CN108462662A

CN108462662A - 用于基于非正交资源的多址接入的电子设备和通信方法

Info

Publication number: CN108462662A
Application number: CN201710085599.7A
Authority: CN
Inventors: 陈巍; 林志远; 郭欣
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2017-02-17
Filing date: 2017-02-17
Publication date: 2018-08-28
Also published as: US11658772B2; WO2018149390A1; US20200052820A1; CN110337789B; CN110337789A; US20210234635A1; US11012188B2

Abstract

本公开涉及用于基于非正交资源的多址接入的电子设备和通信方法。一种用于通信系统中的发送端的电子设备包括处理电路，该处理电路被配置为确定用于在传输资源集合上进行基于非正交资源的多址接入的码本信息；并且根据所述码本信息来对同一用户设备的至少两个码字在传输资源集合上的占用元素进行交织，以便降低多个用户设备之间在基于非正交资源的多址接入过程中的相关性。

Description

用于基于非正交资源的多址接入的电子设备和通信方法

技术领域

本公开涉及无线通信领域中用于基于非正交资源的多址接入的电子设备和通信方法。更特别地，本公开涉及在基于非正交资源的多址接入中降低各个用户设备之间的干扰的电子设备和通信方法。

背景技术

随着技术的不断发展，通信业界已经提出了各种各样的方法来支持越发密集的用户接入、越发庞大的数据流量、以及更为短暂的传输时延。多址接入技术，包含频分多址、码分多址等，可以有效的利用时频资源，实现较好的接入性能，成为无线通信网络中不可缺少的技术之一。然而宝贵的无线传输资源仍然十分稀缺，亟待新的通信技术使能设备间占用非正交的传输资源进行通信。作为下一代无线通信技术中的多址接入技术候选方案，已经提出了诸如稀疏编码多址接入(Sparse Code Multiple Access，SCMA)、图样分割多址接入(Pattern Division Multiple Access，PDMA)等基于非正交资源的新型多址接入技术。相比于已知的正交多址接入(OMA，Orthogonal Multiple Access)技术，基于非正交资源的多址接入技术能够实现更高的频率效率。

近期的许多研究已经体现了SCMA在实现高速率传输和多址接入方面的优势。SCMA系统通过针对不同用户设计不同的码本，从而可以在接收端通过诸如消息传递算法(MPA，Message Passing Algorithm)检测之类的检测方法有效地区分不同用户的信号。目前已经提出了多种有效的码本设计方法。例如，Taherzadeh等人在“SCMA codebook design”，2014IEEE 80th Vehicular Technology Conference(VTC2014-Fall).IEEE,2014:1-5中提出了如下的SCMA码本设计策略：将SCMA码本设计分成高维星座图设计和映射矩阵设计两个步骤，并分别对这两个步骤进行优化，从而可以有效的降低SCMA系统的误码率性能。然而，码本设计的复杂度一般都比较大，不利于推广。

除了通过SCMA码本设计来提升系统性能之外，Xiao等人在“Iterative detectionand decoding for SCMA systems with LDPC codes”，Wireless Communications&SignalProcessing(WCSP),2015International Conference on.IEEE,2015:1-5中提出在SCMA系统中引入了交织器与LDPC编码器，并对接收端的MPA检测器和LDPC解码器进行了融合，从而提高了系统的误码率性能。但引入的交织器与作为信道编码器的LDPC编码器进行协作，是惯常的比特级交织以使信道传输过程中所突发产生集中的错误最大限度的分散化。

发明内容

本公开的一个目的是通过提出在基于非正交资源的多址接入资源复用中应用新的电子设备和通信方法来保留基于非正交资源的多址接入资源复用技术带来的性能增益，同时通过分散干扰来进一步降低各个接入用户设备的信号之间的相关性。

在下文中给出了关于本公开的简要概述，以便提供关于本公开的一些方面的基本理解。但是，应当理解，这个概述并不是关于本公开的穷举性概述。它并不是意图用来确定本公开的关键性部分或重要部分，也不是意图用来限定本公开的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出关于本公开的某些概念，以此作为稍后给出的更详细描述的前序。

根据本公开的一个方面，提供了一种通信系统中的发送端的电子设备。该电子设备包括处理电路，该处理电路被配置为：确定用于在传输资源集合上进行基于非正交资源的多址接入的码本信息；根据所述码本信息来对同一用户设备的至少两个码字在传输资源集合上的占用元素进行交织，以便降低多个用户设备之间在基于非正交资源的多址接入过程中的相关性。

根据本公开的另一个方面，提供了一种通信系统中的接收端的电子设备。该电子设备包括处理电路，该处理电路被配置为：确定多个用户设备的用于基于非正交资源的多址接入的码本信息以及交织配置信息；根据所述码本信息和所述交织配置信息来对接收的信号进行检测以得到相应用户设备的数据。

根据本公开的另一个方面，提供了一种通信方法。该通信方法包括：确定用于在传输资源集合上进行基于非正交资源的多址接入的码本信息；根据所述码本信息来对同一用户设备的至少两个码字在传输资源集合上的占用元素进行交织，以便降低多个用户设备之间在基于非正交资源的多址接入过程中的相关性。

根据本公开的另一个方面，提供了一种通信方法。该通信方法包括：确定多个用户设备的用于基于非正交资源的多址接入的码本信息以及交织配置信息；根据所述码本信息和所述交织配置信息来对接收的信号进行检测以得到相应用户设备的信号。

根据本公开的另一个方面，提供了一种通信系统中的发送端的电子设备。该电子设备包括：星座图调制模块，被配置为把要在传输资源集合上进行基于非正交资源的多址接入的数据的比特信息调制为复数符号；资源分配模块，被配置为根据资源分配参数对所述复数符号进行资源映射之后得到高维码字，所述资源分配参数指示用户设备在所述传输资源集合中所占用的资源；缓存模块，被配置为缓存用于同一用户设备的至少两个高维码字；以及交织单元，被配置为对所述用于同一用户设备的至少两个高维码字在传输资源集合上的占用元素进行交织，以便降低多个用户设备之间在基于非正交资源的多址接入过程中的相关性。

根据本公开的另一个方面，提供了一种通信系统中的发送端的电子设备。该电子设备包括：星座图调制模块，被配置为把要在传输资源集合上进行基于非正交资源的多址接入的数据的比特信息调制为复数符号；缓存模块，被配置为缓存用于同一用户设备的至少两个复数符号；以及资源分配模块，被配置为将所述传输资源集合扩展到至少两个时域单元上以获得扩展的传输资源集合，根据资源分配参数对所述至少两个复数符号进行资源映射之后得到对应的至少两个高维码字，所述资源分配参数指示用户设备的所述至少两个复数符号在所述扩展的传输资源集合中分别所占用的资源，其中,所述至少两个复数符号在所述扩展的传输资源集合中分别所占用的资源不同，以便降低多个用户设备之间在基于非正交资源的多址接入过程中的相关性。

根据本公开的另一个方面，提供了一种通信系统中的接收端的电子设备。该电子设备包括：确定单元，被配置为确定多个用户设备的用于基于非正交资源的多址接入的扩展码本信息，其中，所述扩展码本信息包含在时域扩展的传输资源集合上的资源分配参数；以及检测模块，被配置为根据所述扩展码本信息来对在时域扩展的传输资源集合上接收的信号进行检测以得到相应用户设备的数据。

根据本申请的各方面，在考虑了基于非正交资源的多址接入的码本信息的情况下进行优化的设计，既保留基于非正交资源的多址接入技术带来的主要性能增益，又通过分散干扰来进一步降低各个接入用户设备的信号之间的相关性，从而提高了基于非正交资源的多址接入通信系统的整体性能。

附图说明

本公开可以通过参考下文中结合附图所给出的详细描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并形成说明书的一部分，用来进一步举例说明本公开的实施例和解释本公开的原理和优点。其中：

图1A是例示了已知的SCMA系统的结构框图；

图1B是例示了已知的SCMA系统的接收机因子图的图；

图2是例示了根据本公开的第一实施例的发送端的电子设备的框图；

图3是例示了根据本公开的第一实施例的通信方法的流程图；

图4A是例示了SCMA码本设计1的图；

图4B是例示了SCMA码本设计2的图；

图5A是例示了根据本公开的第一实施例的在SCMA码本设计1的情况中采用基于交织准则1的交织操作的图；

图5B是例示了在SCMA码本设计2的情况中采用基于交织准则1的交织操作的图；

图5C是例示了根据本公开的第一实施例的在SCMA码本设计2的情况中采用基于交织准则2的交织操作的图；

图5D是例示了根据本公开的第一实施例的联合因子图矩阵的图；

图6是例示了根据本公开的第一实施例的接收端的电子设备的框图；

图7是例示了根据本公开的第一实施例的通信方法的流程图；

图8是通过与图1B的因子图比较例示了与图5D中的联合因子图矩阵对应的接收机因子图的图；

图9A是例示了根据本公开的第一实施例的I-SCMA(交织SCMA)系统的上行传输的信令流程图；

图9B是例示了根据本公开的第一实施例的I-SCMA系统的下行传输的信令流程图；

图10是例示了根据本公开的第一实施例的I-SCMA系统的仿真结果的图；

图11是例示了根据本公开的实现示例的第1型I-SCMA系统的结构框图；

图12A是例示了根据本公开的实现示例的通过交替组合子交织器实现用户设备的交织器的示图；

图12B是例示了根据本公开的用于用户设备的交织器的实现示例的图；

图13是例示了根据本公开的实现示例的第2型I-SCMA系统的结构框图；

图14是例示了根据本公开的第二实施例的SCMA系统的结构框图；

图15是例示了根据本公开的第二实施例的扩展码本的图；

图16是例示了已知的PDMA系统的结构框图；

图17是例示了已知的PDMA系统的接收机因子图的图；

图18是例示了根据本公开的扩展实施例的PDMA系统的结构框图；

图19是例示了根据本公开的实施例的控制设备的示意性配置的第一示例的框图；

图20是例示了根据本公开的实施例的控制设备的示意性配置的第二示例的框图；

图21是例示了根据本公开的实施例的智能电话的示意性配置示例的框图；

图22是例示了根据本公开的实施例的汽车导航设备的示意性配置示例的框图。

具体实施方式

在下文中将参照附图对本公开的示例性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在本说明书中并未描述实施例的所有特征。然而应注意，在实现本公开的实施例时可以根据特定需求做出很多特定于实现方式的设置，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与设备及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实现方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是较复杂和费事的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发公开仅仅是例行的任务。

此外，还应注意，为了避免因不必要的细节而模糊了本公开，在附图中仅仅示出了与至少根据本公开的技术方案密切相关的处理步骤和/或设备结构，而省略了与本公开关系不大的其他细节。

1.概念介绍

下面首先介绍对于理解本公开有益的一些概念。

在本公开中，为了便于描述，各种特定术语被使用。然而应注意，所使用的术语需要在更宽泛的意义上来解释。虽然在不同的技术或应用场景中，本公开中所使用的术语具有其他的名称或定义，但是基于以下描述，本领域技术人员能够领会到本公开中使用的术语意在涵盖它们。

在本公开中，术语“码本(codebook)”主要被用来指代在基于非正交资源的多址接入中为每个用户设备设计的关于资源分配的方案，在一些示例中还可以指示关于调制的方案。码本的设计主要由通信系统的控制设备实现。通信系统为不同的用户设备设计不同的码本，并且使得不同用户设备之间的码本的差异尽可能大，从而有利于接收端的检测。例如在SCMA中，码本信息包括与映射矩阵有关的信息，一些示例中还包括与星座图操作有关的信息。例如在PDMA中，码本信息包括与星座图调制和/或图样矩阵有关的信息。在其他新型多址接入技术中，码本信息可以包括关于资源分配和调制的类似信息。

在本公开中，术语“传输资源集合(set of transmission resources)”主要被用来指代为多个用户设备提供基于非正交资源的多址接入的一组传输资源。取决于具体所应用的通信系统的资源分配粒度，传输资源集合可以是各种层次/类型的用于通信传输的资源的集合，例如时隙、频带、子载波、时频资源单元或时频资源块的集合，但是本领域技术人员能够理解，除了时域资源和频域资源以外，传输资源集合还可以包括另外的传输资源，例如空域资源和码域资源。各个用户设备可以占用相同传输资源集合中的至少部分传输资源，并且在基于非正交资源的多址接入技术中，各个用户设备所占用的传输资源很可能部分重叠，以实现资源的高效利用。

在本公开中，术语“资源分配参数(resource allocating parameter)”主要被用来指示各个用户设备在传输资源集合上所占用的传输资源。例如在SCMA中，资源分配参数可以体现为用于各个用户设备的映射矩阵或映射矩阵的变形(如二进制指示符向量)或者用于多个用户设备的因子图矩阵等，其中可以使用1、0作为占用元素来表示用户设备的数据是否占用某一传输资源，这些将在后文第2部分中详细描述。例如在PDMA中，资源分配参数可以体现为图样矩阵等，其中可以使用1、0或其他占用元素来表述用户设备的数据是否占用某一传输资源。在其他新型多址接入技术中，资源分配参数可以以类似的方式体现为其他的形式。

CSI-RS(Channel State Information Reference Signal)，信道状态信息参考信号：是LTE协议中已定义的参考信号，用于下行信道的信道估计，以便确定资源分配参数和交织信息等。下文中以CSI-RS为例进行了描述，但是应当理解如果存在其他可用于下行信道估计的参考信号，也可以使用那些参考信号，不局限于CSI-RS。

SRS(Sounding Reference Signal)，探测参考信号：是LTE协议中已经定义的参考信号，主要用于上行信道的信道估计，以便确定资源分配参数和交织信息等。下文中以SRS为例进行了描述，但是应当理解如果存在其他可用于上行信道估计的参考信号，也可以使用那些参考信号，不局限于SRS。

控制设备(control device)：本公开说明书中所描述的控制设备可以被实现为任何类型的eNB或其它类型的基站等(关于基站的描述参见后述“关于控制设备的应用示例”)，以下有时也将控制设备称为基站。

用户设备(user equipment，UE)：本公开的说明书中所描述的用户设备可以被实现为移动终端或车载终端等(参见后述“关于用户设备的应用示例”)，以下有时也将用户设备简称为UE。

性能增益(performance gain)：基于非正交资源的多址接入系统的性能增益主要来源于其复杂的码本设计。通过码本设计，可以使不同用户之间的码本差异尽可能大，从而有利于接收端的非线性多用户检测，例如消息传递算法(MPA)检测或串行干扰消除(SIC)检测。更详细的示例的描述可参见后文第3-3部分。

在下面的描述中，使用了许多符号。为了便于理解，将下面所使用的符号整理如下。

表1符号列表

为了便于理解，下面将以SCMA为例详细描述本公开的各个方面、实施例和示例。然而，这并不意味着本公开仅仅或优先适用于SCMA技术。在阅读本公开之后，本领域技术人员能够理解，本公开也可以适用于诸如PDMA之类的其他基于非正交资源的多址接入技术。

2.已知的SCMA系统

首先介绍已知的SCMA系统的框图并在比较之后能够更加清楚理解本公开的电子设备和方法。

图1A是示出了已知的SCMA系统的框图。如图1A中所示，已知的SCMA系统包括三个部分：发送端部分101、信道复用部分102(实际上是空中信道)和接收端部分103。发送端部分101针对每个用户设备包括SCMA编码器E₁～E_J等。接收端部分103包括SCMA检测器。

