CN108463957A - 适用于非正交多址接入的信息传输方法、装置以及通信系统 - Google Patents

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CN108463957A CN201680078855.3A CN201680078855A CN108463957A CN 108463957 A CN108463957 A CN 108463957A CN 201680078855 A CN201680078855 A CN 201680078855A CN 108463957 A CN108463957 A CN 108463957A
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Abstract

一种适用于非正交多址接入的信息传输装置、方法以及通信系统。所述信息传输方法包括：发送端将待传输数据调制成多个星座符号；将多个星座符号分别旋转第一预定角度后获得多个第一符号；将多个第一符号进行虚部和实部的交织后获得多个第二符号；将多个第二符号分别旋转第二预定角度后获得多个第三符号；将多个第三符号进行虚部和实部的交织后获得多个第四符号；以及将多个第四符号映射到多个资源粒子上并进行传输。由此，能够获得更高的分集增益，从而进一步提升系统性能，复用更多数量的用户设备。

Description

适用于非正交多址接入的信息传输方法、装置以及通信系统 技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种适用于非正交多址接入的信息传输方法、装置以及通信系统。
背景技术
机器类型通信(MTC，Machine Type Communication)是第五代(5G)移动通信系统的一个显著特征。除传统意义上的人使用用户设备(例如智能手机)外，越来越多的智能设备将成为用户设备并能够灵活接入系统。为了实现万物互联，5G系统需要支持比4G系统更多的用户设备连接数目。因此，新的多址接入技术在5G系统设计中尤显重要。
稀疏码分多址(SCMA，Sparse Code Multiple Access)是一种新型多址接入技术。“稀疏”指某一用户设备所传输的信号并不占据所有分配的资源，但通过允许多个用户设备使用同一资源，能够允许更多的用户设备同时接入系统，SCMA本质上是一种非正交的多址接入方式。
应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
发明内容
本发明实施例提供一种适用于非正交多址接入的信息传输装置、方法以及通信系统。通过对符号进行二次旋转，能够获得更高的分集增益，从而进一步提升系统性能，复用更多数量的用户设备。
根据本发明实施例的第一个方面，提供一种适用于非正交多址接入的信息传输方法，所述信息传输方法包括：
发送端将待传输数据调制成多个星座符号；
将多个星座符号分别旋转第一预定角度后获得多个第一符号；
将多个第一符号进行虚部和实部的交织后获得多个第二符号；其中将属于同一第 一符号的实部和虚部分散到不同的第二符号的实部和虚部位置；
将多个第二符号分别旋转第二预定角度后获得多个第三符号；
将多个第三符号进行虚部和实部的交织后获得多个第四符号；其中将属于同一第三符号的实部和虚部分散到不同的第四符号的实部和虚部位置；以及
将多个第四符号映射到多个资源粒子上并进行传输。
根据本发明实施例的第二个方面，提供一种适用于非正交多址接入的信息传输装置，所述信息传输装置包括：
数据调制单元，其将待传输数据调制成多个星座符号；
第一旋转单元，其将多个星座符号分别旋转第一预定角度后获得多个第一符号；
第一交织单元，其将多个第一符号进行虚部和实部的交织后获得多个第二符号；其中将属于同一第一符号的实部和虚部分散到不同的第二符号的实部和虚部位置；
第二旋转单元，其将多个第二符号分别旋转第二预定角度后获得多个第三符号；
第二交织单元，其将多个第三符号进行虚部和实部的交织后获得多个第四符号；其中将属于同一第三符号的实部和虚部分散到不同的第四符号的实部和虚部位置；以及
资源映射单元，将多个第四符号映射到多个资源粒子上并进行传输。
根据本发明实施例的第三个方面，提供一种通信系统，所述通信系统包括：
发送端，其配置有如上所述的信息传输装置；以及
接收端，其接收所述发送端发送的信息并进行解调。
本发明实施例的有益效果在于：对多个星座符号进行一次旋转并对不同符号的虚部和实部进行交织，然后进行二次旋转并对不同符号的虚部和实部进行交织；由此能够获得更高的分集增益，从而进一步提升系统性能，复用更多数量的用户设备。
参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。
