CN108541075B - 基于非正交多址技术的随机接入的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于非正交多址技术的随机接入的方法及装置，其中，方法包括：在基站接收端，根据当前消息负载，确定用户的第一部分非正交传输模式，将其发送给用户发送端；在用户发送端，在包含信息比特的待发送消息到达后，根据接收的第一部分非正交传输模式和信息比特长度确定第二部分非正交传输模式，根据第一部分非正交传输模式和第二部分非正交传输模式对待发送消息中的信息比特依次进行编码调制、资源起始位置对齐、后续处理和随机功率控制，得到发送信号，并将发送信号输出至多址接入信道。该方法可以极大提升随机接入的信道资源利用率和可支持的平均用户负载，并极大提升了用户传输信息的成功概率，提高了系统的性能、可靠性和稳定性。

Description

基于非正交多址技术的随机接入的方法及装置
技术领域
本发明涉及数字信息传输技术领域，特别涉及一种基于非正交多址技术的随机接入的方法及装置。
背景技术
在典型的移动通信系统中，基站需要与覆盖范围内的多个用户进行通信。对于上行多用户接入的场景，随机接入技术发挥了至关重要的作用。
在传统的上行多用户接入方案中，常常采用竞争信道和数据信道结合模式。首先，各用户需要根据协议在竞争信道中通过随机接入的方式与基站建立连接。其次，建立连接后，用户可以获取自己发送信息所需的数据信道资源(包括信令资源和导频资源)，随后利用相应的数据信道资源传输用户的发送信息。
随着智能终端的爆炸性增长以及新兴应用场景的不断涌现，传统上行多用户接入方案面临极大的挑战。尤其对于海量小包突发业务场景以及高可靠低延时业务场景，传统的上行多用户接入方案带来的额外的信令开销和高延时都无法满足业务场景需求。有新型上行多用户接入方案提出，可以让待发送消息的活跃用户通过随机接入，直接传输消息包含的比特信息，从而减小传统的上行多用户接入方案中建立连接所带来的信令开销和延时。
由此看出，无论是在传统的或者新型的上行多用户接入方案中，随机接入技术都是必不可少的，如何提高随机接入的资源利用率、提高用户负载率以及增大用户发送信息的成功概率非常重要。
从网络信息论的角度看，在随机接入的模型中，在用户发送信息之前，基站并没有在不同用户间调度信道资源，从而不同活跃用户之间可能存在不可控的竞争冲突。为了解决不同活跃用户直接可能存在的竞争冲突，传统的随机接入技术之一是采用ALOHA碰撞解决办法。其特征之一在于用户通过竞争的方式独立的享用信道资源，即，当用户的发送信号在接收端与其他用户的信号叠加时，则发生碰撞，发生碰撞的用户信号携带的消息均发送失败。
传统的基于ALOHA碰撞解决办法的随机接入技术主要存在以下几方面的问题：
1、采用传统的随机接入技术，由于各用户发送的信号产生碰撞即判定该次传输失败，所以用户对信道资源的利用率较低。例如，传统的纯ALOHA随机接入技术的信道资源利用率(即平均用户负载率)不会超过18.4％，传统时隙ALOHA协议对信道资源利用率不会超过36.8％。并且当用户负载率较高时，信道资源利用率将进一步降低，从而影响整个系统的性能、可靠性和稳定性；并且，随着负载率的提高和信道资源利用率的降低，用户数据发生碰撞后丢包的概率急剧增加，导致大量的用户信息重传需求。
2、为了传输给定的信息，传统的随机接入技术中时隙长度固定，从而导致单位时隙内到达基站接收端的消息数量的随机性无法控制，会出现随机性较大的情况，从而导致系统性能受限。
3、传统的随机接入技术采用的编码调制模式简单，可支持的码率和码长有限，难以满足呈爆发性增长的多样化的需求，同时也无法支持随机接入中时隙长度改变的需求，亟待解决。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种基于非正交多址技术的随机接入的方法，该方法可以极大提升随机接入系统的性能、稳定性和可靠性。
本发明的另一个目的在于提出一种基于非正交多址技术的随机接入的装置。
为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种基于非正交多址技术的随机接入的方法，包括以下步骤：在基站接收端，根据当前消息负载确定用户的第一部分非正交传输模式，并将所述第一部分非正交传输模式发送给用户发送端；在用户发送端，在包含信息比特的待发送消息到达后，根据接收的所述第一部分非正交传输模式和信息比特长度确定第二部分非正交传输模式，并根据所述第一部分非正交传输模式和所述第二部分非正交传输模式对所述待发送消息中的信息比特依次进行编码调制、资源起始位置对齐、后续处理和随机功率控制，以得到发送信号，并将所述发送信号输出至多址接入信道。