SCMA编码器被配置为利用为用户设备设计的码本来对该用户设备的数据进行SCMA编码。不同用户设备所使用的码本不同，并且为了便于接收端的检测，不同用户设备的码本被设计为具有尽可能大的差异。每个用户设备的码本包含关于调制方式的特征和关于资源分配的特征。相应地，SCMA编码器包含星座图调制模块和映射矩阵模块。

假设有J个用户设备的数据要通过SCMA系统进行传输。在发送端101(例如，控制设备如基站，或者用户设备)，这J个用户设备的比特信息b₁,…,b_J分别由各自的SCMA编码器进行SCMA编码。具体而言，对于第j∈1,…,J个用户设备，首先，在星座图调制模块g_j中，其比特信息被调制为低维(N维)的复数符号c_j。然后，在映射矩阵模块％_j中，N维复数符号c_j被映射成高维(K维)的复数码字d_j。因为N＜K，所以K维复数码字d_j是稀疏的，也就是说，复数码字d_j的K个维度上仅有N个维度为非零元素。上述SCMA编码过程在发送端进行。在上行传输的情况中，发送端可以是各个用户设备，并且SCMA编码器被包括在各个用户设备的发射机中，相应地，接收端可以是控制设备(例如基站)。在下行传输的情况中，发送端可以是控制设备(例如基站)，并且SCMA编码器被包括在控制设备中，相应地，接收端是各个用户设备。

然后，在信道复用部分102，这J个用户设备的K维复数码字d₁,…,d_J通过相同的传输资源集合(例如包含K个传输资源单元)被发送，经过空中信道复用后被叠加成重叠信号。重叠信号在接收端被接收。例如，在上行传输的情况中，控制设备(例如基站)接收到重叠信号而在下行传输的情况中，第j个用户设备接收到重叠信号其中，n是接收噪声。接收端103的SCMA检测器对所接收的重叠信号进行检测。SCMA检测器是一种多用户检测器，典型地实现为MPA检测器，其基于码本信息、信道状态等先验信息，从重叠信号中检测出这J个用户设备的比特信息b′₁,…,b′_j。在一些替选的示例里，SCMA检测器实现为SIC检测器。已知的SCMA是一个单码字发送和检测的系统，是一个短扩频系统(short spreading-based system)。

作为一种基于非正交资源的多址接入技术，SCMA的传输资源集合中的各个传输资源(例如，子载波)虽然是正交的、互不干扰的，但是不再是只分配给一个用户设备，而是由多个用户设备共享。也就是说对于至少部分的传输资源(例如，子载波)，不同用户设备之间是非正交传输，即，不同用户设备占用的传输资源存在重叠，从而导致用户设备间干扰。这种干扰可能会影响接收端的检测准确性。下面通过举例来详细地阐述这种影响。

一般地，用户设备对于传输资源的占用情况由资源分配参数确定。在SCMA中，资源分配参数可以是用于单个用户设备的映射矩阵V。下面为了便于描述，假设J＝4,K＝4,N＝3。例如，用于用户设备UE1的映射矩阵V₁可以为：

映射矩阵V₁的行表示传输资源集合中的传输资源(例如，子载波)，其数量K＝4，并且列表示经星座图调制的高维复数符号的维度，其数量N＝3，其中，映射矩阵V₁中的非零元素表示该用户设备对于传输资源的占用。例如，对于用户设备UE1，其N维复数符号的第1维度上的元素将被分配至传输资源集合中的第1传输资源，第2维度上的元素将被分配至第2传输资源，第3维度上的元素将被分配至第3传输资源。N维复数符号经过上述映射矩阵V₁映射之后得到K维(该示例为4维)的码字，其中该码字的第4维度上的元素为零。

资源分配参数还可以是映射矩阵的变形，例如，可以是二进制指示符向量f_j＝diag(V_jV_j ^T)，从而以更加直观的方式表示用户设备在传输资源集合中所占用的传输资源。例如，用户设备UE1的二进制指示符向量f1相应地可以为：

优选地，资源分配参数例如可以是用于多个(例如J个)用户设备的因子图矩阵F＝(f1,…,fJ)，其以各个用户设备的二进制指示符向量fj为列而构成。例如，这J(J＝4)个用户设备的因子图矩阵F可以为：

因子图矩阵F的每一列代表一个用户设备，每一行代表一个对应于传输资源模块的维度，例如，一个维度可以被视为一个子载波。如映射矩阵F中所示，用户设备UE1占用了第1、2、3维度，用户设备UE2占用了第1、2、4维度，用户设备UE3占用了第1、3、4维度，用户设备UE4占用了第2、3、4维度。

图1B示出了SCMA系统的接收机因子图示例。在该因子图中，方块代表变量节点(variable node)，圆圈代表函数节点(function node)，上面所述的因子图矩阵F体现了变量节点和函数节点之间的连接关系。从图1B中所示的因子图可以看出，这样的因子图矩阵会导致出现如加粗线绘出的四环结构(注意，虽然图1B中仅用加粗线绘出了一个四环结构，但是实际上存在多个四环结构)。一般而言，四环结构被认为会降低MPA检测的准确性，从而导致系统的误码率性能劣化。

可以发现，如果在因子图矩阵F中任意两列之间的重叠维度大于一个，都会出现四环结构。已知的SCMA码本设计无法很好的解决这个问题，因为此时因子图矩阵的设计已经是最优了。

进一步地，除了SCMA之外，例如PDMA之类的其他基于非正交资源的多址接入也可能存在由于不同用户设备占用的传输资源重叠过多而导致接收端检测性能劣化的情况。因此，存在改进现有的基于非正交资源的多址接入系统以提高系统性能并同时尽可能保留原有性能增益的需求。

为此，本公开提出了对于已知的基于非正交资源的多址接入系统的改进方案，特别是对于基于非正交资源的多址接入系统的发送端和接收端的改进方案。下面以SCMA为例详细描述本公开的实施例。

3.本公开的第一实施例

3-1.根据第一实施例的发送端的电子设备

下面参照图2来描述根据第一实施例的发送端的电子设备。图2是示出了根据本实施例的发送端的电子设备200的框图。

如图2中所示，电子设备200可以包括通信单元201、存储器202和处理电路203。

通信单元201可被配置为在处理器电路203的控制下与下面将描述的接收端的电子设备300进行通信。通信单元201可以被实现为发射机或收发机。在一个实例中，通信单元201可以被实现为天线器件和射频电路等通信接口部件。通信单元201用虚线绘出，因为它还可以位于处理电路203内或者位于电子设备200外。

存储器202可以存储由处理电路203产生的信息、用于电子设备200操作的程序和数据、将由通信单元201发送的数据和信息。存储器202用虚线绘出，因为它还可以位于处理电路204内或者位于电子设备200外。存储器202可以是易失性存储器和/或非易失性存储器。例如，存储器202可以包括但不限于随机存储存储器(RAM)、动态随机存储存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、闪存存储器。

电子设备200的处理电路203可以提供电子设备200的各种物理层功能。例如，处理电路203可以包括确定单元204和交织单元205。

确定单元204可被配置为确定用于在传输资源集合上进行SCMA的码本信息。如上面所提到的，SCMA码本信息可以包括资源分配信息和/或星座图信息。资源分配信息是关于系统为用户设备的数据传输分配的传输资源的信息，例如，可以是关于为各个用户设备设计的映射矩阵或二进制指示符向量的信息，或者可以是关于为参与SCMA的多个用户设备设计的因子图矩阵的信息，如前面第1部分的概念介绍所述。

星座图信息是关于为用户设备的数据传输设计的调制方式的信息。在一个示例中，星座图信息可以包括关于母星座图的信息和关于星座图操作的信息。在一个示例中，星座图是基于首先确定母星座图、然后确定星座图操作而确定的，对于多个用户设备而言，母星座图是公共的，差异在于不同用户设备具有针对母星座图的不同星座图操作，其中星座图操作例如可以是相位旋转、维度置换、星座共轭或其组合。

典型地，SCMA码本是由控制设备设计或选择的，例如，控制设备可以基于当前接入的用户设备的数量、调制方式、期望的资源数量、可用资源数量等来设计用于多个用户设备进行SCMA的码本。SCMA码本可以是动态地设计的，也可以是预先设计的并根据实际场景从中选择所要使用的。从设计的流程上看，一般先设计映射矩阵，给不同的用户设备分配资源，再基于映射矩阵设计N维星座图。当然，也可以进行两者的联合设计。一般来说，联合设计的复杂度比先后设计的复杂度高得多。

在一个示例中，当电子设备200被实现为控制设备时，码本信息可以作为控制设备执行码本设计和码本分配的结果而被确定。在一个示例中，码本设计和码本分配可以由电子设备200的处理电路203执行，并且多个用户设备的码本信息可以被处理电路203(例如，确定单元204)直接获得。在替代性示例中，码本设计和码本分配可以由其他部件执行，并且码本信息可以被输入到处理电路203的确定单元204。

在另一个示例中，当电子设备200被实现为用户设备时，电子设备200的确定单元204通过通信单元201获得从控制设备传送的码本信息，该码本信息可以仅与该用户设备相关联。

电子设备200的交织单元205可被配置为根据由确定单元205确定的码本信息来针对同一用户设备的预定数量Q≥2的码字的非零元素进行交织，以便进一步降低多个用户设备之间在SCMA过程中的相关性。在因子图矩阵的每一行代表一个子载波的情况下，经交织的码字(QK维码字)由电子设备200通过通信单元201在Q个时域单元(例如，SCMA符号或时隙)发送。

交织单元205优选地执行特定的交织操作，虽然也可以仅以分散干扰为目的进行交织操作而带来性能提升，但是不一定能够和SCMA码本差异带来的增益叠加带来最优效果。因此，更期望交织单元205能够在降低SCMA过程中的相关性的同时保留SCMA系统原有的码本差异。

3-2.根据第一实施例的通信方法

图3示出根据本公开的实施例的用于无线通信系统的发送端的通信方法的流程图。该通信方法例如可以用于如图2所示的电子设备200。

如图3中所示，在步骤S301中，确定用于在传输资源集合上进行基于非正交资源的多址接入的码本信息。该步骤可以由图2中描述的电子设备200的处理电路执行，具体来说，由确定单元204执行。

在步骤S302中，根据所述码本信息来对同一用户设备的至少两个码字在传输资源集合上的占用元素进行交织，以便降低多个用户设备之间在基于非正交资源的多址接入过程中的相关性。该步骤可以由图2中描述的电子设备200的处理电路执行，具体来说，由交织单元205执行。类似地，期望在交织步骤S302中执行的交织操作能够在降低SCMA过程中的相关性的同时保留已知SCMA的主要码本差异性。

3-3.交织操作需要满足的条件或准则

下面将详细讨论交织单元205在步骤S302中执行的交织操作期望满足的条件或准则。

在设计交织操作的时候，对SCMA码本设计的增益进行分析，明确SCMA码本设计的增益来源，从而所设计的交织操作应尽量保留带来增益的SCMA码本特征，并在此基础上通过分散干扰来进一步提升系统性能。

SCMA系统的性能增益主要来源于其复杂的码本设计。通过码本设计，可以使不同用户之间的码本差异尽可能大，从而有利于接收端的多用户检测。如上面所述，已知的SCMA码本设计过程一般可以分成两部分：星座图设计和映射矩阵(对于多个用户设备来说是因子图矩阵)设计。映射矩阵设计代表了给用户设备分配传输资源(由非零元素指示)的过程。当不同的用户设备占用了相同的传输资源时，即，因子图矩阵中的列之间存在重叠的非零维度，此时需要进行星座图操作以提供用户间的伪正交性从而将重叠的用户设备区分开来。

星座图设计可以进一步由两部分构成：母星座图设计和星座图操作。通过基于相同的母星座图而进行不同的星座图操作，能够生成不同的星座图以供不同用户设备使用。经过不同的星座图调制之后，不同用户的数据信息能够在接收端被区分并被分离。

每种调制方式对应一个母星座图，母星座图的示例可参照图4A和4B的左侧部分。调制方式典型地可以是正交幅度调制(QAM)，例如4QAM、16QAM等。但是，调制方式也可以是其他类型的调制方式，例如QPSK等。

星座图操作一般包括以下几种：相位旋转、星座共轭、以及维度置换。星座图操作不限于此，并且包括其他适当的星座图操作。相位旋转操作是将用于各个用户的星座图相对于母星座图进行旋转的操作。星座共轭操作是构造出与母星座图关于实轴对称的星座图的操作。维度置换操作主要用于母星座图不同维度上功率差别较大的情况，通过对母星座图的维度进行不同的置换，可以避免不同用户设备在同一维度上使用母星座图的同一维度分量，从而使得不同用户设备在同一维度的功率差异尽可能大。

在SCMA码本不同的情况下，交织单元205执行的交织操作可能是不同的，因此，需要基于SCMA码本信息来设计交织操作。

本文主要以两种常用的SCMA码本设计方式为示例，分别称之为码本设计1和码本设计2，例如：

码本设计1：通过最小化用户设备间重叠维度数来设计每个用户设备的映射矩阵；母星座图由N个维度上的相同的QAM组成；不同用户设备的星座图采用相位旋转来差异化，星座图的相位旋转角度差为90°/J度。图4A中示出了码本设计1的示例；

码本设计2：通过最小化用户设备间重叠维度数来设计每个用户设备的映射矩阵；母星座图由N个维度上具有不同功率的QAM组成；不同用户设备的星座图采用维度置换来差异化。图4B中示出了码本设计2的示例。维度置换指的是不同用户使用的母星座图的维度顺序不同。如图4B中所述，母星座图在不同维度上的功率不同，维度1的星座功率大于维度2的星座功率，维度2的星座功率大于维度3的星座功率。第1个用户设备使用母星座图的维度顺序为(1,2,3)，而第2个用户设备使用母星座图的维度顺序为(3,1,2)。维度置换可以使得在重叠维度上，不同用户设备使用的星座图功率差异尽可能大，从而使得接收端能够区分不同的用户设备。

通过分析码本设计1，可以发现码本增益主要来源于以下两个特征：不同用户设备所占用的非零维度、不同用户设备的相位旋转角度。前者决定了用户设备之间的重叠维度，可以由因子图矩阵直观体现；后者决定了在重叠维度上用户设备的星座图之间的差异。交织操作可以通过保留上述两个码本特征来保留SCMA码本的主要增益。加入交织后，用户设备之间的重叠维度和重叠维度上的星座图的旋转角度差不发生变化。

针对如码本设计1这样的码本设计，提出交织操作需要遵循的交织准则1：交织操作仅发生在同一用户设备的非零维度上。

图5A示出了根据本公开的基于交织准则1的交织操作示例，在该示例中，仅对同一用户设备的多个码字的非零维度上的元素(占用元素)执行交织操作。如图5A中所示。在执行基于交织准则1的交织操作之后，不同用户设备的重叠维度上的星座图旋转角度差并不会发生变化，依然保持在90°/J度。同时，这种交织操作并不会使得各个用户设备所占用的传输资源发生变化，即，各个用户设备所占用的非零维度不变。因此，这种交织操作可以保留SCMA码本设计1的主要增益。