针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在， 但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
附图说明
在本发明实施例的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。此外，在附图中，类似的标号表示几个附图中对应的部件，并可用于指示多于一种实施方式中使用的对应部件。
图1是SCMA中多用户设备进行复用的一示意图；
图2是SCMA中传输2个码字的一示意图；
图3是本发明实施例1的适用于非正交多址接入的信息传输方法的一示意图；
图4是本发明实施例1的用户资源映射的一示意图；
图5是本发明实施例1的适用于非正交多址接入的信息传输方法的另一示意图；
图6是正交多址接入的用户资源映射的一示意图；
图7是SCMA的用户资源映射的一示意图；
图8是SCMA方法与双旋转方法的一比较示意图；
图9是SCMA方法与双旋转方法的另一比较示意图；
图10是SCMA方法与双旋转方法的另一比较示意图；
图11是SCMA方法与双旋转方法的另一比较示意图；
图12是本发明实施例的进行码字交织的一示意图；
图13是本发明实施例的进行码字交织的另一示意图；
图14是SCMA方法与双旋转方法的另一比较示意图；
图15是本发明实施例4的适用于非正交多址接入的信息传输装置的一示意图；
图16是本发明实施例4的用户设备的一示意图；
图17是本发明实施例4的基站的一示意图；
图18是本发明实施例5的通信系统的一示意图。
具体实施方式
参照附图，通过下面的说明书，本发明的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本发明的特定实施方式，其表明了其中可以采用本发明的原则的部分实施方式，应了解的是，本发明不限于所描述的实施方式，相反，本发明包 括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。
在本申请中，基站可以被称为接入点、广播发射机、节点B、演进节点B(eNB)等，并且可以包括它们的一些或所有功能。在文中将使用术语“基站”。每个基站对特定的地理区域提供通信覆盖。术语“小区”可以指的是基站和/或其覆盖区域，这取决于使用该术语的上下文。
在本申请中，移动站或设备可以被称为“用户设备”(UE，User Equipment)。UE可以是固定的或移动的，并且也可以称为移动台、终端、接入终端、用户单元、站等。UE可以是蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、无线调制解调器、无线通信设备、手持设备、膝上型计算机、无绳电话等。
为了解决多个用户设备抢占同一资源时产生的用户设备间干扰问题，SCMA中的“码字”使用二维星座点构造，例如将信号先经过旋转，在实部和虚部分别产生信号副本，然后将这些副本在多个资源粒子上传输，这样可以在码字内建立起符号间的关联，用以对抗多个用户设备的信号叠加时产生的干扰。
图1是SCMA中多用户设备进行复用的一示意图，其中每一方格代表一个时频资源粒子，例如，正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统中的资源粒子(RE，Resource Element)。
如图1所示，空白指示零位置，表示该用户设备没有在该资源粒子上传输信号，或称为传输零符号；阴影代表非零位置，表示用户设备在该资源上传输信号，传输的是非零符号。如图1所示，4个资源粒子总共承载了6个用户设备的信号，每个用户设备传输2个非零符号。
对于某一用户设备，假设该用户设备原始传输的两个非零复数符号为：
ci＝ui+jvi，
ci+1＝ui+1+jvi+1，
其中，ui、vi为实数，ci为复数，i、i+1用以标识连续的两个符号。以下在不产生混淆的前提下，省略对用户设备的标识。
为形成SCMA传输，首先对原始符号进行相位旋转，假设旋转角度为θ，则旋转后符号为：
接下来将的虚部与的实部进行交换，得到
si＝(uicosθ-visinθ)+j(ui+1cosθ-vi+1sinθ)
si+1＝(uisinθ+vicosθ)+j(ui+1sinθ+vi+1cosθ)
将si、si+1映射到图1的两个非零位置进行传输，至此得到SCMA完整的码字，包括零符号和非零符号。
对于多个用户设备，每个用户设备均按照上述过程产生信号，继而映射到非零位置传输。对于不同用户设备，如图1所示，所映射到的非零位置不同。实际上图1所示的4个资源粒子构成了一个码字，包括零符号和非零符号。相应地si、si+1表达式是传输非零符号的通式。在实际传输中，依据资源分配的大小可以传输多个码字。