本发明实施例的基于非正交多址技术的随机接入的方法，对待发送消息中的信息比特依次进行编码调制、资源起始位置对齐、后续处理和随机功率控制，通过非正交多址接入技术、可调节的时隙长度以及码率兼容码长可扩展的信道编码，实现了提升随机接入的信道资源利用率、可支持的平均用户负载以及用户传输信息的成功概率的目的，具有提升随机接入系统性能、可靠性和稳定性的优点。
另外，根据本发明上述实施例的基于非正交多址技术的随机接入的方法还可以具有以下附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述消息负载为单位时间内到达基站接收端的平均消息数量，所述第一部分非正交传输模式包括用户发送符号序列占用信道资源的起始位置和发送符号序列的符号数，且所述第二部分非正交传输模式包括编码调制参数，其中，所述编码调制参数包括外信道编码参数、内信道编码参数、比特交织参数和星座映射参数，其中，优选地，所述外信道编码为码率兼容码长可扩展的低密度奇偶校验码，所述内信道编码为比特重复码。
进一步地，在本发明的一个实施例中，在所述用户发送端具体包括：在所述待发送消息到达后，根据接收的所述第一部分非正交传输模式和所述信息比特长度确定所述第二部分非正交传输模式；根据所述第一部分非正交传输模式和所述第二部分非正交传输模式中的所述编码调制参数对所述待发送消息中的信息比特依次进行编码调制，以得到待发送符号序列；根据所述第一部分非正交传输模式和所述第二部分非正交传输模式中的用户发送符号序列占用资源的起始位置，对所述待发送符号序列进行资源起始位置对齐，以得到对齐符号序列；用户对所述对齐符号序列进行后续处理，以得到待发送信号；对所述待发送信号进行随机功率控制，以得到所述发送信号并输出至所述多址接入信道。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述用户对所述对齐符号序列进行后续处理，进一步包括：对所述待对齐符号序列进行正交频分复用调制、组帧、频谱成形和功率调整。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述对所述待发送信号进行随机功率控制，进一步包括：根据概率密度分布或概率分布随机调整所述待发送信号的平均功率
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述根据接收的所述第一部分非正交传输模式和所述信息比特长度确定所述第二部分非正交传输模式，进一步包括：在包含信息比特的所述待发送消息到达后，确定星座映射参数；根据所述星座映射参数确定总信道编码码长；根据所述总信道编码码长和所述信息比特长度确定内信道编码码率和外信道编码码长；获取比特交织参数。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述根据所述第一部分非正交传输模式和所述第二部分非正交传输模式中的所述编码调制参数对所述待发送消息中的信息比特依次进行编码调制，进一步包括：根据所述非正交传输模式中的外信道编码参数对所述待发送消息包含的信息比特进行外信道编码，以得到外编码比特；根据所述非正交传输模式中的内信道编码参数对所述外编码比特进行内信道编码，以得到内编码比特；根据所述非正交传输模式中的比特交织参数对所述内编码比特进行比特交织，以得到交织比特；根据所述非正交传输模式中的星座映射参数对所述交织比特进行星座映射，以得到所述待发送符号序列。
为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种基于非正交多址技术的随机接入的装置，包括：模式控制模块，用于在基站接收端，获取当前消息负载确定用户的第一部分非正交传输模式，并将所述第一部分非正交传输模式发送给用户发送端，还用于在用户发送端，在包含信息比特的待发送消息到达后，获取接收的所述第一部分非正交传输模式和信息比特长度确定第二部分非正交传输模式；处理模块，用于在用户发送端，根据所述第一部分非正交传输模式和所述第二部分非正交传输模式对所述待发送消息中的信息比特依次进行编码调制、资源起始位置对齐、后续处理和随机功率控制，以得到发送信号，并将所述发送信号输出至多址接入信道。