通过分析码本设计2，可以发现码本增益主要来源于以下两个特征：用户设备所占用的非零维度，用户设备的维度置换。前者决定了用户设备之间的重叠维度，可以由因子图矩阵直观体现；后者决定了重叠维度上的星座图之间的差异，可以由不同的功率体现。

对于如码本设计2这样的码本设计，如果仅遵循上面所述的交织准则1，即，交织操作发生在同一用户设备的不同码字的所有非零维度上，则有可能造成不同用户设备在重叠维度上的功率差异发生变化。图5B示出了在码本设计2的情况下仅满足交织准则1的示例，如图5B中所示，在交织操作之后，用户设备UE1和UE2在重叠维度(第2维度)上使用了具有相同功率的星座图，这不利于接收端进行用户设备区分。

在这种情况下，交织操作需要遵循更为严格的交织准则2：交织操作仅发生在同一用户设备的相同非零维度上。

图5C示出了根据本公开的基于交织准则2的交织操作示例，在该示例中，仅对同一用户设备的多个码字的非零维度上的元素(占用元素)执行交织操作。在图5C中，以用户设备UE1为例，码字1中的第1维度中的元素仅和码字2中的第1维度中的元素进行交换(因为只有两个码字，所以交织可视为交换，如果对Q>2个码字进行交织，则应该进行这Q个码字的相同维度内的位置调整)，码字1中的第2维度中的元素仅和码字2中的第2维度中的元素进行交换，以此类推。

可以看出，基于交织准则2的交织操作可以保持各个用户设备之间的重叠维度不变。同时，因为不同码字的相同维度的星座功率是一样的，交换不同码字的相同维度中的元素并不会改变星座功率，所以重叠维度上的不同用户设备的功率差异也不变。因此，这种交织方式可以保留SCMA码本设计2的主要增益。

应注意，交织准则2也适用于SCMA码本设计1。也就是说，基于交织准则2的交织操作能够适用于更广泛的码本设计。另外，可以理解，SCMA码本设计1和2是可能叠加在一起应用的，例如在SCMA码本设计2的基础上进一步对不同用户设备的星座图采用相位旋转来差异化，那么，采用交织准则2可保留SCMA码本的差异。

以上描述了电子设备200的交织单元205应该执行何种交织操作的基本准则。虽然交织准则1和交织准则2是通过分析利用相位旋转的码本设计1和利用维度置换的码本设计2提出的，但是应注意，这并不意味着交织准则1和交织准则2的适用范围仅限于此，可以基于以其他方式设计的码本的信息来适当地选择交织准则，具体的交织器设计和交织操作可参见后面第4-5部分的实现示例。例如，在码本设计1的基础上，还可以进行更复杂的SCMA码本设计，其中同一用户设备的不同维度上的星座图进一步采用相位旋转来差异化，不同维度星座图的相位旋转角度差为90°/N度，类似地，亦可以应用交织准则2。

图5D示出了根据本公开的实施例的由交织操作带来的影响。其中图5D的左侧示出了在不进行交织的情况下的联合因子图矩阵示例，图5D的右侧示出了在进行交织的情况下的联合因子图矩阵示例。联合因子图矩阵是根据上面所例示的因子图矩阵F生成的，联合因子图矩阵的行表示J个用户的QJ个码字，列表示Q个码字共占用的QK个传输资源，在某些情况下可以视为扩展的资源分配参数。

考虑在两个时域单元例如时隙发送Q＝2个码字的情况。其中，T＝1表示第1个时隙，T＝2表示第2个时隙；J＝1、2、3、4表示用户的编号；Q＝1表示码字1，Q＝2表示码字2；矩阵中的元素反映了各个用户的稀疏码字在传输资源单元维度、发送时隙等的占用情况。

如图5D中所示，左边的矩阵表示与已知的SCMA系统对应的联合因子图矩阵。由虚线划分的左上和右下的子矩阵是上面提到的因子图矩阵F。J＝4个用户设备的在左上角的码字1在第1个时隙发送，而右下角的码字2在第2个时隙发送。

右侧的联合因子图矩阵的上半部分表示第1个时隙(T＝1)要发送的码字，而下半部分表示第2个时隙(T＝2)要发送的码字。例如，如联合因子图矩阵的第1、5列中所示，对于第1个用户设备，在第1个时隙发送码字1的全部分量，在第2个时隙发送码字2的全部分量。这是因为如图5D中所示的那样，第1个用户的码字1和码字2之间不发生交织。如联合因子图矩阵的第2、6列中所示，对于第2个用户设备，在第1个时隙发送码字1的第1、4维度上的元素和码字2的第2维度上的元素，以及在第2个时隙发送码字1的第2维度上的元素和码字2的第1、4维度上的元素。其他用户设备类似。

特别地，图5D中的交织操作基于交织准则2，即，仅发生在同一用户设备的2个码字的相同非零维度上。例如在一种实现示例中，用户设备UE1的码字1和码字2之间不发生交织，或者可以说发生了保持原序的交织。用户设备UE2的码字1和码字2的第2维度上发生了交织(交换)。用户设备UE3的码字1和码字2的第3、4维度上发生了交织(交换)。用户设备UE4的码字1和码字2的第3维度上发生了交织(交换)。注意，图5D仅示出了可能的交织示例，并不意味着用于各个用户设备的交织操作仅限于此示例。

如图5D中所示，经过上述交织操作之后，虽然取决于码本，不同用户设备之间重叠使用的传输资源未改变，但是在特定时域模块利用重叠的传输资源发送的码字分量来自参与交织的两个码字，例如，对于第1个用户设备的码字1而言，虽然依然受到来自第2个用户设备的两个维度(第1、2维度)的干扰，但是这两个维度的干扰分别来自于第二个用户的码字1和码字2。也就是说，由于所使用的传输资源重叠而导致的用户设备的码字间干扰被分散到在不同资源例如时域模块(例如时隙)发送的两个码字，并且用户设备的任何码字与其他用户设备的任何码字的重叠维度都不大于1。这意味着在根据本实施例的SCMA系统中不同用户设备间的相关性降低。由此可见，经过交织操作之后，任何一列与其他所有列最多只有1个维度的重叠。也就是说，加入的交织操作打破了已知的SCMA系统中的四环结构，从而既降低SCMA过程中的相关性又保留已知的SCMA的主要性能增益，提高了系统性能。

3-4.根据第一实施例的接收端的电子设备

图6是示出了根据本实施例的接收端的电子设备600的框图。

电子设备600可以包括通信单元601、存储器602和处理电路603。

通信单元601可被配置为在处理器电路603的控制下与下面将描述的发送端的电子设备200进行通信。通信单元601可以被实现为发射机或收发机。在一个实例中，通信单元601可以被实现为天线器件和射频电路等通信接口部件。通信单元601用虚线绘出，因为它还可以位于处理电路603内或者位于电子设备600外。

存储器602可以存储由处理电路603产生的信息、用于电子设备600操作的程序和数据、将由通信单元601发送的数据和信息等。存储器602用虚线绘出，因为它还可以位于处理电路604内或者位于电子设备600外。存储器602可以是易失性存储器和/或非易失性存储器。例如，存储器602可以包括但不限于随机存储存储器(RAM)、动态随机存储存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、闪存存储器等。

电子设备600的处理电路603可以提供电子设备600的各种功能。例如，处理电路603可以包括确定单元604和检测单元605。

确定单元604可以被配置用于确定SCMA码本信息和交织配置信息。如上面所提到的，SCMA码本信息可以包括资源分配信息和/或星座图调制信息。交织配置信息是关于在发送端设备中使用的交织器(例如，电子设备200的交织单元205)的配置信息，如上面所提到的，交织器是基于相应的码本信息而配置的。交织配置信息还可参照后面第4-3部分的详细描述。在一个示例中，交织配置信息可以包括交织器的编号，并且电子设备600中已经预先存储了与该编号对应的交织器有关的信息。在另一个示例中，交织配置信息还可以包括交织器所采用的交织准则和交织器的种类，从而电子设备600可以推导出交织器的具体配置。交织配置信息也可以是其他类型的信息，只要电子设备600能够基于由确定单元604确定的码本信息和交织配置信息来执行检测即可。注意，因为接收端的电子设备需要执行多用户检测算法，所以由确定单元604确定的码本信息和交织配置信息与参与SCMA的所有用户设备相关联。

在一个示例中，当电子设备600被实现为控制设备时，控制设备可以通过码本设计方法和码本分配方法来生成用于参与SCMA的所有用户设备的码本信息。基于该码本信息，控制设备可以通过具体的交织器设计方法来配置用于所有用户设备的交织器并且生成相应的交织器配置信息。上述过程可以由电子设备600的处理电路603实现，并且确定单元304可以直接确定码本信息和交织器配置信息。在替代性实施例中，上述过程可以由其他部件实现，并且码本信息和交织器配置信息可以被输入到确定单元604。

在另一个示例中，当电子设备600被实现为用户设备时，电子设备600的确定单元604通过通信单元601获得从控制设备传送的码本信息和交织器配置信息，该码本信息和交织器配置信息是参与SCMA的所有用户设备的码本信息。

检测单元605可以被配置为基于由确定单元604确定的码本信息和交织器配置信息来对接收的信息进行检测以得到相应用户设备的信号。在一个示例中，检测单元605可以被配置为基于码本信息和交织器配置器信息来对在多个时域单元(例如多个时隙)接收的信号进行联合解码。例如，检测单元605可以基于码本信息和交织器配置器信息来生成联合因子图矩阵，并且利用所生成的因子图矩阵来执行检测。在一个示例中，检测单元605可以实施为MPA检测器。

3-5.根据第一实施例的另一通信方法

图7示出根据本公开的实施例的用于无线通信系统的接收端的通信方法的流程图。该通信方法例如可以用于如图6所示的电子设备600。

如图7所示，在步骤S701中，确定多个用户设备的用于基于非正交资源的多址接入的码本信息以及交织配置信息。该步骤可以由图6中描述的电子设备的处理电路执行，具体来说，由确定单元604执行。

在步骤S702中，根据所述码本信息和所述交织配置信息来对接收的信号进行检测以得到相应用户设备的信号。该步骤S702可以由图6中描述的电子设备的处理电路执行，具体来说，由检测单元605执行。类似地，期望在交织步骤S302中执行的交织操作能够在降低SCMA过程中的相关性的同时保留已知的SCMA的主要性能增益。

与已知的SCMA系统相同，根据本实施例的接收端设备例如电子设备300可以被实现为MPA检测器以利用MPA检测来区分不同的用户设备以及不同的码字。但与已知的SCMA系统不同的是，由于在发送端使用了交织操作，电子设备300应在接收到完整的QK维重叠符号后，才能进行检测。另外，如图1A中所示，已知的SCMA中MPA检测的对象是K维的重叠符号因子图上只有J个变量节点和K个函数节点，变量节点和函数节点之间的连接关系可以直接由K×J维的因子图矩阵决定。然而，在本实施例中，MPA的因子图上存在QJ个变量节点和QK个函数节点，需要用QK× QJ维的因子图矩阵(下文中称为联合因子图矩阵)才能完整的刻画变量节点和函数节点之间的连接关系。

电子设备600的检测单元605可以依据图5D中的右边所示的联合因子图矩阵来执行检测。图8示出了与图5D的联合因子图矩阵对应的接收机因子图示例。

图8左边的因子图与图5D左边的联合因子图矩阵对应，用于已知的SCMA检测器。SCMA检测器例如MPA检测器分别对在第1个时隙接收的信号和在第2个时隙接收的信号进行码字检测。

图8右边的因子图与图5D右边的联合因子图矩阵对应，用于根据该实施例的SCMA检测单元605。根据本实施例的联合因子图矩阵，电子设备300的检测单元605对在第1、2个时隙接收的信号进行联合检测。因子图中包括QJ＝8个变量节点和QK＝8个函数节点。该因子图中不存在四环结构。因此，交织操作的加入能够有效地打破四环结构，从而既降低SCMA过程中的相关性又保留已知的SCMA的主要性能增益，提高检测单元605的检测准确性。

以上已经参照附图详细描述了根据本实施例的发送端和接收端的电子设备的示例。电子设备200和电子设备600及其各个单元是用于实施本公开中描述的处理的示例性和/或优选的模块。这些模块可以是硬件单元(诸如中央处理单元、场可编程门阵列、数字信号处理或专用集成电路等)、软件模块(诸如计算机可读程序指令)或它们的组合。

此外，由各种模块构成的设备可以作为功能模块被并入到诸如计算机之类的硬件设备中。除了这些功能模块之外，计算机当然可以具有其他硬件或者软件部件。

3-6.根据第一实施例的信令流程

下面针对上行传输和下行传输这两种应用场景来详细描述根据本实施例的SCMA系统的通信过程。根据本实施例的SCMA系统将在下文中被称为交织SCMA(I-SCMA)系统，其具体实现示例将在随后第4和第5部分给出。

3-6-1.根据第一实施例的上行传输信令流程

图9A示出了根据本实施例的上行传输信令流程。

在上行传输的情况中，电子设备200可以被实现为用户设备，电子设备300可以被实现为控制设备，例如基站。

在一个示例中，电子设备200除了包括通信单元201、存储器202和处理电路203之外，还包括多个SCMA编码器，以进行并行的多路数据传输，其中的每一路可以视为上述的示例中的一个用户来进行SCMA操作。该多个SCMA编码器可以由处理电路203实现，或者可以由处理电路203以外的部件实现。电子设备200相应地包括与该多个SCMA编码器对应的多个交织单元205。交织单元205可以被实现为交织器。通信单元201可以被实现为SCMA发射机或收发机。

如图9A中所示，在步骤S11中，用户设备UE1和UE2分别发送例如前文第1部分的概念介绍中提到的信道探测参考信号SRS至控制设备，用于UE1和UE2的上行信道估计。

在步骤S12中，控制设备基于预定算法来确定UE1和UE2的码本信息ICB(Information of Codebooks)和交织器配置信息IOI(Information of Interleaver)或者也可称为交织配置信息。基于UE1和UE2各自的信道状态，控制设备进行码本设计和码本分配(在一些示例里该过程也可以视为上行调度的一部分，相关的工作可参见第1－2部分进行理解，在此不作详细描述)，确定UE1和UE2的ICB；基于UE1和UE2的ICB，控制设备设计将由UE1和UE2使用的交织器，并且确定UE1和UE2的IOI，其中对于不同的码本设计，可以采用前文第3-3部分中提到的不同交织准则。因此步骤S12可以对应于图7中的接收端执行的方法中的确定步骤S701。

在步骤S13中，控制设备基于UE1和UE2的ICB和IOI来配置SCMA接收机。例如，控制设备可以基于UE1和UE2的ICB和IOI来配置MPA检测器。

在步骤S14中，控制设备将用于UE1的码本信息ICB 1(例如V1和相应星座图)和交织器配置信息IOI 1发送至UE1，并将用于UE2的码本信息ICB 2(例如V2和相应星座图)和交织器配置信息IOI 2发送至UE2，因此步骤S14可以对应于图3中的由发送端执行的方法中的确定步骤S301。在一些快速动态调度的示例中，控制设备将码本信息和交织器配置信息包含在物理层的下行控制信息(DCI)的上行授权(UL grant)格式中提供给UE。在另一些较慢速分配资源的示例中，控制设备将码本信息和交织器配置信息包含在MAC层的控制元素(Control Element)中提供给UE。在又一些半静态分配资源的示例中，控制设备将码本信息和交织器配置信息包含在高层的控制消息(例如包含在RRC消息)中提供给UE。在替代示例中，步骤S13和步骤S14的顺序可以交换或者可以是同时进行。另外，可以理解，在某个UE支持多路SCMA传输的示例中，控制设备将用于该UE的多个码本信息和多个交织器配置信息发送给该UE。