图2是SCMA中传输2个码字的一示意图，示出了连续传输4个非零符号的例子。如图2所示，同一信号成分(例如ui或者vi等)被分散到2个不同的资源粒子上进行传输。
以上对于SCMA进行了示意性说明。值得注意的是，本发明实施例并不限于进行SCMA传输，可以适用于任何的非正交多址接入场景。
实施例1
本发明实施例提供一种适用于非正交多址接入的信息传输方法，从发送端一侧对本发明进行说明。图3是本发明实施例的信息传输方法的一示意图，如图3所示，该信息传输方法包括：
步骤301，发送端将待传输数据调制成多个星座符号；
步骤302，发送端将多个星座符号分别旋转第一预定角度后获得多个第一符号；
步骤303，发送端将多个第一符号进行虚部和实部的交织后获得多个第二符号；其中将属于同一第一符号的实部和虚部分散到不同的第二符号的实部和虚部位置；
步骤304，发送端将多个第二符号分别旋转第二预定角度后获得多个第三符号；
步骤305，发送端将多个第三符号进行虚部和实部的交织后获得多个第四符号；其中将属于同一第三符号的实部和虚部分散到不同的第四符号的实部和虚部位置；以 及
步骤306，发送端将多个第四符号映射到多个资源粒子上并进行传输。
在本实施例中，多个发送端可以进行非正交多址接入(例如基于稀疏特性的非正交多址接入)。该发送端例如可以是MTC用户设备，该MTC用户设备和其他用户设备向接收端进行例如基于稀疏特性的非正交传输。但本发明不限于此，以下仅以MTC用户设备和基于稀疏特性的非正交多址接入为例进行说明。
在本实施例中，接收端可以为宏基站(例如eNB)，该宏基站产生的宏小区(例如Macro cell)可以为用户设备提供服务；或者接收端也可以为微基站，该微基站产生的微小区(例如Pico cell)可以为用户设备提供服务；或者接收端也可以为其他网络设备。本发明不限于此，可以根据实际的需要确定具体的场景。
以下以传输4个符号为例，从某一用户设备的角度对本发明进行说明。
假设该用户设备准备传输4个原始的复数符号：
ci＝ui+jvi，
ci+1＝ui+1+jvi+1，
ci+2＝ui+2+jvi+2，
ci+3＝ui+3+jvi+3。
其中ci～ci+3可以是来自于二进制相移键控(BPSK，Binary Phase Shift Keying)、正交相移键控(QPSK，Quadrature Phase Shift Keying)、16正交幅度调制(QAM，Quadrature Amplitude Modulation)、64QAM等任意星座的符号，但本发明不限于此。此外，关于如何调制星座符号等，可以参考相关的任意方法。
在步骤302中，假设第一预定角度为θ，则进行第一次旋转后的多个第一符号为：
关于具体如何对星座符号进行旋转(也可称为星座旋转或相位旋转)，可以参考 相关的任意方法。
在步骤303中，可以将具有不同信号成分的两个第一符号进行虚部和实部的交织，由此获得多个第二符号。
例如，将的虚部与的实部互换，将的虚部与的实部互换，则多个第二符号为：
si＝(uicosθ-visinθ)+j(ui+1cosθ-vi+1sinθ)
si+1＝(uisinθ+vicosθ)+j(ui+1sinθ+vi+1cosθ)
si+2＝(ui+2cosθ-vi+2sinθ)+j(ui+3cosθ-vi+3sinθ)
si+3＝(ui+2sinθ+vi+2cosθ)+j(ui+3sinθ+vi+3cosθ)
值得注意的是，以上仅是本发明实施例的一个具体实施方式，但本发明不限于此。例如，还可以将的实部与的虚部互换，将的实部与的虚部互换；或者也可以将的虚部与的实部互换，将的虚部与的实部互换等等。可以根据实际情况确定具体的虚实交织的方式。
在步骤304中，假设第二预定角度为则进行第二次旋转后的多个第三符号为：
值得注意的是，以上以将的虚部与的实部互换，将的虚部与的实部 互换为例进行说明，如果步骤303中的虚实交织方式不同，则相应地得到的第三符号也会不同。
在步骤305中，可以将具有不同信号成分的两个第三符号进行虚部和实部的交织，由此获得多个第四符号。
例如，将的虚部与的实部互换，将的虚部与的实部互换，则多个第四符号为：
值得注意的是，以上仅是本发明实施例的一个具体实施方式，但本发明不限于此。例如，还可以将的实部与的虚部互换，将的实部与的虚部互换；或者也可以将的虚部与的实部互换，将的虚部与的实部互换等等。
在步骤306中，可以将多个第四符号分别映射到多个资源粒子上。
例如，N个第四符号可以被映射到M个时频资源粒子的N个资源粒子上，其余资源粒子传输零符号；其中M、N为正整数且M大于N。但本发明不限于此，例如也可以采用非“稀疏码分”的方式进行映射。