本发明实施例的基于非正交多址技术的随机接入的装置，对待发送消息中的信息比特依次进行编码调制、资源起始位置对齐、后续处理和随机功率控制，通过非正交多址接入技术、可调节的时隙长度以及码率兼容码长可扩展的信道编码，实现了提升随机接入的信道资源利用率、可支持的平均用户负载以及用户传输信息的成功概率的目的，具有提升随机接入系统性能、可靠性和稳定性的优点。
另外，根据本发明上述实施例的基于非正交多址技术的随机接入的装置还可以具有以下附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述处理模块还用于：在所述第一部分非正交传输模式和所述第二部分非正交传输模式中的所述编码调制参数对所述待发送消息中的信息比特依次进行编码调制后，以得到待发送符号序列；在所述第一部分非正交传输模式和所述第二部分非正交传输模式中的用户发送符号序列占用资源的起始位置，对所述待发送符号序列进行资源起始位置对齐，以得到对齐符号序列；在用户对所述对齐符号序列进行后续处理后，以得到待发送信号；在对所述待发送信号进行随机功率控制后，得到所述发送信号并输出至所述多址接入信道。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述处理模块还用于：在所述非正交传输模式中的外信道编码参数对所述待发送消息包含的信息比特进行外信道编码后，以得到外编码比特；在所述非正交传输模式中的内信道编码参数对所述外编码比特进行内信道编码后，以得到内编码比特；在所述非正交传输模式中的比特交织参数对所述内编码比特进行比特交织后，以得到交织比特；在所述非正交传输模式中的星座映射参数对所述交织比特进行星座映射后，以得到所述待发送符号序列。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明实施例的基于非正交多址技术的随机接入的方法的流程图；
图2为根据本发明一个实施例的基于非正交多址技术的随机接入的方法用户发送端步骤流程图；
图3为根据本发明一个实施例的基于非正交多址技术的随机接入的方法用户接收端步骤流程图；
图4为根据本发明一个实施例的基于非正交多址技术的随机接入的方法对待发送消息中的信息比特依次进行编码调制的步骤流程图；
图5为根据本发明一个实施例的模板矩阵的示意图；
图6为根据本发明一个实施例的总接收信号进行迭代的联合多用户检测和解码时消息中断概率性能和理论极限性能仿真结果示意图；
图7为根据本发明一个实施例的三个案例的总接收信号进行迭代的联合多用户检测和解码时消息中断概率性能和理论极限性示意图；和
图8为根据本发明实施例的基于非正交多址技术的随机接入的装置机构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的基于非正交多址技术的随机接入的方法及装置，首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的基于非正交多址技术的随机接入的方法。
图1为根据本发明实施例的基于非正交多址技术的随机接入的方法的流程图。
如图1所示，该基于非正交多址技术的随机接入的方法包括以下步骤：
在步骤S101中，在基站接收端，根据当前消息负载确定用户的第一部分非正交传输模式，并将第一部分非正交传输模式发送给用户发送端。
在本发明的一个实施例中，消息负载为单位时间内到达基站接收端的平均消息数量。进一步地，非正交传输模式包括用户发送符号序列占用信道资源的起始位置和发送符号序列的符号数N。
在步骤S102中，在用户发送端，在包含信息比特的待发送消息到达后，根据接收的第一部分非正交传输模式和信息比特长度确定第二部分非正交传输模式，并根据第一部分非正交传输模式和第二部分非正交传输模式对待发送消息中的信息比特依次进行编码调制、资源起始位置对齐、后续处理和随机功率控制，以得到发送信号，并将发送信号输出至多址接入信道。
在本发明的一个时实施例中，在本发明的实施例中，第二部分非正交传输模式包括编码调制参数；编码调制参数包括外信道编码参数、内信道编码参数、比特交织参数和星座映射参数。其中，优选地，外信道编码为码率兼容码长可扩展的低密度奇偶校验LDPC码(Low Density Parity Check Code低密度奇偶校验码)，内信道编码为比特重复码。