在步骤S15中，UE1和UE2分别基于各自的ICB和IOI信息配置SCMA发射机或收发机，然后UE1和UE2同时向控制设备发送数据。因此，步骤S15可以对应于图3中的由发送端执行的方法中的交织步骤S302。例如，用户设备UE1可以基于ICB 1来对其SCMA编码器进行配置，以用于对将要发送的数据进行SCMA编码；UE1还可以基于IOI1来对其交织器进行配置，以便对由SCMA编码器编码的码字进行交织。用户设备UE2也进行类似的操作。然后，UE1和UE2通过发射机或收发机利用传输资源集合同时发送经交织的码字数据。

在步骤S16中，控制设备根据码本信息ICB和交织配置信息IOI来对接收的信号(即经交织的码字数据)进行检测以得到相应用户设备的信号。例如，控制设备使用基于UE1和UE2的ICB和IOI而配置的SCMA接收机对信号进行检测。因此，步骤S16可以对应于图7中的由接收端执行的方法中的检测步骤S702。

3-6-2.根据第一实施例的下行传输信令流程

图9B示出了根据本实施例的下行传输信令流程。

在下行传输的情况中，电子设备200可以被实现为控制设备，例如基站。电子设备300可以被实现为用户设备。

在一个示例中，电子设备200除了包括通信单元201、存储器202和处理电路203之外，还包括多个SCMA编码器。SCMA编码器可以由处理电路203实现，或者可以不由处理电路203实现。电子设备200相应地包括与SCMA编码器对应的交织单元205。交织单元205可以被实现为交织器。通信单元201可以被实现为SCMA发射机或收发机。

如图9B中所示，在步骤S21中，控制设备发送例如前文第1部分的概念介绍中提到的小区特定参考信号CSI-RS至用户设备UE1和UE2，用于下行信道估计。

在步骤S22中，UE1和UE2反馈各自的下行信道状态至控制设备。

在步骤S23中，控制设备基于预先确定的算法来确定UE1和UE2的码本信息ICB和交织器配置信息IOI。因此步骤S23可以对应于图3中的由发送端执行的方法中的确定步骤S301。基于UE1和UE2各自的信道状态，控制设备进行码本设计和码本分配(在一些示例中该过程作为下行调度的一部分)，确定UE1和UE2的ICB；基于UE1和UE2的ICB，控制设备设计将由UE1和UE2使用的交织器，并且确定UE1和UE2的IOI，其中对于不同的码本设计，可以采用前文提到的不同交织准则。

在步骤S24中，控制设备用所确定的ICB和IOI来配置与UE1和UE2对应的SCMA发射机或收发机。具体而言，控制设备基于UE1的ICB 1来配置用于UE1的SCMA编码器，并且基于UE1的IOI 1来配置与UE1的SCMA编码器对应的交织器；基于UE2的ICB2来配置用于UE2的SCMA编码器，并且基于UE2的IOI2来配置与UE2的SCMA编码器对应的交织器。

在步骤S25中，控制设备将所有UE的ICB(例如F和相应星座图)和IOI发送至UE1和UE2。因此步骤S25可以对应于图7中的接收端执行的方法中的确定步骤S701。每个UE因为要使用多用户检测算法，都需要了解所有用户设备的ICB和IOI。当然，在该步骤S25中控制设备还将标识出用于某UE自身数据的ICB和IOI，例如通过排列各个UE的ICB和IOI的顺序，将针对某UE自身的ICB和IOI排在第一位来标识，或者通过添加额外的旗标(flag)来标识。在一些快速动态调度的示例中，控制设备将所有用户设备的码本信息和交织器配置信息包含在物理层的下行控制信息(DCI)的下行授权(DL grant)格式中提供给UE。在另一些较慢速分配资源的示例中，控制设备将所有用户设备的码本信息和交织器配置信息包含在MAC层的控制元素(Control Element)中提供给UE。在又一些半静态分配资源的示例中，控制设备将所有用户设备的码本信息和交织器配置信息包含在高层的控制消息(例如包含在RRC消息)中提供给UE。由于所有UE的ICB和IOI数据量较大而信令资源较为宝贵，优选地，控制设备还可以通过一定规则的编码来在上述示例的信令中进行传递。在替代示例中，步骤S24和步骤S25的顺序可以交换或可以是同时进行。

在步骤S26中，UE1和UE2基于所有UE的ICB和IOI来配置其SCMA接收机。例如，UE1和UE2基于所有UE的ICB和IOI来配置其MPA检测器。

然后，在步骤S27中，控制设备使用分别基于UE1和UE2的ICB和IOI而配置的SCMA发射机向UE1和UE2传输多码字交织的UE1和UE2的数据。因此，步骤S27可以对应于图3中的由发送端执行的方法中的交织步骤S302。

随后在未示出的步骤中，UE1和UE2根据码本信息ICB和交织配置信息IOI来对接收的信号(即经交织的码字数据)进行检测以得到相应用户设备的信号。例如，UE1和UE2使用基于所有UE的ICB和IOI而配置的多用户检测器对信号进行检测。因此，该步骤可以对应于图7中的由接收端执行的方法中的检测步骤S702。

3-7.根据第一实施例的技术效果

本公开的发明人通过仿真证实了这种性能的提高。图10示出了已知的SCMA系统和根据本公开的实施例的I-SCMA系统关于BER性能的仿真结果。该仿真考虑上行传输的情况，并假设J＝4,K＝4,N＝3,M＝4,Q＝2。已知的SCMA系统和根据本公开的实施例的I-SCMA系统采用相同的码本设计：母星座图由N＝3个维度上的相同的4QAM组成，不同用户设备之间星座图的相位旋转角度差为22.5度；映射矩阵使用上面第2部分提及中的因子图矩阵F。假设信道状态理想，即各个用户设备的信道状态系数为1。MPA算法的迭代次数为10次。得到的仿真结果如图10。

从图10中可以清楚地看出，包含交织器的I-SCMA系统的BER性能明显优于不包含交织器的已知的SCMA系统。因此，根据本公开的第一实施例的I-SCMA系统能够有效地提高接收端的检测准确性以及改善系统性能。

上面已经参照附图描述了根据本公开的第一实施例的电子设备、通信方法、信令流程、技术效果等。为了便于更好地理解以上各个方面，下面将以SCMA为例，详细描述第一实施例的具体实现示例。虽然下面的实现示例讨论的是SCMA系统，但是应注意，它们也可以通过适应性地变型而适用于其他基于非正交资源的多址接入系统，例如PDMA系统等。

4.第一实施例的实现示例1

4-1.根据实现示例1的I-SCMA系统

图11是示出了根据本公开的第一实施例的实现示例1的I-SCMA系统的框图。与参照图1描述的SCMA系统相比，根据实现示例1的SCMA系统的发送端部分1101还包括缓存器和交织器，并且缓存器和交织器位于SCMA编码器中的星座图调制模块和映射矩阵模块之后。下文中，将具有这种配置的I-SCMA系统称为第1型I-SCMA系统。与图1相同的部分将被省略描述。

同样假设J个用户设备的数据要进行传输。在发送端，这J个用户设备的比特信息b₁,…,b_J分别由各自SCMA编码器进行SCMA编码。对于第j∈1,…,J个用户设备，其比特信息由其SCMA编码器编码为K维复数码字d_j。

然而，在比特数据信息b_j被编码为稀疏的复数码字d_j后，并不直接发送，而是在缓存器中等候该用户设备的后续码字的产生。当缓存器中有Q个复数码字时，其中Q是预先确定或预先配置的正整数且Q≥2，由相应的交织器π_j对这些复数码字进行交织，得到QK维复数联合码字x_j。用于不同用户设备的交织器π_j各不相同。

然后，通过交织获得的复数联合码字x_j被传输至接收端。这J个用户的QK维复数联合码字x₁,…,x_J通过相同的传输资源集合被发送，经过信道复用后被叠加成重叠信号。接收端接收到重叠信号，基于各个用户设备的码本信息、交织器信息、信道状态等信息，由接收端的MPA检测器对重叠信号进行检测，并产生检测比特b′₁,…,b′_J。

相比于参照图1描述的已知的SCMA系统，根据本实施例的SCMA系统的不同之处在于还包括缓存器和交织器。由SCMA编码器生成的稀疏码字d_j不是立即被发送，而是被暂时缓存在缓存器中，直到缓存了预定数量(例如，Q个)之后，这Q个稀疏码字被交织以生成经交织的联合码字。这里，由交织器执行的交织操作是对同一用户设备的至少两个码字进行，并且基于码本信息而选择性地遵循上面第3-3部分所述的交织准则1或交织准则2。因此，根据本实施例的I-SCMA系统是一个多码字交织、发送和检测的系统，是一个长扩频/交织的系统(long spreading/interleaving based system)。

注意，虽然图11中的第1型I-SCMA系统所使用的MPA检测器被绘出为与图1中的已知的SCMA系统所使用的MPA检测器相同，但是其除了基于码本信息、信道状态之外，还基于关于在发送端使用的交织器的信息(交织器配置信息)来执行检测。

4-2.根据实现示例1的交织器

在第1型I-SCMA系统的发送端部分，交织器位于SCMA编码器之后，并且被配置为对由SCMA编码器生成的针对同一用户设备的多个稀疏码字进行交织。

期望交织器在执行交织操作的同时，不破坏为用户设备设计的码本差异。因此，可以基于上面所述交织准则1和交织准则2来实现适用的交织器。下面描述适用于第1型I-SCMA系统的交织器的示例性实现。

4-2-1.基于交织准则1的交织器实现

在第1型I-SCMA中，缓冲器和交织器放置在SCMA编码器后面，因此交织器的输入是Q个稀疏码字(共有QK个码字元素)。对于这些稀疏码字，交织器需要保证码字元素为0的位置不变，使交织操作只发生在码字元素不为0的位置(即前文第1部分的概念介绍提到的占用元素)上。

对于J个用户设备，一般需要实现J个不同的交织器。在一个示例中，这J个交织器中的一个可以被设计为原序交织器，也即是不执行任何位置交换。

在一个示例中，实现这J个交织器的算法如下：

1)对于用户设备j(1≤j≤J)，分析SCMA码本中的因子图矩阵，找出第j列中置0的维度，例如维度(共K-N个)；

2)对应输入的稀疏码字，元素为0的位置分别是

3)保证上述位置的码字元素不动，对其他位置的码字元素进行随机交织。

4)重复1)、2)、3)，直至所有用户设备的交织器都产生，不同用户设备的随机交织器不同，交织器长度为QK。

根据上述示例实现的J个交织器可以较大概率地打乱用户设备的重叠维度上的码字元素，尤其是在交织的码字数量Q较大的时候。

根据上述示例实现的交织器是随机交织器。由于随机性，四环结构在一定程度上被去除。。

作为另一个优选示例，用于各个用户设备的交织器可以是无重叠交织器。

任一个交织器都可以用一个交织序列来进行表示，例如(4,3,1,…)，表示原序列的第4个元素放置在交织后序列的第1个位置，原序列的第3个元素放置在交织后序列的第2个位置，依次类推。无重叠交织器可以定义为：任意两个交织序列(两个交织器)在相同位置上的元素不同。单独的无重叠交织器并不能保证完全避免交织之后的任意两个码字之间的重叠维度大于1，关于无重叠交织器的用于完全避免交织之后的任意两个码字之间的重叠维度大于1的更优选实施例可参见第4-2-2节。

无重叠交织器中的一个示例是移位交织器，产生方法如下：

1)产生第一个增序序列(1,2,3,…,Q-2,Q-1,Q)；

2)将该序列向左或向右平移移位，产生第二个序列，例如(Q,1,2,3,…,Q-2,Q-1,)；

3)将第二个序列向相同方向平移移位，产生第三个序列，例如(Q-1,Q,1,2,3,…,Q-2)；

4)重复平移移位的步骤；

5)直至所需的有序序列全部产生，或移位回复至第一个有序序列。

基于上述算法，可以产生Q个移位交织器。由此产生的移位交织器可以用作各个用户设备的交织器。这种方法尤其适用于Q较大的情况，使得所产生的Q个移位交织器满足J个用户设备的需求。

虽然上面的示例中例示了产生移位交织器作为无重叠交织器，但是其他类型的无重叠交织器也可以使用。用于J个用户设备的交织器还可以是随机交织器和无重叠交织器的组合。

4-2-2.基于交织准则2的交织器实现(设计)

在第1型I-SCMA中，交织器的输入是Q个稀疏码字所组成的序列。Q个码字的第k(1≤k≤K)个维度分量在输入序列中的位置为：k，k+K，k+2K，…，k+(Q-1)K。基于交织准则2，要求交织操作发生在不同码字的相同维度上，即要求只能进行k，k+K，k+2K，…，k+(Q-1)K上的码字元素的交织。

为了实现上述的交织要求，本公开提出了基于子交织器的交织器实现方法，即让一个长度为QK的交织器由K个长度为Q的子交织器交替组合而成，如图12A所示。在图12A中，经过交替组合之后，子交织器1将工作于Q个码字(图12A中Q＝2)的第1维度，进行1和1+K(＝5)(图12A中K＝4)位置上的码字元素的交织；子交织器2将工作于Q个码字的第2维度，进行2和2+K(＝6)位置上的码字元素的交织，依次类推。只有属于同一维度的码字元素因为子交织器的作用而进行交织，并且不同维度之间由于使用了不同的子交织器，因此不会发生不同维度上的元素交织。维度k上的子交织器将只进行k，k+K，k+2K，…，k+(Q-1)K上的码字元素的交织。

基于上述实现方法，需要明确的是如何由子交织器交替组合成交织器。在下文中，子交织器/交织器可以由交织序列(i₁,i₂,i₃,…)表示。在此前提下，由K个长度为Q的子交织器形成交织器的交替组合算法如下：

1)对于维度k(1≤k≤K)上的子交织器(i₁,…,i_q,…i_Q)，先进行交织序列变换：形成新的交织序列交织序列被变换为参与交织的码字元素的位置；

2)在所有维度上的子交织器进行交织序列变换后，按以下顺序进行交替组合，组成所需的交织器：

由于子交织器只进行所处同一维度上的码字元素之间的交织，所有通过子交织器交替组合成不同用户的交织器可以满足交织准则2。

基于以上讨论，用于J个用户设备的交织器的第一示例性的实现方法如下：

1)产生JK个不同的长度为Q的子交织器，子交织器可以是随机交织器，也可以是无重叠交织器；

2)对于用户设备j(1≤j≤J)，分配K个子交织器，用于不同码字的相同维度上的元素的交织，K个子交织器交替组合(例如利用上面所述的交替组合算法)，形成交织器π_j；