图4是本发明实施例的用户资源映射的一示意图。如图4所示，将wi至wi+3映射到4个非零资源位置上传输；其中同一信号成分(例如ui)被分散到4个不同的资源粒子上进行传输。相比于图2所示的SCMA方法中ui被分散到2个不同的资源粒子上进行传输的情况，图4所示的方法(可称为双旋转方法，dual rotation)能够获得更高的分集增益，从而使用户设备的解调性能得到提升，使进一步复用更多数量的用户设备成为可能。
以上从单一用户设备的角度进行了说明。对于多个用户设备的情形，每个用户设备均执行步骤301至步骤305；而在步骤305中，不同用户设备所映射到的非零资源位置不同，由此可以进行非正交多址接入。
图5是本发明实施例的信息传输方法的另一示意图，示出了待传输数据被调制成多个码字的情况。如图5所示，该信息传输方法包括：
步骤501，发送端将待传输数据调制成多个码字；
其中每一个码字包含N个非零星座符号，N为正整数。
步骤502，发送端选择某一码字。
步骤503，发送端将该码字的N个星座符号分别旋转第一预定角度后获得N个第一符号。
步骤504，发送端将N个第一符号进行虚部和实部的交织后获得N个第二符号；
其中将属于同一第一符号的实部和虚部分散到不同第二符号的实部和虚部位置。
步骤505，发送端将N个第二符号分别旋转第二预定角度后获得N个第三符号；
步骤506，发送端将N个第三符号进行虚部和实部的交织后获得多个第四符号；
其中将属于同一第三符号的实部和虚部分散到不同第四符号的实部和虚部位置。
步骤507，发送端将N个第四符号映射到M个时频资源粒子中的N个资源粒子上；
其中M为正整数且M大于N。在进行资源映射后，可以相应地传输这些符号，关于具体如何映射以及如何传输，可以参考相关的任意方法。
步骤508，判断是否还有未处理的码字；如果还有则执行步骤502，选择另一码字继续进行处理；如果没有则完成本次传输过程。
值得注意的是，图5仅示意性地对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于此。例如可以适当地调整各个步骤之间的执行顺序，此外还可以增加其他的一些步骤或者减少其中的某些步骤。本领域的技术人员可以根据上述内容进行适当地变型，而不仅限于上述附图的记载。
由上述实施例可知，对多个星座符号进行一次旋转并交织，将原属于同一第一符号的实部和虚部分散到不同第二符号的实部和虚部位置，然后进行二次旋转并交织，将原属于同一第三符号的实部和虚部分散到不同第四符号的实部和虚部位置；由此能够获得更高的分集增益，从而进一步提升系统性能，复用更多数量的用户设备。
实施例2
本发明实施例在实施例1的基础上进行进一步说明。其中以MTC用户设备使用BPSK符号为例，对本发明的效果以及如何确定旋转角度进行说明。
图6是正交多址接入的用户资源映射的一示意图，如图6所示，在正交多址接入模式下，MTC用户设备通常使用QPSK符号进行传输，4个资源粒子能够复用4个用户设备，每用户设备使用1个资源粒子。
图7是SCMA的用户资源映射的一示意图，如图7所示，在SCMA模式下，每个MTC用户设备使用2个资源粒子，所传输的信号通过对2个BPSK符号进行旋转和交织而形成，4个资源粒子能够复用6个用户设备。
在本实施例中，仍以单一用户设备为例，并省略用户设备标识。假设该用户设备准备传输原始的4个BPSK符号：a1、a2、a3和a4，其中a1～a4来自于BPSK星座。
首先，可以进行第一级的星座旋转。假设旋转角度为θ，则旋转后的符号记为：
然后，可以进行虚实交织。交织方式例如为：将的虚部与的实部互换，将的虚部与的实部互换。由此得到：
s1＝a1cosθ+ja2cosθ
s2＝a1sinθ+ja2sinθ
s3＝a3cosθ+ja4cosθ
s4＝a3sinθ+ja4sinθ
然后，可以进行第二级的旋转。假设旋转角度为旋转后的符号记为：
然后，可以进行虚实交织。交织方式例如为：将的虚部与的实部互换，将的虚部与的实部互换。由此得到：
然后，可以将w1～w4映射到4个非零资源位置上并传输。
多个用户设备可以分别进行上述操作，不同用户设备的非零资源位置不同。由此，可以进行非正交多址接入(例如基于稀疏特性的非正交多址接入)。
图8是SCMA方法与本发明实施例的双旋转方法的一比较示意图，示出了以单用户设备为例的情况。如图8所示，以a1为例，SCMA方法中将其在2个资源粒子上传输，而本发明实施例的双旋转方法将其在4个资源粒子上传输，因此与SCMA方法相比，本发明实施例的双旋转方法在理论上具有更高的分集效果。
图9是SCMA方法与本发明实施例的双旋转方法的另一比较示意图，示出了单用户设备条件下、SCMA方法与本发明实施例的双旋转方法的误比特率(BER，Bit Error Rate)性能曲线；其中信道假设服从独立同分布瑞利分布。
