择一个以上的另外的远UE(诸如UE 211和212等)，其中该一个以上的另外的远UE具有与所选择的远UE相同的信道增益，以及所选择的所有远UE的组合信道带宽与所选择的近UE 220的组合信道带宽相同或者更大。
可以根据COST(成本)函数来选择用于与远UE 210、211、212(以提供基础信号203.1、203.2、203.3)进行配对的近UE 220(以提供扩展信号207)，例如以实现最大系统容量或最小发射功率或它们的组合。
在VRB 214上的所有有效发射天线端口(即，数据子流)上，选择最多一个远UE(即，UE 210、211或212)以提供叠加编码有近UE的扩展信号207的基础信号203。在VRB内，并且基于RE，对扩展信号的预编码符号进行缩放(即，功率调整)205，以满足预配置的扩展信号的平均EPRE。然后，将该扩展信号的预编码符号复加到相应基础信号的预编码符号，从而创建如下的平均发射功率215(数学式16)的叠加调制符号，其中对该相应基础信号的预编码符号进行缩放204以满足单独预配置的基础信号的EPRE，
数学式16
Pt。
图13A和图13B示出根据本发明实施例的方法和相应的信道编码结构230。该方法和编码结构230与图9A和图9B的方法和编码结构130相似，但涉及多个基础UE和单个扩展UEMUST。
调度器231负责选择并配对MUST UE，调度或分配用于数据传输的DL子带或资源块，并且控制UE的MAC。通过如步骤250所示请求eNB的服务/覆盖内的UE进行周期性和/或非周期性的CSI测量和报告、并且如步骤251所示从所有的UE接收CSI报告，调度器231能够针对MUST选择多个UE作为基础UE并且选择一个UE作为扩展UE。
基础UE数据232、236和关联的扩展UE数据234被独立地进行信道编码、加扰、调制、层映射并最终被预编码为232.P、236.P和234.P，以生成相同数量的数据子流233、237、235(即，天线端口)以供传输。
基础UE及其关联的扩展UE可以具有相同数量的发射天线端口。形成基础信号的所有基础UE可以具有相同的传输模式，并且可以或不可以具有相同的预编码信息。扩展UE可以具有与基础UE相比相同的传输模式以及相同/不同的预编码信息、或者甚至不同的传输模式。
在进行叠加编码之前(238)，对各基础UE的预编码子流进行功率调整以符合预配置的平均EPRE 242。该预配置的EPRE已使用RRC信令被单独信号通知到各基础UE。该预配置的平均EPRE 242也被信号通知到扩展UE。
最初(即，在叠加传输部分开始时)，对关联的扩展UE的预编码子流进行功率调整，以符合另一预配置的平均EPRE 243，其中该预配置的平均EPRE也已使用RRC信令被信号通知到与所述基础UE相关联的扩展UE。在后续的传输或重新传输和确认反馈时，可以以预定义的功率步长大小(例如，0.5dB的步长大小)对扩展UE的数据子流进行功率调整。在针对关联的数据信道、发射功率“增大”或“减小”了步长大小或者保持不变的情况下，利用调度器使用快速信令(即，DCI)来动态地且隐含地通知扩展UE。
在进行叠加编码238(针对各虚拟资源块并且按各数据子流进行)的情况下，将被调度的扩展UE的预编码复符号添加至相应的基础UE的预编码复符号。然后，在各天线端口上，在OFDM信号生成之前将叠加编码的复合符号映射到资源元素241。
在任何传输或重新传输实例中，可以将物理资源块上的叠加编码的功率概况表示为240，其中如利用245所示，将第一基础UE的信号的EPRE映射到K1个PRB上。如利用246所示，将第二基础UE的信号的EPRE映射到K2个PRB上，并且如利用247所示，将第三基础UE的信号的EPRE映射到K3个PRB上。将所有基础信号242上的平均EPRE以RRC形式信号通知到关联的扩展UE以进行CSI测量。如利用243所示，将扩展UE的信号的平均EPRE映射到(K1+K2+K3)个PRB上。
如上所述，本领域技术人员将容易理解，图10A和图10B的方法180可用于单个基础UE和多个关联的扩展UE。
在本说明书和权利要求书(在存在的情况下)中，词语“包括”及其衍生词(“包含”和“具有”)包括上述的各个整数，但并不排除包括一个或多个更多的整数。