3)重复2)，直至所有用户设备的交织器产生。

根据该示例的交织器实现方法适用于Q比较大的情况。对于J个用户设备，总共需要分配JK个不同的子交织器，因此上述实现方法要求能够产生足够数量的子交织器。当Q比较小，可能无法产生JK个不同的子交织器。例如，J＝4,K＝4,N＝3,Q＝2时，由于子交织器的长度为2，所以只有两种不同的子交织器，而此时需要的子交织器数量却是16个。

针对这种情况，提出第二种示例性的实现方法，该方法通过对子交织器进行合理的分配，较大程度上降低了子交织器的需求数量，更具适用性。因为交织器的主要目的是让不同用户设备的码字之间的重叠维度不大于1，因此不同用户设备在某个重叠维度上可以使用相同的子交织器以保持1个维度的码字重叠，在另外的重叠维度上使用不同的子交织器以防止相同码字的重叠即可。例如图5D中所示，对于用户设备UE1和UE2，执行交织之前，两个用户设备的码字1的第1维度和第2维度上重叠。此时在维度1上两个用户设备使用相同的子交织器(例如，第1维度的码字元素都不交换顺序)，则两个用户设备的码字1在第1维度上继续重叠，但两个用户设备在第2维度2上将使用不同的子交织器(例如，UE1在第2维度上不交换码字元素顺序，而UE2在第2维度上交换码字元素顺序)，则两个用户设备的码字1将不发生第2个维度的重叠。

基于上述讨论，在一个示例中，通过分配子交织器而产生各个用户设备的交织器的算法如下：

1)产生多个不同的长度为Q的子交织器，编号为1,2,3…，子交织器可以是随机交织器，也可以是无重叠交织器；

2)基于SCMA的因子图矩阵，给各个用户设备所占用的非零维度分配子交织器：

i.对于因子图矩阵F中的第1列，即第1个用户设备，在各个非零维度上都使用子交织器1；

ii.对于因子图矩阵F中的第j列(j≥2)，在各个非零维度上都使用子交织器1，并观察与之前所有列的重叠维度数，使用不同子交织器的同一维度视为不重叠；

iii.若与之前所有列的重叠维度都不大于1，则跳至第j+1列；若和之前任一列的重叠维度数大于1，则认为大于1的重叠维度应当使用不同的子交织器，依次遍历使用子交织器2，子交织器3……直至重叠维度不大于1；

iv.重复ii.，iii.，直至j＝J，所有用户设备所占用的非零维度上都已进行子交织器分配；

3)基于SCMA码本的因子图矩阵，给各个用户设备元素为零的维度分配子交织器1(由于用户设备在这一维度上的码字元素都为零，所以不论按照分配哪一种子交织器，交织结果结果依然是Q个零元素。为方便起见，可以在这种维度使用子交织器1，当然也可以使用其他子交织器或者不分配子交织器。为元素为零的维度也分配子交织器，是为了之后能有K个子交织器交替组成交织器，否则将会只有N个子交织器，组成长度为QK的交织器的过程将需要其他的处理；

4)根据每个用户设备分配到的K个子交织器，交替组合(利用上面所述的交替组合算法)，形成对应的交织器。

在上述算法中使用了不同的子交织器，子交织器可以是随机交织器，所以可以由产生随机交织器的方法进行产生。子交织器也可以是无重叠交织器，例如移位交织器。

下面列举了通过子交织器的交替组合产生用户设备的交织器的具体示例。假设J＝4,K＝4,N＝3,Q＝2。

首先，产生移位子交织器，用交织序列表示为：移位子交织器1：(1,2)；移位子交织器2：(2,1)。因为本示例中的Q＝2，只能产生两个移位子交织器，子交织器个数小于JK，所以无法使用第一种实现方法，只能采用第二种实现方法，即需要对子交织器进行分配，以降低子交织器的需求个数。

按照上述的子交织器分配方法，进行不同用户和不同维度上子交织器分配。可以用子交织器分配矩阵来表示分配结果：

该矩阵表明了每个用户的每个维度应该使用哪一种子交织器。以用户设备UE2(第2列)为例，该用户设备在第1维度上使用子交织器1，在第2维度上使用子交织器2，在第4维度上使用子交织器1。需要注意的是，从右上至左下的对角线代表元素为零的维度，出于便于实现长度为QK的交织器的目的，可以在此维度使用子交织器1，所以用户设备UE2在维度3上使用子交织器1。子交织器的分配保证任意两个用户设备只在一个重叠维度上(元素为零的维度不视为重叠)使用相同的子交织器。

分配好交织器后，根据用户设备分配到的K个子交织器，交替组合(例如利用上面所述的交替组合算法)，形成对应的交织器。本节介绍的无重叠交织器结合子交织设计方法不仅适用于此处的交织准则2，而且也适用于前面4-2-1小节中的交织准则1，从而能够保证完全避免交织之后的任意两个码字之间的重叠维度大于1。在交替组合的过程中，需要根据子交织器所处的维度，先对子交织器的交织序列进行变化。依然以用户设备UE2为例，可参照图12B，方框内的数字表明交织序列：

用户设备在维度1上使用子交织器1，交织序列为(1,2)。因为第2用户设备的Q个码字中属于维度1的码字元素在原序列中所处的位置为：1,5，所以要对交织序列进行变换，以匹配需要进行交织的码字元素所处的位置。因此，变换后的第1维度上的交织序列为(1,5)。

第2用户设备在第2维度上使用子交织器2，交织序列为(2,1)。同样，因为属于第2维度的码字元素在输入序列中所处的位置为：2,6，为了与需要进行交织的码字分量的位置匹配，对交织序列进行变换：因此，变换后的第2维度上的交织序列为(6,2)。

类似地，可以进行第3维度和第4维度上子交织器的交织序列变换，得到即(3,7)，和即(4,8)。

进行变换后的子交织器交替组合，得到第2用户设备的交织器，交织序列为即，(1,6,3,4,5,2,7,8)。交织效果为只有第2维度上的码字元素被交换，其余维度上的码字元素位置不变。

至此，实现了可供用户设备UE2使用的交织器。

4-3.交织器配置信息IOI的交互

基于不同用户设备的SCMA码本，实现对应的交织器之后，需要将关于交织器配置的信息在发送端和接收端进行交互。例如，在上行传输的情况中，如果在控制设备实现了各个用户设备的交织器，则需要将交织器配置信息IOI告知各种用户设备，用户设备可以根据各自的交织器配置信息来配置发射机中的交织器。任何一个交织器都可以用对应的交织序列来进行表示。因此，交织序列包含了对应交织器的所有信息。在一个示例中，可以通过发送交织序列的方式进行交织器配置信息的交互。

但是由于交织序列的长度为QK，传输交织序列需要极大的信令开销，这对于实际的无线通信网络来说无疑是负担沉重的。因此，在另一个示例中，可以将预先实现的多个交织器提前存储在控制设备和用户设备，然后由控制设备根据SCMA码本从存储的多个交织器中选择合适的交织器进行使用，这样可以很大程度上降低信令开销。在该示例中，交织器信息可以包括交织器编号，例如在已经针对不同的码本设计结果预先存储了不同类型的经编号的交织器的情况下，可以仅交互交织器编号。或者可以还包括以下内容：交织准则，例如交织准则1或交织准则2；交织器种类，例如基于随机子交织器的交织器或基于无重叠子交织器的交织器。交织准则的选用取决于SCMA码本信息，并指导之后的交织器选择。交织器编号是遵循同一种交织准则且种类相同的交织器的编号。

参与交织的码字数量Q存在一定的取值范围。下限与不同用户设备之间的重叠维度有关，重叠维度越大，则所需参与交织的最小码字数量越大。上限取决于用户业务的容忍时延，容忍时延越短，则参与交织的最大码字个数越小。考虑到本文中设计的交织器大多基于随机交织器而产生。对于随机交织器而言，参与交织的符号个数越多，其随机性越强，用户设备在SCMA过程中的相关性越能得到降低，系统性能越好。因此，从这个角度来看，Q应该选择取值范围内的最大值，以实现最好的性能。另外，实时地交互参与交织的码字数量Q会增加信令开销，所以可以在建立传输系统之前预先配置交织码字数量Q。

4-4.根据实现示例1的SCMA检测器

如上面所述的，接收端设备(例如电子设备300)基于用户设备的码本信息ICB和交织器配置信息IOI来配置SCMA检测器，例如检测单元605，以便检测出相应用户设备的码字数据。在一个示例中，接收端设备利用所确定的码本信息ICB和交织器配置信息IOI来对接收信号进行联合检测，即，直接对在多个时域单元上接收的信号作为整体执行检测，而非对单个时域单元上接收的信号依次检测。

在一个示例中，检测器基于码本信息和交织器配置信息来产生联合因子图矩阵，并利用所生成的联合因子图矩阵来执行检测，例如，执行MPA检测。在这种意义上，联合因子图矩阵可以视为扩展码本中的资源分配参数。联合因子图矩阵的产生算法例如可以是：

1)基于每个用户设备的交织器配置信息，恢复出每个用户设备的交

织器配置，用交织序列表示，长度为QK；

2)根据码本信息中的K×J维因子图矩阵与交织码字个数Q，形成

QK×QJ维的未交织联合因子图矩阵，例如图5D左边的矩阵；

3)对于用户设备j(1≤j≤J)，选择未交织联合因子图矩阵中与该用

户设备对应的列：第j列，第j+J列，第j+2J列，……，第

j+(Q-1)J列，共有Q列。这Q列分别代表了用户设备j的Q个码字，

抽取这些列按顺序组成一个QK×Q维矩阵；

4)基于长度为QK的交织序列，对QK×Q维矩阵进行按行交织；

5)对于交织后的QK×Q维矩阵，按列取代未交织联合因子图矩阵中

的对应列；

6)重复3)、4)、5)，直至针对所有用户设备完成上述操作。此时的

QK×QJ维矩阵就是所需要的联合因子图矩阵。

基于联合因子图矩阵、接收信号以及信道状态信息，MPA检测器可以较好的分离不同用户设备的数据。同时可以发现，交织操作并没有增大同一维度的用户设备重叠数量，所以并不会增大MPA检测器的复杂度。

以上已经描述了本公开的第一实施例的实现示例1的多个方面，例如第1型I-SCMA系统结构、交织器设计、交织器配置信息的交互、检测器等。虽然其他的方面未详细描述，但是本领域技术人员可在阅读本公开的其他部分之后进行理解。

5.根据第一实施例的实现示例2

下面将描述第一实施例的另一个实现示例，并且主要介绍与实现示例1不同的特征，在能够实现的情况下，未详细描述的其他特征可参照实现示例1理解。

5-1.根据实现示例2的I-SCMA系统

图13是示出了根据本公开的实现示例2的I-SCMA系统的框图。与参照图11描述的第1型I-SCMA系统相似，根据实现示例2的SCMA系统的发送端部分1301也包括缓存器和交织器。不同之处在于缓存器和交织器不位于SCMA编码器中的星座图调制模块和映射矩阵模块之后，而是位于它们之间。下文中，将具有这种配置的I-SCMA系统称为第2型I-SCMA系统。与图11相同的部分将被省略描述。

同样假设有J个用户设备需要进行数据传输。这J个用户设备的比特数据信息b₁,…,b_J将分别被输入各自的发射机中，并由相应SCMA编码器进行SCMA编码。对于用户设备j∈1,…,J，首先，其比特数据信息由相应SCMA编码器中的N维星座图调制模块g_j调制为N维复数符号c_j。

在比特数据信息b_j被调制成N维复数符号c_j后，并不直接进行高维映射，而是被缓存到缓存器中以等候其他N维复数符号的产生。当缓存器中有Q个N维复数符号时，其中Q是预先确定或预先配置的正整数且Q≥2，由相应的交织器π_j对这些N维复数符号进行交织，得到得到QN维的复数联合符号e_j。用于不同用户设备的交织器π_j各不相同。可以将QN维的复数联合符号e_j视为Q个N维符号(与N维复数符号c_j不同，此处的N维符号只是交织后的符号序列中连续的N个连续符号)顺序相连。QN维的复数联合符号e_j(即，Q个N维符号)被输入映射矩阵模块。映射矩阵模块执行将N维符号映射成K维码字的操作，并依次映射Q次，直至将QN维复数联合符号e_j映射成QK维复数联合码字x_j。

然后，通过交织获得的复数联合码字x_j被传输至接收端。这J个用户设备的QK维复数联合码字x₁,…,x_J在Q个时域单元(例如，Q个时隙)通过相同的传输资源集合被发送，经过信道复用后被叠加成包含J个用户的数据信息的重叠信号。接收端的SCMA接收到重叠信号y，基于各个用户设备的码本信息、信道状态、交织器信息等先验信息，由接收端的MPA检测器对重叠符号进行检测，并产生检测比特b′₁,…,b′_J。

与上述第1型I-SCMA系统直接对经过SCMA编码器生成的稀疏码字进行交织不同，第2型I-SCMA系统是通过先对经星座图调制的至少两个高维、非稀疏符号进行交织并然后将经交织的符号映射为稀疏码字来实现对于至少两个码字的交织。虽然交织和映射的顺序调换，但是第1型I-SCMA系统和第2型I-SCMA系统的发送端部分生成相同的Q个K维稀疏码字，也就是说，尽管操作顺序不同，但是结果得到的高维码字是相同的。因此，从这个意义上讲，根据第2型I-SCMA系统也是一个多码字交织、发送和检测的系统，是一个长扩频/交织的系统。

与第1型I-SCMA系统类似地，第2型I-SCMA系统所使用的SCMA检测器例如MPA检测器除了基于码本信息、信道状态之外，还基于关于在发送端使用的交织器的信息(交织器配置信息IOI)来执行检测。

5-2.根据实现示例2的交织器

在第2型I-SCMA系统的发送端部分，交织器位于星座图调制模块之后、映射矩阵模块之前。因此，交织器的输入是Q个N维复数信号这些N维复数信号并不是稀疏的，即不存在元素为0的维度。

期望交织器在执行交织操作的同时，不破坏为用户设备设计的码本差异。因此，可以基于上面所述交织准则1和交织准则2来实现适用的交织器。下面描述适用于第2型I-SCMA系统的交织器的示例性实现。

5-2-1.基于交织准则1的交织器实现(设计)

由于交织器的输入是Q个非稀疏的N维复数符号，因此可以直接对Q个N维复数信号进行交织。对于J个用户设备，J个不同的交织器的实现算法如下：

1)对于用户设备j(1≤j≤J)，输入交织器的是Q个N维复数信号

对这些复数信号进行随机交织；

2)重复1)，直至所有用户设备的随机交织器都产生，不同用户设备的随机交织器不同，交织器长度为QN。

根据上述示例实现的J个交织器可以较大概率地打乱用户设备的重叠维度上的符号元素，尤其是在交织的码字数量Q较大的时候。

5-2-2.基于交织准则2的交织器实现

在第2型I-SCMA系统中，先进行交织，再进行高维映射，交织器的输入是Q个N维复数符号。假设交织发生在不同N维复数符号的相同维度上，在这种情况下，经过映射矩阵模块映射后，交织也只发生在不同码字的相同维度上，因此也遵循交织准则2。