具体而言，码率兼容码长可扩展的LDPC码可以是5G-NR LDPC码，可以理解的是，即是被5G新型无线空口技术采用为eMBB(Enhance Mobile Broadband增强移动宽带)场景数据信道编码的码率兼容码长可扩展的LDPC码。
图2为根据本发明一个实施例的基于非正交多址技术的随机接入的方法用户发送端步骤流程图，结合图2，在本发明的一个实施例中，在用户发送端，具体包括以下步骤：
S201：在待发送消息到达后，根据接收的第一部分非正交传输模式和信息比特长度确定第二部分非正交传输模式。
在本发明的一个实施例中，如图3所示，在进行根据接收的第一部分非正交传输模式和信息比特长度确定第二部分非正交传输模式时，还进一步包括：
在本发明的一个实施例中，在包含信息比特的待发送消息到达后，用户确定星座映射参数，假设星座映射阶数M；根据确定的星座映射参数，确定总信道编码码长ctotal＝N·log2M；根据总信道编码码长ctotal和信息比特长度binfo，确定内信道编码码率Rrep和外信道编码码长cLDPC＝ctotal﹒Rrep。其中，1/Rrep为正整数。确定比特交织参数。
S202：根据第一部分非正交传输模式和第二部分非正交传输模式中的编码调制参数对待发送消息中的信息比特依次进行编码调制，以得到待发送符号序列。
在本发明的一个实施例中，结合图4，得到待发送符号序列的过程为：用户根据非正交传输模式中的外信道编码参数对待发送消息包含的信息比特进行外信道编码，得到外编码比特；用户根据非正交传输模式中的内信道编码参数，对外编码比特进行内信道编码，得到内编码比特；用户根据非正交传输模式中的比特交织参数，对内编码比特进行比特交织，得到交织比特；用户根据非正交传输模式中的星座映射参数，对交织比特进行星座映射，得到待发送符号序列。
S203：根据第一部分非正交传输模式和第二部分非正交传输模式中的用户发送符号序列占用资源的起始位置，对待发送符号序列进行资源起始位置对齐，以得到对齐符号序列。
在本发明的一个实施例中，待对齐符号序列进行正交频分复用调制、组帧、频谱成形和功率调整。
S204：用户对对齐符号序列进行后续处理，以得到待发送信号。
S205：对待发送信号进行随机功率控制，以得到发送信号并输出至多址接入信道。
可以理解的是，可以根据概率密度分布或概率分布随机调整待发送信号的平均功率。
下面两个根据本发明实施例提出的基于非正交多址技术的随机接入的方法及装置的实施例来介绍本发明实施例提出的基于非正交多址技术的随机接入的方法。
【实施例一】
在此实施例中，在基站接收端，根据当前消息负载确定用户的第一部分非正交传输模式，并将第一部分非正交传输模式发送给用户发送端。
其中，在此实施例中，当前消息负载为λmessage＝1/1000个/符号持续时间，即一个符号持续时间内到达基站接收端的平均消息数量为1/1000。消息的到达假设服从泊松分布。
第一部分非正交传输模式中的发送符号序列的符号数N＝2560，对应的用户信号平均叠加层数λuser可以通过下式得到：
λuser＝N·λmessage＝2.56，
说明在发送符号序列持续时间内，单位信道资源上平均有2.56个用户的信号叠加在一起传输。
在本实施例中，在用户发送端，在消息到达后，用户根据接收到的第一部分非正交传输模式和信息比特长度binfo，确定第二部分非正交传输模式，并根据第一部分和第二部分非正交传输模式对待发送消息中的信息比特依次进行编码调制、资源起始位置对齐、后续处理和随机功率控制，得到发送信号，并将发送信号输出至多址接入信道。其中，信息比特长度为binfo＝320比特，多址接入信道为加性高斯白噪声多址接入信道。
在本实施例中，外信道编码选择5G-NR LDPC码，即被5G新型无线空口技术采eMBB场景数据信道编码的码率兼容码长可扩展的低密度奇偶校验(LDPC)码。图5为其模板矩阵(即基础矩阵)，如图5所示，其中方块代表等于1的元素，十字代表等于0的元素。可以得到码率为
Figure GDA0002449666360000071
的外信道编码，其中，kb＝10，mb＝17,18,…,42，对应该码率的模板矩阵可以通过截取图5所示模板矩阵的前(kb+mb)列和前mb行构成的子矩阵得到。
具体而言，在本实施例中，在用户发送端，当消息到达后，用户根据得到的第一部分非正交传输模式和信息比特长度binfo，确定第二部分非正交传输模式。进一步可以包括以下步骤：在消息到达后，用户确定星座映射参数，确定星座映射阶数M＝2；