图10是SCMA方法与本发明实施例的双旋转方法的另一比较示意图，示出多用户设备(用户设备数为6)条件下、SCMA方法与本发明实施例的双旋转方法的误比特率性能曲线；其中信道假设服从独立同分布瑞利分布。
图11是SCMA方法与本发明实施例的双旋转方法的另一比较示意图，示出多用户设备(用户设备数为6)条件下、SCMA方法与本发明实施例的双旋转方法的误块率(BLER，Block Error Rate)性能曲线；其中信道假设服从独立同分布瑞利分布， 使用符合LTE标准的Turbo信道编码，码率为0.795。
图9至11所示的仿真结果验证了本发明实施例的双旋转方法的有效性。通过使用本发明实施例的双旋转方法，用户设备的解调性能得到提升，从而为进一步复用更多数目的用户设备提供了可能。
以上从理论上以及仿真结果上对本发明实施例的双旋转方法进行了说明；以下对于如何确定旋转角度进行示意性说明。
在本实施例中，可以基于误符号率确定第一预定角度和第二预定角度。例如，在星座符号为BPSK符号，并且信噪比高于预定值的情况下，第一预定角度θ＝45°，第二预定角度
以下简要说明推导过程：
令向量x＝[x1 x2 x3 x4]T，a1&2＝[a1 a2]T，则对于符号a1、a2，双旋转变换可以等效记为x＝Ga1&2，其中
实际上有其中w＝[w1 w2 w3 w4]T，即将w的实部记为矩阵G与2个BPSK符号组成的向量的乘积。同理，w的虚部也可以记为矩阵G与2个BPSK符号组成的向量的乘积。
由于对a1、a2的解调仅取决于w的实部，对a3、a4的解调仅取决于w的虚部，因此可以选择任一路进行分析。
由于a1、a2取自BPSK星座，因此向量a1&2可以有4种可能取值，从而使x存在4种可能取值，即x∈{x(l)|l＝1,2,3,4}。当x(i)被误判为x(k)时，对a1、a2的解调会发生错误，下面对该错误概率进行计算。
由于x各个元素在不同资源粒子上传输，其经历不同信道，假设所经历信道服从独立同分布瑞利衰落，将x(i)误判为x(k)的概率可以记为：
其中ρ表示信噪比(SNR，Signal to Noise Ratio)。进而平均错误概率可以记为：
令实际上是关于旋转角度θ的函数，因此旋转角度可以通过最小化平均错误概率获得，即
令ρ＝30dB，即设为高信噪比，可以求解出一组可行的旋转角度值，该旋转角度值为θ＝45°。
值得注意的是，以上仅对如何确定第一预定角度和第二预定角度进行了示意性说明，但本发明不限于此，还可以使用其他确定角度的方法。此外，旋转角度并不限于45°和60°，还可以是其他的角度，可以根据实际场景确定具体的数值。
实施例3
本发明实施例在实施例1和2的基础上，对如何进行资源映射进行进一步说明。
在本实施例中，在将多个第四符号映射到多个资源粒子上时，可以将含有相同信号成分的第四符号分散映射到不相邻的、经历独立或不相关信道衰落的资源粒子上。该资源映射方法同样适用于传统SCMA方法。
例如，在将符号(可以是SCMA中的si等，也可以是本发明实施例的wi等)映射到非零资源上传输时，可以进行符号交织，使得包含相同信号成分的符号尽量映射到能够经历独立或不相关信道衰落的资源粒子上，即将同一码字分散到不相邻的、经历独立或不相关衰落的资源粒子上传输。
图12是本发明实施例的进行码字交织的一示意图，示出了以SCMA为例的情况。如图12的左侧所示，传统的SCMA方法(没有进行码字交织的方法)中属于同一个码字的符号(包括零符号与非零符号)将被映射到连续的资源粒子上；以此类推，多 个码字将填充满为该用户设备所分配的所有资源块对。
如图12的右侧所示，本发明实施例中，属于同一个码字的符号(包括零符号和非零符号)将被映射到不同的资源块对内，这样各个符号能够经历尽量不相关的信道衰落，从而进一步利用分集。
图13是本发明实施例的进行码字交织的另一示意图，示出了以本发明实施例的双旋转方法为例的情况。如图13的左侧所示，在没有进行码字交织的方法中，属于同一个码字的符号(包括零符号和非零符号)将被映射到连续的资源粒子上；以此类推，多个码字将填充满为该用户设备所分配的所有资源块对。
如图13的右侧所示，本发明实施例中，可以将包含相同信号成分的符号分散到4个非零资源粒子上传输，因此可以将8个符号(包括零符号和非零符号)看做一个等效的码字，然后对该等效的码字进行交织。属于同一码字的8个符号经过交织后，将被分散到不同的资源块对上进行传输。
图14是SCMA方法与本发明实施例的双旋转方法的另一比较示意图，示出了使用码字交织后的性能仿真结果；其中假设为ETU 120km/h信道，使用LTE Turbo信道编码，码率为0.795。