作为第一种示例性的实现方法，用于J个用户设备的交织器的实现方法如下：

1)产生JN个不同的长度为Q的子交织器，子交织器可以是随机交织器，也可以是无重叠交织器(例如移位交织器)；

2)对于用户设备j(1≤j≤J)，分配N个子交织器，用于多个复数符号的相同维度上的交织，N个子交织器交替组合(例如利用上面所述的交替组合算法)，形成交织器π_j；

3)重复2)，直至所有用户设备的交织器产生。

根据该示例的交织器实现方法适用于Q比较大的情况。对于J个用户设备，总共需要分配JN个不同的子交织器，因此上述实现方法要求能够产生足够数量的子交织器。当Q比较小，可能无法产生JN个不同的子交织器。例如，J＝4,K＝4,N＝3,Q＝2时，由于子交织器的长度为2，所以只有两种不同的子交织器，而此时需要的子交织器数量却是12个。

针对这种情况，提出第二种示例性的实现方法，该方法通过对子交织器进行合理的分配，较大程度上降低了子交织器的需求数量，更具适用性。实现方法例如为：

1)产生多个不同的长度为Q的子交织器，编号为1,2,3…，子交织器可以是随机交织器，也可以是无重叠交织器。

2)基于映射矩阵，给各个用户设备所占用的非零维度分配子交织器，相当于给N维复数信号的N个维度分配子交织器：

i.对于映射矩阵F中的第1列，即用户设备1，在各个非零维度上都使用子交织器1；

ii.对于映射矩阵F中的第j列(j≥2)，在各个非零维度上都使用子交织器1，并观察与之前所有列的重叠维度数，使用不同子交织器的同一维度视为不重叠；

iii.若与之前所有列的重叠维度都不大于1，则跳至第j+1列；若与之前任一列的重叠维度数大于1，则认为大于1的重叠维度应当使用不同的子交织器，依次遍历子交织器2，子交织器3……直至重叠维度不大于1；

iv.重复ii.，iii.，直至j＝J，所有用户设备所占用的非零维度上都已进行子交织器分配。

3)根据每个用户设备分配到的N个子交织器，交替组合例如利用上面所述的交替组合算法，形成对应的交织器，交替组合的算法在前面的4-2-2章节中描述的基本一致，只不过这里需要交替组合的维度是N维。

5-3.交织器配置信息的交互

基于各个用户设备的SCMA码本，实现对应的交织器之后，可以将关于交织器配置的信息在发送端和接收端进行交互。交织器配置信息可以包括交织器编号，或者可以包括以下内容：交织准则，例如交织准则1或交织准则2；交织器种类。交织器配置信息也可以是其他类型的信息，只要发送端和接收端均能获知交织器配置即可。

第2型I-SCMA系统采用的交织器除了是对非稀疏的复数符号进行交织之外，与第1型I-SCMA系统采用的交织器本质上相同。因此，交织器配置信息可以类似地在发送端和接收端之间交互，这里不再详细描述。

5-4.根据实现示例2的SCMA检测器

如上面所述的，接收端设备(例如电子设备300)基于用户设备的码本信息ICB和交织器配置信息IOI来配置SCMA检测器，例如检测单元605，以便检测出相应用户设备的码字数据。

在一个示例中，检测器基于码本信息和交织器配置信息来产生联合因子图矩阵，并利用所生成的联合因子图矩阵来执行检测，例如，执行MPA检测。在这种意义上，联合因子图矩阵可以视为扩展码本中的资源分配参数。联合因子图矩阵的产生算法如下：

1)基于每个用户设备的交织器配置信息，恢复出每个用户设备的交织器，用交织序列表示，长度为QN；

2)根据K×J维的因子图矩阵与交织符号个数Q，形成QK×QJ维的未交织联合因子图矩阵，例如图5D左边的矩阵；

3)对于用户设备j(1≤j≤J)，选择未交织联合因子图矩阵中该用户设备对应的列：第j列，第j+J列，第j+2J列，……第j+(Q-1)J列，共有Q列。这Q列分别代表了用户设备j的Q个码字，抽取这些列按顺序组成一个QK×Q维矩阵，再删去这个矩阵的全0行，得到QN×Q维的矩阵；

4)基于长度为QN的交织序列，对QN×Q维矩阵进行按行交织；

5)对于交织后的QN×Q维矩阵，在原位置处补充3)中删去的全0行，重新形成QK×Q维矩阵；

6)对于重新生成的QK×Q维矩阵，按列取代未交织联合因子图矩阵中的对应列；

7)重复3)、4)、5)、6)，直至针对所有用户设备完成上述操作。此时的QK×QJ维矩阵就是所需要的联合因子图矩阵。

基于联合因子图矩阵、接收信号以及信道状态信息，MPA检测器可以较好的分离不同用户设备的数据。

以上已经描述了本公开的第一实施例的实现示例2的多个方面，例如第2型I-SCMA系统结构、交织器设计、交织器配置信息的交互、检测器等。虽然其他的方面未详细描述，但是本领域技术人员可在阅读本公开的其他部分之后进行理解。

注意，虽然在实现示例1和实现示例2中，星座图调制操作、映射操作、交织操作是单独进行的，但是这些操作也可以组合地执行。例如，星座图调制操作可以与交织操作组合，或者交织操作可以与映射操作组合，或者可以以其他的组合执行。

6.本公开的第二实施例

在上面描述的第一实施例中，通过对同一用户设备的多个码字执行交织(例如，直接对稀疏码字交织，或者先对非稀疏符号交织再映射为稀疏码字)，使得不同用户设备的在同一时域单元上的码字(例如UE1和UE2的码字1或码字2)或在不同时域单元上的码字(例如UE1的码字1和UE2的码字2)的重叠维度不大于1，从而降低了在SCMA过程中不同用户设备之间的相关性。

在第二实施例中，不再是通过交织来分散干扰，而是利用扩展的传输资源集合来降低不同设备之间的相关性。

图14是示出了根据第二实施例的SCMA系统的框图。如图14中所示，SCMA系统可以包括发送端部分1401、信道复用部分1402和接收端部分1403。发送端部分1401可以包括星座图调制模块g₁～g_J、缓存器模块、资源分配模块RA₁～RA_J，而接收端部分1403可以包括确定模块、检测模块。

同样假设有J个用户设备的数据需要通过传输资源集合进行传输。这J个用户设备的比特数据信息b₁,…,b_J将分别被输入各自的发射机中。对于用户设备j∈1,…,J，首先，其比特数据信息由N维星座图调制模块高维调制为N维复数符号c_j；在比特数据信息b_j被调制成N维复数符号c_j后，并不直接进行高维映射，而是被缓存到缓存器模块中以等候其他N维复数符号的产生。当缓存器模块中有Q个N维复数符号时，其中Q是预先确定或预先配置的正整数且Q≥2，这Q个复数符号顺序相连然后被输入到资源分配模块中以进行资源映射。资源分配模块可被配置为将传输资源集合扩展到Q个时域单元上以获得扩展的传输资源集合，并且根据资源分配参数将Q个相连的N维复数符号映射为1个QK维复数联合码字x_j，由于QK>QN，所以复数联合码字是稀疏的。其中，资源分配参数指示用户设备j的所述Q个复数符号在扩展的传输资源集合中分别占用的传输资源，使得该Q个复数符号所占用的传输资源不同。

然后，这J个用户设备的J个复数联合码字在多个时域单元通过相同的传输资源集合被发送，经过信道复用后被叠加成重叠信号。接收端部分接收到重叠信号y。接收端部分的确定单元确定所述J个用户设备的SCMA扩展码本，其中该扩展码本包含用户设备在扩展的传输资源集合上的资源分配参数。接收端部分的检测模块基于各个用户设备的扩展码本信息和/或信道状态等先验信息，对接收到的信号进行检测，并产生相应用户设备的检测比特b′₁,…,b′_J。

与参照图1A描述的已知的SCMA系统相比，根据第二实施例的SCMA系统利用包含在扩展的传输资源集合上的资源分配参数的扩展码本来进行资源映射和检测。

下面参照图15详细描述这种扩展的传输资源集合和资源分配参数。图15中以因子图矩阵的形式示出了用于J个用户设备的Q个符号的资源分配参数的示例，其中假设J＝4,K＝4,N＝3,Q＝2。

因子图矩阵的行表示扩展的传输资源集合，每一行表示扩展的传输资源集合中的单个传输资源，例如不同时域单元的子载波。如图15中所示，扩展的传输资源集合包括2个时域单元的传输资源集合(例如，K个子载波)，从而具有8个维度。

因子图矩阵的每一列表示每个用户设备的每个N维符号对于扩展的传输资源集合中的传输资源的占用情况，其中矩阵的左半边对应于各用户设备的第1个符号的映射，右半边对应于第2个符号的映射。例如，图15中着重框出了用户设备UE2的传输资源参数。具体而言，用户设备UE2的第1个符号占用了扩展的传输资源集合中的第1、4、6维度，第2个符号占用了第2、5、8维度。因此，用户设备UE2的Q个符号占用了不同的传输资源。

从图15中可以看出，因子图矩阵中的任何两列重叠的维度不超过1，这意味着任何两个用户设备的符号所占用的传输资源的重叠数量不超过1。因此，当资源分配模块基于该因子图矩阵进行多个用户设备的资源映射时，能够有效地降低了该多个用户设备在SCMA过程中的相关性。

这种以扩展的因子图矩阵表示的资源分配参数能够由控制设备根据预定算法来实现。例如，控制设备可以采用启发式算法来确定：

1)第1列开始，每次添加因子图矩阵的新的一列，并且每一列的非零元素数量等于维度数N，使得与之前的列的非零元素重叠不超过1；

2)判断新的一列是否添加完成，即非零元素的数量是否到达N。如果未完成，则返回步骤1)继续添加该列的下一个元素；如果完成，则进入步骤3)；

3)判断因子图矩阵是否构建完成，即，第JQ列是否完成。如果未完成，则返回步骤1)继续添加下一列的元素，直至因子图矩阵构建完成。

然而，控制设备也可以基于除启发式算法之外的算法来确定因子图矩阵。例如，在维度数N、可用资源数量K较小的情况下，可以基于穷搜算法，即遍历所有可能的因子图矩阵，对比每一种情况下各个传输资源的用户设备重叠数和各个用户设备的映射矩阵的差异，取其中用户设备重叠数最小且各个用户设备的映射矩阵差异性最大的映射矩阵集合，作为最优的因子图矩阵F。

接收端部分1403的确定模块可以确定关于扩展码本的信息，例如确定所述扩展的因子图矩阵。当接收端为控制设备时，确定模块可以直接获取作为控制设备进行因子图矩阵设计的结果的扩展码本信息。当接收端为用户设备时，确定模块可以通过用户设备与控制设备之间的信息交互来获得扩展码本信息。

接收端部分1403的检测模块根据由确定模块确定的扩展码本(例如，扩展的因子图矩阵)信息来执行对于对在扩展的传输资源集合上接收的信号的检测，以得到相应用户设备的数据。由于扩展的因子图矩阵中任意两列重叠的元素数量不超过1，所以与该因子图矩阵对应的接收机因子图中不存在四环结构。因此，用户设备间干扰被分散，系统的性能得到提升。

7.本公开的扩展实施例

上面已经以SCMA为例描述了第一实施例、第二实施例。然而，关于SCMA讨论的各个方面也可以适用于其他的基于非正交资源的多址接入技术，例如PDMA。

PDMA通过多个信号域(如功率域、空域、编码域)的非正交特征图样来区分用户设备，在接收端使用基于串行干扰消除SIC(Successive Interference Cancellation)的多用户设备检测结构实现准最优多用户设备接收。为各个用户设备分配的非正交特征图样类似于在SCMA中为用户设备分配的在不同用户设备之间非正交的一组传输资源。

图16示出了例如用户设备j的PDMA过程。用户设备j的输入数据首先经过QAM星座图调制，成为1维的QAM符号c_j。该QAM符号然后在PDMA编码器中利用PDMA图样矩阵进行图样映射，得到K维的(可能是稀疏的，也可能不是稀疏的)PDMA码字d_j。之后，J个用户设备的信号在信道中复用，接收端接收到K维重叠码字y。接收端可采用SIC算法或BP(Brief Propagation)算法进行多用户检测。BP算法的复杂度比SIC算法的复杂度高，但可以实现更好的解调性能。BP算法的解调过程也可以用因子图表示。

PDMA系统中的数字基带模型为(假设是理想信道):

其中，是K×J维PDMA图样矩阵，的设计很大程度上影响了PDMA系统性能的优劣。

考虑一种简单的PDMA图样矩阵设计，例如对于J＝6,K＝3：

其中，矩阵中的每一列代表一个用户设备的非正交特征图样(由3个维度组成)。每个用户设备将自己的QAM信号复制扩展到一个或多个维度，相当于在这些维度上使用了相同的星座图。例如，用户设备2(第2列)在第1维度和第2维度2进行相同的QAM信号的传输。在这种情况下，PDMA图样设计与在第一实施例中描述的SCMA码本设计1之间有很多相似之处。

从上面的PDMA图样矩阵中可以看出，存在不同用户设备之间的重叠维度大于1的情况。这种重叠在接收端使用BP算法进行检测时，表现为BP算法的因子图中存在着四环结构。图17示出了在PDMA的接收端中采用BP算法执行检测时的因子图示例。如图17中的加粗线所示，因子图中存在着四环结构。这种四环结构同样有可能影响接收端的检测准确性。

为了打破这种四环结构，可以将在上面针对SCMA提出的构思应用于PDMA中。

在一个实施例中，可以在PDMA过程中引入交织操作。在PDMA中，PDMA图样的增益主要体现在不同用户设备占用不同的非零维度。为了在打破四环结构的同时保留PDMA图样的主要增益，需要基于PDMA码本(例如，PDMA图样矩阵)来设计交织操作。

如上所述，上面例示的图样矩阵类似于第一实施例中描述的SCMA码本设计1。因此，可以类似地使用交织准则1：交织操作只发生在同一用户设备的不同PDMA码字的非零维度上，而元素为0的维度不进行交织。该交织方法不改变各个用户设备所占用的非零维度，因此能保留PDMA图样设计的主要增益，同时交织能打破接收机中的四环结构，分散干扰，从而提升PDMA系统性能。

考虑另一种更为复杂的PDMA图样矩阵设计：中的非零元素不再只是1，而是代表了用户设备j在第k维度上星座图的相位旋转和幅度调整α_k,j，相当于用户设备在不同维度上使用了不同的星座图。此时PDMA图样增益不仅来源于各个用户设备占用的非零维度，还来源于不同维度和不同用户设备的星座图差异，星座图差异通过相位旋转和幅度调整α_k,j体现。

这种PDMA图样设计类似于第一实施例中描述的SCMA码本设计2。因此，可以类似地使用交织准则2：交织操作只发生在同一用户设备的不同PDMA码字的相同非零维度上。首先，这种交织操作不会改变各个用户设备所占用的非零维度；其次，由于不同PDMA码字的相同维度的星座图是一样的，所以交换不同码字的相同非零维度中的元素并不会改变不同用户设备在重叠维度上的星座图差异。因此，这种交织操作可以保留PDMA图案设计的主要增益，在这基础上再通过打破四环结构、分散干扰来进一步提升系统性能。