根据确定的星座映射参数，确定总信道编码码长ctotal＝N·log2M＝2560·1＝2560比特；根据总信道编码码长ctotal和信息比特长度binfo，确定内信道编码码率Rrep＝1/2和外信道编码码长
Figure GDA0002449666360000072
确定该实施例的比特交织参数。
根据以上步骤，用户在消息到达后可以进行基于非正交多址接入技术的随机接入。具体过程为：多个携带消息的发送信号经信道传输后得到多个接收信号，和噪声在基站接收端叠加，得到总接收信号。对叠加了多个接收信号和噪声的总接收信号进行迭代的联合多用户检测和解码。其中，进行多用户检测，采用基础信号检测器(elementary signalestimator)。
图6为根据本实施例的总接收信号进行迭代的联合多用户检测和解码时消息中断概率性能和理论极限性能仿真结果示意图。其中，图6中圆圈实线为用户传输消息的中断概率性能，圆圈虚线为假设高斯输入和理想编码，可以得到理论极限性能。
结合图6可以得到：在中断概率等于0.1的位置，理论的信噪比门限为-5.4dB，实际仿真得到的信噪比门限为-3.8dB，距离理论的信噪比门限仅1.6dB的差距。可以看出，实施例1的上行非正交随机接入方法可以获得逼近理论极限的性能。
【实施例二】
在实施例二中，通过在基站接收端选择不同的第一部分非正交传输模式，进一步说明，不同的发送符号序列的符号数N，对基于本发明的非正交随机多址接入方法的随机多址接入系统的性能的影响。
在本实施中，分为3个案例：案例1、案例2和案例3，3个案例与实施一例基本相同，其区在于以下内容：
1、在案例1中：在基站接收端，基站确定的发送符号序列的符号数N＝960，对应的用户信号平均叠加层数λuser＝N·λmessage＝0.96。在用户接收端，在上述步骤S201中，确定总信道编码码长ctotal＝960，内信道编码码率Rrep＝1，以及外信道编码码长cLDPC＝960。
2、在案例2中：在基站接收端，基站确定的发送符号序列的符号数N＝1920，对应的用户信号平均叠加层数λuser＝N·λmessage＝1.92。在用户接收端，在上述步骤S201中，确定总信道编码码长ctotal＝1920，内信道编码码率Rrep＝1/2，以及外信道编码码长cLDPC＝960。
3、在案例3中：在基站接收端，基站确定的发送符号序列的符号数N＝3840，对应的用户信号平均叠加层数λuser＝N·λmessage＝3.84。在用户接收端，在上述步骤S201中，确定总信道编码码长ctotal＝3840，内信道编码码率Rrep＝1/4，以及外信道编码码长cLDPC＝960。
结合图7可得：本实施例的用户传输消息的中断概率性能中断概率等于0.1处的信噪比门限性能。通过理论分析结果可以看出，案例3的理论信噪比门限性能最优，案例其次案例1第三。在案例3、案例2和案例1中，发送符号序列的符号数N依次递增，在相等消息负载的情况下，用户信号平均叠加层数依次递增，这使得在发送符号序列对应的信道资源上，用户信道叠加层数的随机性减小，从而在理论上能够获得更好的信噪比门限性能。
通过仿真结果可以看出，本实施例的三个案例的中断概率随着总信噪比的变化趋势与理论分析结果一致，信噪比门限性能同样是案例3优于案例2优于案例1。这说明，给定消息包含的信息比特长度binfo＝320比特，可以通过增加发送符号序列的符号数N，获得更好的中断性能。但是随着发送符号序列的符号数N的增大，基站接收端多用户检测和解码的复杂度也会增加，消息发送的延迟也会相应增大。因此，可以在系统中断性能和复杂度之间进行折中。
此外，三个案例仿真得到的信噪比门限距离理论分析的信噪比门限距离均在2dB以内，具有逼近容量的性能
本发明实施例的基于非正交多址技术的随机接入的方法，通过对待发送消息中的信息比特依次进行编码调制、资源起始位置对齐、后续处理和随机功率控制，并采用非正交多址接入技术，接入至多址接入信道，以实现提升随机接入的信道资源利用率和可支持的平均用户负载、极大提升了用户传输信息的成功概率的目的，具有提升随机接入系统性能、可靠性和稳定性的优点。
其次参照附图描述根据本发明实施例提出的基于非正交多址技术的随机接入的装置。
图8为根据本发明实施例的基于非正交多址技术的随机接入的装置机构示意图。