如图14所示，码字交织后的双旋转方法比传统SCMA方法具有更好的性能；并且与图11相比，进行码字交织后的方法比没有进行码字交织的方法具有更好的性能(例如误块率更低)，可以进一步获得分集增益。
实施例4
本发明实施例提供一种适用于非正交多址接入的信息传输装置。本实施例对应于实施例1至3中的适用于非正交多址接入的信息传输方法，相同的内容不再赘述。
图15是本发明实施例的适用于非正交多址接入的信息传输装置的一示意图，如图15所示，适用于非正交多址接入的信息传输装置1500包括：
数据调制单元1501，其将待传输数据调制成多个星座符号；
第一旋转单元1502，其将多个星座符号分别旋转第一预定角度后获得多个第一符号；
第一交织单元1503，其将多个第一符号进行虚部和实部的交织后获得多个第二符号；其中将属于同一第一符号的实部和虚部分散到不同的第二符号的实部和虚部位 置；
第二旋转单元1504，其将多个第二符号分别旋转第二预定角度后获得多个第三符号；
第二交织单元1505，其将多个第三符号进行虚部和实部的交织后获得多个第四符号；其中将属于同一第一符号的实部和虚部分散到不同的第二符号的实部和虚部位置；以及
资源映射单元1506，将多个第四符号映射到多个资源粒子上并进行传输。
在本实施例中，待传输数据可以被调制成多个码字，每一码字包括N个非零星座符号，其中N为正整数。
在本实施例中，N个第四符号可以被映射到M个时频资源粒子的N个资源粒子上以进行传输；其中M为正整数且M大于N。但本发明不限于此。
如图15所示，适用于非正交多址接入的信息传输装置1500还可以包括：
角度确定单元1507，其基于误符号率确定第一预定角度和第二预定角度。
在本实施例中，资源映射单元1506还可以用于：将具有相同信号成分的第四符号分散映射到具有独立或不相关信道衰落的资源粒子上。同一个码字所包含的资源粒子来自于不同物理资源块对，位于互不相邻、彼此远离的时频位置。
本发明实施例还提供一种发送端，配置有如上所述的适用于非正交多址接入的信息传输装置1500。该发送端例如可以是用户设备，例如MTC用户设备；接收端可以是基站。
图16是本发明实施例的用户设备的一示意图。如图16所示，该用户设备1600可以包括中央处理器100和存储器140；存储器140耦合到中央处理器100。值得注意的是，该图是示例性的；还可以使用其他类型的结构，来补充或代替该结构，以实现电信功能或其他功能。
在一个实施方式中，适用于非正交多址接入的信息传输装置1500的功能可以被集成到中央处理器100中。其中，中央处理器100可以被配置为实现实施例1至3中所述的适用于非正交多址接入的信息传输方法。
例如，中央处理器100可以被配置为进行如下的控制：将待传输数据调制成多个星座符号；将所述多个星座符号分别旋转第一预定角度后获得多个第一符号；将所述多个第一符号进行虚部和实部的交织后获得多个第二符号，其中将属于同一第一符号 的实部和虚部分散到不同的第二符号的实部和虚部位置；将所述多个第二符号分别旋转第二预定角度后获得多个第三符号；将所述多个第三符号进行虚部和实部的交织后获得多个第四符号，其中将属于同一第三符号的实部和虚部分散到不同的第四符号的实部和虚部位置；以及将所述多个第四符号映射到多个资源粒子上并进行传输。
在另一个实施方式中，适用于非正交多址接入的信息传输装置1500可以与中央处理器100分开配置，例如可以将适用于非正交多址接入的信息传输装置1500配置为与中央处理器100连接的芯片，通过中央处理器100的控制来实现适用于非正交多址接入的信息传输装置1500的功能。
如图16所示，该用户设备1600还可以包括：通信模块110、输入单元120、存储器140、显示器160、电源170。其中，上述部件的功能与现有技术类似，此处不再赘述。值得注意的是，用户设备1600也并不是必须要包括图16中所示的所有部件，上述部件并不是必需的；此外，用户设备1600还可以包括图16中没有示出的部件，可以参考现有技术。
在本实施例中，该发送端例如还可以是基站，接收端可以是用户设备，例如MTC用户设备。但本发明不限于此，发送端和接收端还可以是其他的网络设备。
图17是本发明实施例的基站的一构成示意图。如图17所示，基站1700可以包括：中央处理器(CPU)200和存储器210；存储器210耦合到中央处理器200。其中该存储器210可存储各种数据；此外还存储信息处理的程序，并且在中央处理器200的控制下执行该程序。
其中，适用于非正交多址接入的信息传输装置1500可以实现如实施例1所述的适用于非正交多址接入的信息传输方法。中央处理器200可以被配置为实现适用于非正交多址接入的信息传输装置1500的功能。
此外，如图17所示，基站1700还可以包括：收发机220和天线230等；其中，上述部件的功能与现有技术类似，此处不再赘述。值得注意的是，基站1700也并不是必须要包括图17中所示的所有部件；此外，基站1700还可以包括图17中没有示出的部件，可以参考现有技术。