因此，在PDMA系统中，可以基于PDMA码本信息来选择性地遵循交织准则1或交织准则2，实现对PDMA码字执行交织操作的交织器。图18示出了经改进的PDMA系统的框图。与图16中示出的已知的PDMA系统相比，经改进的PDMA系统在发送端还包括交织器。交织器被配置为对由PDMA编码器生成的至少两个码字执行交织操作，以降低不同用户设备之间的相关性。

接收端中的多用户检测模块需要进行对应的改变。由于BP检测算法和MPA检测算法在本质上是相似的，都是通过变量节点和函数节点之间迭代对数似然比来实现多用户设备的检测。因此，经改进的PDMA系统的接收端中BP检测模块根据码本信息和交织器配置信息来进行检测。在一个示例中，检测模块可以基于图样矩阵和交织器配置信息生成联合图样矩阵，并利用所生成的联合图样矩阵来执行检测。

虽然本实施例中未详细描述在PDMA系统中如何产生交织器和联合图样矩阵，但是本领域技术人员可以基于在上面描述的用于SCMA系统的交织器实现方法和联合图样矩阵实现方法来类似地实现。

在另一个实施例中，可以不引入交织操作，而是通过扩展传输资源集合并且确定各个用户设备在扩展的传输资源集合上的资源分配参数来降低用户设备之间的相关性，这与针对SCMA描述的第二实施例类似。

例如，控制设备在设计多个用户设备的PDMA码本时，将传输资源集合扩展到多个时域单元从而得到扩展的传输资源集合，并且例如通过诸如启发式算法、穷搜法等算法来确定扩展的PDMA图样矩阵，使得PDMA图样矩阵的列之间的重叠维度不大于1。然后，PDMA编码器可被配置为利用扩展的PDMA图样矩阵来对各个用户设备的多个QAM符号进行资源映射。对应地，在接收端，PDMA多用户检测器(例如BP检测器)利用扩展的PDMA图样矩阵来执行检测。

由此，参照SCMA描述的各实施例和示例也可适用于PDMA系统中，从而打破了已知的PDMA系统中的四环结构，既降低PDMA过程中的相关性又保留已知的PDMA的主要性能增益，提高了系统性能。基于类似的思想，本公开描述的各实施例和示例也可适用于其他基于非正交资源的多址接入系统，并取得类似的性能提高。

8.本公开的应用示例

本公开中描述的技术能够应用于各种产品。

发送端的电子设备200可以被实现为控制设备或用户设备，接收端的电子设备600可以被实现为用户设备或控制设备。

例如，用户设备可以被实现为移动终端(诸如智能电话、平板个人计算机(PC)、笔记本式PC、便携式游戏终端、便携式/加密狗型移动路由器和数字摄像装置)或者车载终端(诸如汽车导航设备)。用户设备还可以被实现为执行机器对机器(M2M)通信的终端(也称为机器类型通信(MTC)终端)。此外，用户设备可以为安装在上述终端中的每个终端上的无线通信模块(诸如包括单个晶片的集成电路模块)。

例如，控制设备可以被实现为任何类型的演进型节点B(eNB)，诸如宏eNB和小eNB。小eNB可以为覆盖比宏小区小的小区的eNB，诸如微微eNB、微eNB和家庭(毫微微)eNB。代替地，控制设备侧电子设备300可以被实现为任何其他类型的基站，诸如NodeB和基站收发台(BTS)。控制设备可以包括：被配置为控制无线通信的主体(也称为基站设备)以及设置在与主体不同的地方的一个或多个远程无线头端(RRH)。

8-1.关于控制设备的应用示例

应当理解，本公开中的基站一词具有其通常含义的全部广度，并且至少包括被用于作为无线通信系统或无线电系统的一部分以便于通信的无线通信站。基站的例子可以例如是但不限于以下：基站可以是GSM系统中的基站收发信机(BTS)和基站控制器(BSC)中的一者或两者，可以是WCDMA系统中的无线电网络控制器(RNC)和NodeB中的一者或两者，可以是LTE和LTE-Advanced系统中的eNB，或者可以是未来通信系统中对应的网络节点(例如可能在5G通信系统中出现的gNB，等等)。在D2D、M2M以及V2V通信场景下，也可以将对通信具有控制功能的逻辑实体称为基站。在认知无线电通信场景下，还可以将起频谱协调作用的逻辑实体称为基站。

(第一应用示例)

图19是示出可以应用本公开中描述的技术的控制设备的示意性配置的第一应用示例的框图。其中，控制设备可以在上行传输的情况中被实现为参照图6描述的电子设备600或者可以在下行传输的情况中被实现为参照图2描述的电子设备200。在图19中，控制设备被示出为eNB 800。其中，eNB 800包括一个或多个天线810以及基站设备820。基站设备820和每个天线810可以经由RF线缆彼此连接。

天线810中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在多输入多输出(MIMO)天线中的多个天线元件)，并且用于基站设备820发送和接收无线信号。如图19所示，eNB 800可以包括多个天线810。例如，多个天线810可以与eNB 800使用的多个频带兼容。虽然图19示出其中eNB 800包括多个天线810的示例，但是eNB 800也可以包括单个天线810。

基站设备820包括控制器821、存储器822、网络接口823以及无线通信接口825。

控制器821可以为例如CPU或DSP，并且操作基站设备820的较高层的各种功能。例如，控制器821可以设计和分配用于各个用户设备进行基于非正交资源的多址接入的码本和/或交织器。例如，控制器821根据由无线通信接口825处理的信号中的数据来生成数据分组，并经由网络接口823来传递所生成的分组。控制器821可以对来自多个基带处理器的数据进行捆绑以生成捆绑分组，并传递所生成的捆绑分组。控制器821可以具有执行如下控制的逻辑功能：该控制诸如为无线资源控制、无线承载控制、移动性管理、接纳控制和调度。该控制可以结合附近的eNB或核心网节点来执行。存储器822包括RAM和ROM，并且存储由控制器821执行的程序和各种类型的控制数据(诸如终端列表、传输功率数据以及调度数据)。

网络接口823为用于将基站设备820连接至核心网824的通信接口。控制器821可以经由网络接口823而与核心网节点或另外的eNB进行通信。在此情况下，eNB 800与核心网节点或其他eNB可以通过逻辑接口(诸如S1接口和X2接口)而彼此连接。网络接口823还可以为有线通信接口或用于无线回程线路的无线通信接口。如果网络接口823为无线通信接口，则与由无线通信接口825使用的频带相比，网络接口823可以使用较高频带用于无线通信。

无线通信接口825支持任何蜂窝通信方案(诸如长期演进(LTE)和LTE-先进)，并且经由天线810来提供到位于eNB 800的小区中的终端的无线连接。无线通信接口825通常可以包括例如基带(BB)处理器826和RF电路827。BB处理器826可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解复用，并且执行层(例如L1、介质访问控制(MAC)、无线链路控制(RLC)和分组数据汇聚协议(PDCP))的各种类型的信号处理。代替控制器821，BB处理器826可以具有上述逻辑功能的一部分或全部。BB处理器826可以为存储通信控制程序的存储器，或者为包括被配置为执行程序的处理器和相关电路的模块。更新程序可以使BB处理器826的功能改变。该模块可以为插入到基站设备820的槽中的卡或刀片。可替代地，该模块也可以为安装在卡或刀片上的芯片。同时，RF电路827可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线810来传送和接收无线信号。

如图19所示，无线通信接口825可以包括多个BB处理器826。例如，多个BB处理器826可以与eNB 800使用的多个频带兼容。如图19所示，无线通信接口825可以包括多个RF电路827。例如，多个RF电路827可以与多个天线元件兼容。虽然图19示出其中无线通信接口825包括多个BB处理器826和多个RF电路827的示例，但是无线通信接口825也可以包括单个BB处理器826或单个RF电路827。

在图19中示出的eNB 800中，参照图2描述的处理电路203中包括的一个或多个组件(例如，确定单元204和交织单元205)或参照图6描述的处理电路603中包括的一个或多个组件(例如，确定单元604和检测单元605)可被实现在无线通信接口825中。可替代地，这些组件中的至少一部分可被实现在控制器821中。例如，eNB 800包含无线通信接口825的一部分(例如，BB处理器826)或者整体，和/或包括控制器821的模块，并且一个或多个组件可被实现在模块中。在这种情况下，模块可以存储用于允许处理器起一个或多个组件的作用的程序(换言之，用于允许处理器执行一个或多个组件的操作的程序)，并且可以执行该程序。作为另一个示例，用于允许处理器起一个或多个组件的作用的程序可被安装在eNB 800中，并且无线通信接口825(例如，BB处理器826)和/或控制器821可以执行该程序。如上所述，作为包括一个或多个组件的装置，eNB 800、基站装置820或模块可被提供，并且用于允许处理器起一个或多个组件的作用的程序可被提供。另外，将程序记录在其中的可读介质可被提供。

另外，在图19中示出的eNB 800中，参照图2描述的通信单元201或者参照图6描述的通信单元601可被实现在无线通信接口825(例如，RF电路827)中。另外，通信单元201或601可被实现在控制器821和/或网络接口823中。

(第二应用示例)

图20是示出可以应用本公开内容的技术的控制设备的示意性配置的第二示例的框图。其中，控制设备可以在上行传输的情况中被实现为参照图6描述的电子设备600或者可以在下行传输的情况中被实现为参照图2描述的电子设备200。在图20中，控制设备被示出为eNB830。eNB 830包括一个或多个天线840、基站设备850和RRH 860。RRH 860和每个天线840可以经由RF线缆而彼此连接。基站设备850和RRH 860可以经由诸如光纤线缆的高速线路而彼此连接。

天线840中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在MIMO天线中的多个天线元件)并且用于RRH 860发送和接收无线信号。如图20所示，eNB 830可以包括多个天线840。例如，多个天线840可以与eNB 830使用的多个频带兼容。虽然图20示出其中eNB830包括多个天线840的示例，但是eNB 830也可以包括单个天线840。

基站设备850包括控制器851、存储器852、网络接口853、无线通信接口855以及连接接口857。控制器851、存储器852和网络接口853与参照图19描述的控制器821、存储器822和网络接口823相同。

无线通信接口855支持任何蜂窝通信方案(诸如LTE和LTE-先进)，并且经由RRH860和天线840来提供到位于与RRH 860对应的扇区中的终端的无线通信。无线通信接口855通常可以包括例如BB处理器856。除了BB处理器856经由连接接口857连接到RRH 860的RF电路864之外，BB处理器856与参照图19描述的BB处理器826相同。如图20所示，无线通信接口855可以包括多个BB处理器856。例如，多个BB处理器856可以与eNB 830使用的多个频带兼容。虽然图20示出其中无线通信接口855包括多个BB处理器856的示例，但是无线通信接口855也可以包括单个BB处理器856。

连接接口857为用于将基站设备850(无线通信接口855)连接至RRH 860的接口。连接接口857还可以为用于将基站设备850(无线通信接口855)连接至RRH 860的上述高速线路中的通信的通信模块。

RRH 860包括连接接口861和无线通信接口863。

连接接口861为用于将RRH 860(无线通信接口863)连接至基站设备850的接口。连接接口861还可以为用于上述高速线路中的通信的通信模块。

无线通信接口863经由天线840来传送和接收无线信号。无线通信接口863通常可以包括例如RF电路864。RF电路864可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线840来传送和接收无线信号。如图13所示，无线通信接口863可以包括多个RF电路864。例如，多个RF电路864可以支持多个天线元件。虽然图20示出其中无线通信接口863包括多个RF电路864的示例，但是无线通信接口863也可以包括单个RF电路864。

在图20中示出的eNB 830中，参照图2描述的处理电路203中包括的一个或多个组件(例如，确定单元204和交织单元205)或参照图6描述的处理电路603中包括的一个或多个组件(例如，确定单元604和检测单元605)可被实现在无线通信接口855中。可替代地，这些组件中的至少一部分可被实现在控制器851中。例如，eNB 830包含无线通信接口855的一部分(例如，BB处理器856)或者整体，和/或包括控制器851的模块，并且一个或多个组件可被实现在模块中。在这种情况下，模块可以存储用于允许处理器起一个或多个组件的作用的程序(换言之，用于允许处理器执行一个或多个组件的操作的程序)，并且可以执行该程序。作为另一个示例，用于允许处理器起一个或多个组件的作用的程序可被安装在eNB 830中，并且无线通信接口855(例如，BB处理器856)和/或控制器851可以执行该程序。如上所述，作为包括一个或多个组件的装置，eNB 830、基站装置850或模块可被提供，并且用于允许处理器起一个或多个组件的作用的程序可被提供。另外，将程序记录在其中的可读介质可被提供。

另外，在图20中示出的eNB 830中，参照图2描述的通信单元201或参照图6描述的通信单元601可被实现在无线通信接口855(例如，BB电路856)中。另外，通信单元201或601可被实现在控制器851和/或网络接口853中。

8-2.关于用户设备的应用示例

(第一应用示例)

图21是示出可以应用本申请内容的技术的智能电话900的示意性配置的示例的框图。其中，智能电话900可以在上行传输的情况中被实现为参照图2描述的电子设备200或者可以在下行传输的情况中被实现为参照图6描述的电子设备600。智能电话900包括处理器901、存储器902、存储装置903、外部连接接口904、摄像装置906、传感器907、麦克风908、输入设备909、显示设备910、扬声器911、无线通信接口912、一个或多个天线开关915、一个或多个天线916、总线917、电池918以及辅助控制器919。

处理器901可以为例如CPU或片上系统(SoC)，并且控制智能电话900的应用层和另外层的功能。存储器902包括RAM和ROM，并且存储数据和由处理器901执行的程序。存储装置903可以包括存储介质，诸如半导体存储器和硬盘。外部连接接口904为用于将外部装置(诸如存储卡和通用串行总线(USB)装置)连接至智能电话900的接口。

摄像装置906包括图像传感器(诸如电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS))，并且生成捕获图像。传感器907可以包括一组传感器，诸如测量传感器、陀螺仪传感器、地磁传感器和加速度传感器。麦克风908将输入到智能电话900的声音转换为音频信号。输入设备909包括例如被配置为检测显示设备910的屏幕上的触摸的触摸传感器、小键盘、键盘、按钮或开关，并且接收从用户输入的操作或信息。显示设备910包括屏幕(诸如液晶显示器(LCD)和有机发光二极管(OLED)显示器)，并且显示智能电话900的输出图像。扬声器911将从智能电话900输出的音频信号转换为声音。

无线通信接口912支持任何蜂窝通信方案(诸如LTE和LTE-先进)，并且执行无线通信。无线通信接口912通常可以包括例如BB处理器913和RF电路914。BB处理器913可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解复用，并且执行用于无线通信的各种类型的信号处理。同时，RF电路914可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线916来传送和接收无线信号。无线通信接口912可以为其上集成有BB处理器913和RF电路914的一个芯片模块。如图21所示，无线通信接口912可以包括多个BB处理器913和多个RF电路914。虽然图1示出其中无线通信接口912包括多个BB处理器913和多个RF电路914的示例，但是无线通信接口912也可以包括单个BB处理器913或单个RF电路914。

此外，除了蜂窝通信方案之外，无线通信接口912可以支持另外类型的无线通信方案，诸如短距离无线通信方案、近场通信方案和无线局域网(LAN)方案。在此情况下，无线通信接口912可以包括针对每种无线通信方案的BB处理器913和RF电路914。