在整个说明书针对“一个实施例”或“实施例”的参考表示与实施例有关地所述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因而，在整个说明书中在各处出现短语“在一个实施例中”或“在实施例中”未必全部参考同一实施例。此外，特定的特征、结构或特性可以采用任何适当的形式以一个或多个组合进行组合。
遵照法规，已采用结构特征或方法特征在一定程度上特有的语言说明了本发明。应当理解，由于这里所述的方式包括将本发明投入实施的优选形式，因此本发明不限于所示或所述的具体特征。因此，在本领域技术人员进行适当解释的所附权利要求书(在存在的情况下)的适当范围内，以本发明的任意形式或变形来要求保护本发明。
本申请基于并要求2015年11月5日提交的澳大利亚临时专利申请2015904537的优先权，其全部内容通过引用而被包含于此。

Claims (9)

1.一种数据通信方法，其用于先进的无线通信系统中，所述先进的无线通信系统包括多个UE和先进的基站，所述数据通信方法包括：
根据由所述多个UE提供的第一信道状态信息即第一CSI来选择一个以上的基础UE和一个以上的扩展UE；以及
从所述先进的基站向所述一个以上的基础UE和所述一个以上的扩展UE发送叠加调制的数据流，其中，所述数据流包括用于所述一个以上的基础UE的一串预编码符号和用于所述一个以上的扩展UE的一串预编码符号，用于所述一个以上的扩展UE的预编码符号被叠加调制在用于所述一个以上的基础UE的预编码符号上，
所述数据通信方法还包括将所述多个UE分组到一个以上的高信道增益UE组和一个以上的低信道增益UE组，以及
其中，所述一个以上的基础UE是从低信道增益UE组中选择的，以及所述一个以上的扩展UE是从高信道增益UE组中选择的。
2.根据权利要求1所述的数据通信方法，其中，还包括：
接收采用第一CSI报告的形式的所述第一CSI；以及
从所述一个以上的扩展UE接收采用第二CSI报告的形式的第二CSI。
3.根据权利要求2所述的数据通信方法，其中，还包括：
向所述一个以上的扩展UE发送定义所述第二CSI的报告配置的第二CSI报告配置。
4.根据权利要求2所述的数据通信方法，其中，所述第一CSI报告和所述第二CSI报告被时间复用。
5.根据权利要求1所述的数据通信方法，其中，所述一个以上的扩展UE中的各扩展UE包括连续干扰消除接收机即SIC接收机，其中所述SIC接收机能够检测并解码多用户叠加调制信号。
6.根据权利要求1所述的数据通信方法，其中，所述一个以上的基础UE和所述一个以上的扩展UE被配置为使用相同数量的发射天线端口。
7.根据权利要求1所述的数据通信方法，其中，独立地对发送至所述一个以上的基础UE和所述一个以上的扩展UE的数据进行信道编码、加扰、信道调制、层映射和预编码，以生成相同数量的预编码的符号数据子流。
8.根据权利要求1所述的数据通信方法，其中，
针对各UE，使用CSI来对与预定义的发射功率表相对应的SINR点进行插值，以及
在选择一个以上的基础UE和一个以上的扩展UE时，使用插值后的SINR点来搜索基础UE和扩展UE的期望对以用于叠加调制传输。
9.一种先进的无线通信系统，包括：
多个UE；以及
先进的基站，所述先进的基站被配置为：
根据由所述多个UE提供的第一信道状态信息即第一CSI来选择一个以上的基础UE和一个以上的扩展UE；以及
向所述一个以上的基础UE和所述一个以上的扩展UE发送叠加调制的数据流，其中，所述数据流包括用于所述一个以上的基础UE的一串预编码符号和用于所述一个以上的扩展UE的一串预编码符号，用于所述一个以上的扩展UE的预编码符号被叠加调制在用于所述一个以上的基础UE的预编码符号上，
所述先进的基站还被配置为将所述多个UE分组到一个以上的高信道增益UE组和一个以上的低信道增益UE组，以及
其中，所述一个以上的基础UE是从低信道增益UE组中选择的，以及所述一个以上的扩展UE是从高信道增益UE组中选择的。
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