由上述实施例可知，对多个星座符号进行一次旋转并交织，将原属于同一第一符号的实部和虚部分散到不同第二符号的实部和虚部位置，然后进行二次旋转并交织，将原属于同一第三符号的实部和虚部分散到不同第四符号的实部和虚部位置；由此能 够获得更高的分集增益，从而进一步提升系统性能，复用更多数量的用户设备。
实施例5
本发明实施例还提供一种通信系统，与实施例1至4相同的内容不再赘述。
在本实施例中，通信系统可以包括：
发送端，其配置有如实施例4所述的适用于非正交多址接入的信息传输装置1500；
接收端，其接收所述发送端发送的信息并进行解调。
在本实施例中，多个发送端可以分别将第四符号映射到多个资源粒子上以进行非正交多址接入。其中，发送端可以是用户设备，例如MTC用户设备，接收端可以是基站；但本发明不限于此。
以下以发送端为用户设备，接收端为基站为例进行说明。
图18是本发明实施例的通信系统的一示意图，如图18所示，通信系统1800可以包括基站1801和用户设备1802。
其中，用户设备1802将待传输数据调制成多个星座符号；将多个星座符号分别旋转第一预定角度后获得多个第一符号；将多个第一符号进行虚部和实部的交织后获得多个第二符号，其中将属于同一第一符号的实部和虚部分散到不同第二符号的实部和虚部位置；将多个第二符号分别旋转第二预定角度后获得多个第三符号；将多个第三符号进行虚部和实部的交织后获得多个第四符号，其中将属于同一第一符号的实部和虚部分散到不同第二符号的实部和虚部位置；以及将多个第四符号映射到多个资源粒子上并进行传输。
基站1801接收用户设备1802发送的信息，并对接收到的信息相应地进行解调。
本发明实施例还提供一种计算机可读程序，其中当在发送端中执行所述程序时，所述程序使得计算机在所述发送端中执行实施例1所述的适用于非正交多址接入的信息传输方法。
本发明实施例还提供一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中所述计算机可读程序使得计算机在发送端中执行实施例1所述的适用于非正交多址接入的信息传输方法。
本发明以上的装置和方法可以由硬件实现，也可以由硬件结合软件实现。本发明 涉及这样的计算机可读程序，当该程序被逻辑部件所执行时，能够使该逻辑部件实现上文所述的装置或构成部件，或使该逻辑部件实现上文所述的各种方法或步骤。本发明还涉及用于存储以上程序的存储介质，如硬盘、磁盘、光盘、DVD、flash存储器等。
结合本发明实施例描述的信息传输方法可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或二者组合。例如，图15中所示的功能框图中的一个或多个和/或功能框图的一个或多个组合(例如，数据调制单元、资源映射单元等)，既可以对应于计算机程序流程的各个软件模块，亦可以对应于各个硬件模块。这些软件模块，可以分别对应于图3所示的各个步骤。这些硬件模块例如可利用现场可编程门阵列(FPGA)将这些软件模块固化而实现。
软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域已知的任何其它形式的存储介质。可以将一种存储介质耦接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息；或者该存储介质可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该软件模块可以存储在移动终端的存储器中，也可以存储在可插入移动终端的存储卡中。例如，若设备(如移动终端)采用的是较大容量的MEGA-SIM卡或者大容量的闪存装置，则该软件模块可存储在该MEGA-SIM卡或者大容量的闪存装置中。
针对附图中描述的功能方框中的一个或多个和/或功能方框的一个或多个组合，可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。针对附图描述的功能方框中的一个或多个和/或功能方框的一个或多个组合，还可以实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP通信结合的一个或多个微处理器或者任何其它这种配置。
以上结合具体的实施方式对本发明进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本发明保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本发明的精神和原理对本发明做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本发明的范围内。