天线开关915中的每一个在包括在无线通信接口912中的多个电路(例如用于不同的无线通信方案的电路)之间切换天线916的连接目的地。

天线916中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在MIMO天线中的多个天线元件)，并且用于无线通信接口912传送和接收无线信号。如图21所示，智能电话900可以包括多个天线916。虽然图1示出其中智能电话900包括多个天线916的示例，但是智能电话900也可以包括单个天线916。

此外，智能电话900可以包括针对每种无线通信方案的天线916。在此情况下，天线开关915可以从智能电话900的配置中省略。

总线917将处理器901、存储器902、存储装置903、外部连接接口904、摄像装置906、传感器907、麦克风908、输入设备909、显示设备910、扬声器911、无线通信接口912以及辅助控制器919彼此连接。电池918经由馈线向图21所示的智能电话900的各个块提供电力，馈线在图中被部分地示为虚线。辅助控制器919例如在睡眠模式下操作智能电话900的最小必需功能。

在图21中示出的智能电话900中，参照图2描述的处理电路203中包括的一个或多个组件(确定单元204和/或交织单元205)或者参照图6描述的处理电路603中包括的一个或多个组件(确定单元604和/或检测单元605)可被实现在无线通信接口912中。可替代地，这些组件中的至少一部分可被实现在处理器901或者辅助控制器919中。作为一个示例，智能电话900包含无线通信接口912的一部分(例如，BB处理器913)或者整体，和/或包括处理器901和/或辅助控制器919的模块，并且一个或多个组件可被实现在该模块中。在这种情况下，该模块可以存储允许处理起一个或多个组件的作用的程序(换言之，用于允许处理器执行一个或多个组件的操作的程序)，并且可以执行该程序。作为另一个示例，用于允许处理器起一个或多个组件的作用的程序可被安装在智能电话900中，并且无线通信接口912(例如，BB处理器913)、处理器901和/或辅助控制器919可以执行该程序。如上所述，作为包括一个或多个组件的装置，智能电话900或者模块可被提供，并且用于允许处理器起一个或多个组件的作用的程序可被提供。另外，将程序记录在其中的可读介质可被提供。

另外，在图21中示出的智能电话900中，例如，参照图2描述的通信单元201或参照图6描述的通信单元601可被实现在无线通信接口912(例如，RF电路914)中。

(第二应用示例)

图22是示出可以应用本公开内容的技术的汽车导航设备920的示意性配置的示例的框图。其中，智能电话900可以在上行传输的情况中被实现为参照图2描述的电子设备200或者可以在下行传输的情况中被实现为参照图6描述的电子设备600。汽车导航设备920包括处理器921、存储器922、全球定位系统(GPS)模块924、传感器925、数据接口926、内容播放器927、存储介质接口928、输入设备929、显示设备930、扬声器931、无线通信接口933、一个或多个天线开关936、一个或多个天线937以及电池938。

处理器921可以为例如CPU或SoC，并且控制汽车导航设备920的导航功能和另外的功能。存储器922包括RAM和ROM，并且存储数据和由处理器921执行的程序。

GPS模块924使用从GPS卫星接收的GPS信号来测量汽车导航设备920的位置(诸如纬度、经度和高度)。传感器925可以包括一组传感器，诸如陀螺仪传感器、地磁传感器和空气压力传感器。数据接口926经由未示出的终端而连接到例如车载网络941，并且获取由车辆生成的数据(诸如车速数据)。

内容播放器927再现存储在存储介质(诸如CD和DVD)中的内容，该存储介质被插入到存储介质接口928中。输入设备929包括例如被配置为检测显示设备930的屏幕上的触摸的触摸传感器、按钮或开关，并且接收从用户输入的操作或信息。显示设备930包括诸如LCD或OLED显示器的屏幕，并且显示导航功能的图像或再现的内容。扬声器931输出导航功能的声音或再现的内容。

无线通信接口933支持任何蜂窝通信方案(诸如LTE和LTE-先进)，并且执行无线通信。无线通信接口933通常可以包括例如BB处理器934和RF电路935。BB处理器934可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解复用，并且执行用于无线通信的各种类型的信号处理。同时，RF电路935可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线937来传送和接收无线信号。无线通信接口933还可以为其上集成有BB处理器934和RF电路935的一个芯片模块。如图22所示，无线通信接口933可以包括多个BB处理器934和多个RF电路935。虽然图22示出其中无线通信接口933包括多个BB处理器934和多个RF电路935的示例，但是无线通信接口933也可以包括单个BB处理器934或单个RF电路935。

此外，除了蜂窝通信方案之外，无线通信接口933可以支持另外类型的无线通信方案，诸如短距离无线通信方案、近场通信方案和无线LAN方案。在此情况下，针对每种无线通信方案，无线通信接口933可以包括BB处理器934和RF电路935。

天线开关936中的每一个在包括在无线通信接口933中的多个电路(诸如用于不同的无线通信方案的电路)之间切换天线937的连接目的地。

天线937中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在MIMO天线中的多个天线元件)，并且用于无线通信接口933传送和接收无线信号。如图15所示，汽车导航设备920可以包括多个天线937。虽然图22示出其中汽车导航设备920包括多个天线937的示例，但是汽车导航设备920也可以包括单个天线937。

此外，汽车导航设备920可以包括针对每种无线通信方案的天线937。在此情况下，天线开关936可以从汽车导航设备920的配置中省略。

电池938经由馈线向图15所示的汽车导航设备920的各个块提供电力，馈线在图中被部分地示为虚线。电池938累积从车辆提供的电力。

在图22中示出的汽车导航装置920中，参照图2描述的处理电路203中包括的一个或多个组件(例如确定单元204和/或交织单元205)或者参照图6描述的处理电路603中包括的一个或多个组件(例如确定单元604和/或检测单元205)可被实现在无线通信接口933中。可替代地，这些组件中的至少一部分可被实现在处理器921中。作为一个示例，汽车导航装置920包含无线通信接口933的一部分(例如，BB处理器934)或者整体，和/或包括处理器921的模块，并且一个或多个组件可被实现在该模块中。在这种情况下，该模块可以存储允许处理起一个或多个组件的作用的程序(换言之，用于允许处理器执行一个或多个组件的操作的程序)，并且可以执行该程序。作为另一个示例，用于允许处理器起一个或多个组件的作用的程序可被安装在汽车导航装置920中，并且无线通信接口933(例如，BB处理器934)和/或处理器921可以执行该程序。如上所述，作为包括一个或多个组件的装置，汽车导航装置920或者模块可被提供，并且用于允许处理器起一个或多个组件的作用的程序可被提供。另外，将程序记录在其中的可读介质可被提供。

另外，在图22中示出的汽车导航装置920中，例如，参照图2描述的通信单元201或者参照图6描述的通信单元601可被实现在无线通信接口933(例如，RF电路935)中。

本申请内容的技术也可以被实现为包括汽车导航设备920、车载网络941以及车辆模块942中的一个或多个块的车载系统(或车辆)940。车辆模块942生成车辆数据(诸如车速、发动机速度和故障信息)，并且将所生成的数据输出至车载网络941。

以上参照附图描述了本公开的示例性实施例，但是本公开当然不限于以上示例。本领域技术人员可在所附权利要求的范围内得到各种变更和修改，并且应理解这些变更和修改自然将落入本公开的技术范围内。

例如，在以上实施例中包括在一个模块中的多个功能可以由分开的装置来实现。替选地，在以上实施例中由多个模块实现的多个功能可分别由分开的装置来实现。另外，以上功能之一可由多个模块来实现。无需说，这样的配置包括在本公开的技术范围内。

在该说明书中，流程图中所描述的步骤不仅包括以所述顺序按时间序列执行的处理，而且包括并行地或单独地而不是必须按时间序列执行的处理。此外，甚至在按时间序列处理的步骤中，无需说，也可以适当地改变该顺序。

虽然已经详细说明了本公开及其优点，但是应当理解在不脱离由所附的权利要求所限定的本公开的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本公开实施例的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims

1.一种通信系统中的发送端的电子设备，其特征在于包括：

处理电路，被配置为：

确定用于在传输资源集合上进行基于非正交资源的多址接入的码本信息；

根据所述码本信息来对同一用户设备的至少两个码字在传输资源集合上的占用元素进行交织，以便降低多个用户设备之间在基于非正交资源的多址接入过程中的相关性。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，处理电路还被配置为对所述至少两个码字之间的各维度的占用元素进行交织。

3.根据权利要求1所述的电子设备，其中，处理电路还被配置为对所述至少两个码字的同一维度的占用元素进行交织。

4.根据权利要求2或3所述的电子设备，其中，处理电路还被配置为进行随机交织。

5.根据权利要求2或3所述的电子设备，其中，处理电路还被配置为进行无重叠交织。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的电子设备，其中，处理电路还被配置为使得码本信息包括资源分配信息和星座图信息，其中星座图信息包括母星座图和操作信息。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其中，处理电路还被配置为使得操作信息包括母星座图的相位旋转信息、维度置换信息、星座共轭信息中至少之一。

8.根据权利要求6所述的电子设备，其中，处理电路还被配置为通过对每个用户设备的经星座图调制的至少两个符号的各维度元素进行交织并且把经交织的符号扩展为码字来实现所述至少两个码字的交织。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的电子设备，其中，处理电路还被配置为对所述至少两个码字进行缓存以随后用于交织。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的电子设备，其中，处理电路还被配置为根据所述相关性和时延来确定被交织的不同码字的数量。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的电子设备，其中，所述电子设备实现为控制设备，所述电子设备还包括收发机、多个基于非正交资源的多址接入编码器、相应的多个交织器以及计算机可读存储介质，

处理电路基于基于非正交资源的多址接入的码本信息对每一基于非正交资源的多址接入编码器进行配置用于进行基于非正交资源的多址接入编码并且对相应的交织器进行配置用于交织，收发机将用于所述多个用户设备的数据传输的基于非正交资源的多址接入的码本信息与交织器配置信息发送至多个用户设备，并且收发机还在所述传输资源集合上发射经各个交织器交织的码字；以及

所述计算机可读存储介质存储所述处理电路的配置程序以及所述交织器配置信息。

12.根据权利要求1至3中任一项所述的电子设备，其中，所述电子设备实现为用户设备，所述电子设备还包括收发机、基于非正交资源的多址接入编码器、相应的交织器以及计算机可读存储介质，

收发机从控制设备接收用于该用户设备的基于非正交资源的多址接入的码本信息与交织器配置信息，以及处理电路基于用于该用户设备的基于非正交资源的多址接入的码本信息与交织器配置信息对编码器与交织器进行配置，收发机在所述传输资源集合上发射经交织器交织的码字；

13.根据权利要求11或12所述的电子设备，其中，所述交织器配置信息包括交织器编号。

14.根据权利要求13所述的电子设备，其中，所述交织器配置信息还包括交织准则和交织器的种类。

15.根据权利要求1至3中任一项所述的电子设备，其中，处理电路还被配置为使得所述基于非正交资源的多址接入实施为稀疏编码多址接入SCMA，其中所述码本信息包括与用于SCMA的映射矩阵相关联的信息，指示所述多个用户设备在所述传输资源集合中所占用的资源。

16.根据权利要求1至3中任一项所述的电子设备，其中，处理电路还被配置为使得所述基于非正交资源的多址接入实施为图样分割多址接入PDMA，其中所述码本信息包括与用于PDMA的图样矩阵相关联的信息，指示所述多个用户设备在所述传输资源集合中所占用的资源。

17.一种通信系统中的接收端的电子设备，其特征在于包括：

处理电路，被配置为：

确定多个用户设备的用于基于非正交资源的多址接入的码本信息以及交织配置信息；

根据所述码本信息和所述交织配置信息来对接收的信号进行检测以得到相应用户设备的数据。

18.根据权利要求17所述的电子设备，其中，处理电路被配置为基于所述码本信息和所述交织配置信息来对在多个时域单元上接收的信号进行联合检测。

19.根据权利要求18所述的电子设备，其中，处理电路被配置为基于所述码本信息和所述交织配置信息来生成扩展的码本，并且利用扩展的码本来对在多个时域单元上接收的信号进行联合检测。

20.根据权利要求17所述的电子设备，其中，所述交织器配置信息包括交织器编号。

21.根据权利要求20所述的电子设备，其中，所述交织器配置信息还包括交织准则和交织器的种类。

22.根据权利要求17至21中任一项所述的电子设备，其中，所述交织器配置信息是根据多个用户设备的码本信息来确定的。

23.一种通信方法，其特征在于包括：

24.一种通信方法，其特征在于包括：

根据所述码本信息和所述交织配置信息来对接收的信号进行检测以得到相应用户设备的信号。

25.一种通信系统中的发送端的电子设备，其特征在于包括：星座图调制模块，被配置为把要在传输资源集合上进行基于非正交资源的多址接入的数据的比特信息调制为复数符号；

资源分配模块，被配置为根据资源分配参数对所述复数符号进行资源映射之后得到高维码字，所述资源分配参数指示用户设备在所述传输资源集合中所占用的资源；

缓存模块，被配置为缓存用于同一用户设备的至少两个高维码字；以及

交织单元，被配置为对所述用于同一用户设备的至少两个高维码字在传输资源集合上的占用元素进行交织，以便降低多个用户设备之间在基于非正交资源的多址接入过程中的相关性。

26.根据权利要求25所述的电子设备，交织单元位于资源分配模块之后。

27.根据权利要求25所述的电子设备，其中，所述星座图调制模块将所述数据的比特信息调制为高维的复数符号，交织单元位于星座图调制模块之后并且位于资源分配模块之前，对用于同一用户设备的高维码字在传输资源集合上的占用元素进行交织是通过对用于同一用户设备的至少两个复数符号进行交织来实现的。

28.一种通信系统中的发送端的电子设备，其特征在于包括：

星座图调制模块，被配置为把要在传输资源集合上进行基于非正交资源的多址接入的数据的比特信息调制为复数符号；

缓存模块，被配置为缓存用于同一用户设备的至少两个复数符号；以及

资源分配模块，被配置为将所述传输资源集合扩展到至少两个时域单元上以获得扩展的传输资源集合，根据资源分配参数对所述至少两个复数符号进行资源映射之后得到对应的至少两个高维码字，所述资源分配参数指示用户设备的所述至少两个复数符号在所述扩展的传输资源集合中分别所占用的资源，

其中，所述至少两个复数符号在所述扩展的传输资源集合中分别所占用的资源不同，以便降低多个用户设备之间在基于非正交资源的多址接入过程中的相关性。

29.一种通信系统中的接收端的电子设备，其特征在于包括：

确定单元，被配置为确定多个用户设备的用于基于非正交资源的多址接入的扩展码本信息，其中，所述扩展码本信息包含在时域扩展的传输资源集合上的资源分配参数；以及

检测模块，被配置为根据所述扩展码本信息来对在时域扩展的传输资源集合上接收的信号进行检测以得到相应用户设备的数据。

30.如权利要求29所述的电子设备，其中，确定单元基于多个用户设备的用于基于非正交资源的多址接入的码本信息以及交织配置信息确定所述扩展码本，其中，所述码本包含在未经时域扩展的传输资源集合上的资源分配参数。