Claims (15)

  1. 一种适用于非正交多址接入的信息传输方法，所述信息传输方法包括：
    发送端将待传输数据调制成多个星座符号；
    将所述多个星座符号分别旋转第一预定角度后获得多个第一符号；
    将所述多个第一符号进行虚部和实部的交织后获得多个第二符号；其中将属于同一第一符号的实部和虚部分散到不同的第二符号的实部和虚部位置；
    将所述多个第二符号分别旋转第二预定角度后获得多个第三符号；
    将所述多个第三符号进行虚部和实部的交织后获得多个第四符号；其中将属于同一第三符号的实部和虚部分散到不同的第四符号的实部和虚部位置；以及
    将所述多个第四符号映射到多个资源粒子上并进行传输。
  2. 根据权利要求1所述的信息传输方法，其中，每N个第四符号被映射到M个时频资源粒子中的N个资源粒子上，形成一个码字；其中M、N为正整数且M大于N。
  3. 根据权利要求1所述的信息传输方法，其中，所述多个星座符号包括：
    ci＝ui+jvi,ci+1＝ui+1+jvi+1,ci+2＝ui+2+jvi+2和ci+3＝ui+3+jvi+3；
    则，所述多个第一符号包括：
    所述多个第二符号包括：
    si＝(uicosθ-visinθ)+j(ui+1cosθ-vi+1sinθ)
    si+1＝(uisinθ+vicosθ)+j(ui+1sinθ+vi+1cosθ)
    si+2＝(ui+2cosθ-vi+2sinθ)+j(ui+3cosθ-vi+3sinθ)
    si+3＝(ui+2sinθ+vi+2cosθ)+j(ui+3sinθ+vi+3cosθ)
    其中，θ为所述第一预定角度，i为正整数，ui和vi分别为符号的实部和虚部。
  4. 根据权利要求3所述的信息传输方法，其中，所述多个第三符号包括：
    所述多个第四符号包括：
    其中，为所述第二预定角度。
  5. 根据权利要求1所述的信息传输方法，其中，所述信息传输方法还包括：
    基于误符号率确定所述第一预定角度和所述第二预定角度。
  6. 根据权利要求5所述的信息传输方法，其中，在所述星座符号为BPSK符号，并且信噪比高于预定值的情况下，所述第一预定角度θ＝45°，所述第二预定角度＝60°。
  7. 根据权利要求1所述的信息传输方法，其中，将所述多个第四符号分别映射到多个资源粒子上包括：
    将包含有相同信号成分的第四符号分散映射到不相邻的、经历独立或不相关信道衰落的资源粒子上。
  8. 根据权利要求7所述的信息传输方法，其中，同一个码字所对应的资源粒子来自于不同物理资源块对，位于互不相邻且彼此远离的时频位置。
  9. 一种适用于非正交多址接入的信息传输装置，所述信息传输装置包括：
    数据调制单元，其将待传输数据调制成多个星座符号；
    第一旋转单元，其将所述多个星座符号分别旋转第一预定角度后获得多个第一符号；
    第一交织单元，其将所述多个第一符号进行虚部和实部的交织后获得多个第二符号；其中将属于同一第一符号的实部和虚部分散到不同的第二符号的实部和虚部位置；
    第二旋转单元，其将所述多个第二符号分别旋转第二预定角度后获得多个第三符号；
    第二交织单元，其将所述多个第三符号进行虚部和实部的交织后获得多个第四符号；其中将属于同一第三符号的实部和虚部分散到不同的第四符号的实部和虚部位置；以及
    资源映射单元，将所述多个第四符号映射到多个资源粒子上并进行传输。
  10. 根据权利要求9所述的信息传输装置，其中，每N个第四符号被映射到M个时频资源粒子的N个资源粒子上，形成一个码字；其中M、N为正整数且M大于N。
  11. 根据权利要求9所述的信息传输装置，其中，所述信息传输装置还包括：
    角度确定单元，其基于误符号率确定所述第一预定角度和所述第二预定角度。
  12. 根据权利要求9所述的信息传输装置，其中，所述资源映射单元还用于：将包含有相同信号成分的第四符号分散映射到不相邻的、经历独立或不相关信道衰落的资源粒子上。
  13. 根据权利要求12所述的信息传输装置，其中，同一个码字所对应的资源粒子来自于不同物理资源块对，位于互不相邻且彼此远离的时频位置。
  14. 一种通信系统，所述通信系统包括：
    发送端，其配置有如权利要求9所述的信息传输装置；
    接收端，其接收所述发送端发送的信息并进行解调。
  15. 根据权利要求14所述的通信系统，其中，多个发送端分别将符号映射到多个资源粒子上以进行非正交多址接入。
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