如图8所示，该基于非正交多址技术的随机接入的装置10包括：模式控制模块100，用于在基站接收端，获取当前消息负载确定用户的第一部分非正交传输模式，并将第一部分非正交传输模式发送给用户发送端，并在用户发送端，在包含信息比特的待发送消息到达后，获取接收的第一部分非正交传输模式和信息比特长度确定第二部分非正交传输模式；处理模块200，用于在用户发送端，根据第一部分非正交传输模式和第二部分非正交传输模式对待发送消息中的信息比特依次进行编码调制、资源起始位置对齐、后续处理和随机功率控制，以得到发送信号，并将发送信号输出至多址接入信道。
需要说明的是，前述对基于非正交多址技术的随机接入的方法实施例的解释说明也适用于该实施例的装置，此处不再赘述。
进一步地，在本发明的一个实施例中，处理模块200还用于：在第一部分非正交传输模式和第二部分非正交传输模式中的编码调制参数对待发送消息中的信息比特依次进行编码调制后，以得到待发送符号序列；在第一部分非正交传输模式和第二部分非正交传输模式中的用户发送符号序列占用资源的起始位置，对待发送符号序列进行资源起始位置对齐，以得到对齐符号序列；在用户对对齐符号序列进行后续处理后，以得到待发送信号；在对待发送信号进行随机功率控制后，得到发送信号并输出至多址接入信道。
进一步地，在本发明的一个实施例中，处理模块200还用于：在非正交传输模式中的外信道编码参数对待发送消息包含的信息比特进行外信道编码后，以得到外编码比特；在非正交传输模式中的内信道编码参数对外编码比特进行内信道编码后，以得到内编码比特；在非正交传输模式中的比特交织参数对内编码比特进行比特交织后，以得到交织比特；在非正交传输模式中的星座映射参数对交织比特进行星座映射后，以得到待发送符号序列。
根据本发明实施例提出的基于非正交多址技术的随机接入的装置，对待发送消息中的信息比特依次进行编码调制、资源起始位置对齐、后续处理和随机功率控制，通过非正交多址接入技术、可调节的时隙长度以及码率兼容码长可扩展的信道编码，实现了提升随机接入的信道资源利用率、可支持的平均用户负载以及用户传输信息的成功概率的目的，具有提升随机接入系统传输性能、可靠性和稳定性的优点。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种基于非正交多址技术的随机接入的方法，其特征在于，包括以下步骤：
在基站接收端，根据当前消息负载确定用户的第一部分非正交传输模式，并将所述第一部分非正交传输模式发送给用户发送端；
在用户发送端，在包含信息比特的待发送消息到达后，根据接收的所述第一部分非正交传输模式和信息比特长度确定第二部分非正交传输模式，并根据所述第一部分非正交传输模式和所述第二部分非正交传输模式对所述待发送消息中的信息比特依次进行编码调制、资源起始位置对齐、后续处理和随机功率控制，以得到发送信号，并将所述发送信号输出至多址接入信道；
在所述用户发送端，具体包括：在所述待发送消息到达后，根据接收的所述第一部分非正交传输模式和所述信息比特长度确定所述第二部分非正交传输模式；根据所述第一部分非正交传输模式和所述第二部分非正交传输模式中的编码调制参数对所述待发送消息中的信息比特依次进行编码调制，以得到待发送符号序列；根据所述第一部分非正交传输模式和所述第二部分非正交传输模式中的用户发送符号序列占用资源的起始位置，对所述待发送符号序列进行资源起始位置对齐，以得到对齐符号序列；用户对所述对齐符号序列进行后续处理，以得到待发送信号；对所述待发送信号进行随机功率控制，以得到所述发送信号并输出至所述多址接入信道；
所述根据所述第一部分非正交传输模式和所述第二部分非正交传输模式中的所述编码调制参数对所述待发送消息中的信息比特依次进行编码调制，进一步包括：根据所述第二部分非正交传输模式中的外信道编码参数对所述待发送消息包含的信息比特进行外信道编码，以得到外编码比特；根据所述第二部分非正交传输模式中的内信道编码参数对所述外编码比特进行内信道编码，以得到内编码比特；根据所述第二部分非正交传输模式中的比特交织参数对所述内编码比特进行比特交织，以得到交织比特；根据所述第二部分非正交传输模式的星座映射参数对所述交织比特进行星座映射，以得到所述待发送符号序列。
2.根据权利要求1所述的基于非正交多址技术的随机接入的方法，其特征在于，所述消息负载为单位时间内到达基站接收端的平均消息数量，所述第一部分非正交传输模式包括用户发送符号序列占用信道资源的起始位置和发送符号序列的符号数，且所述第二部分非正交传输模式包括编码调制参数，其中，所述编码调制参数包括外信道编码参数、内信道编码参数、比特交织参数和星座映射参数，且所述外信道编码为码率兼容码长可扩展的低密度奇偶校验码，所述内信道编码为比特重复码。
3.根据权利要求1所述的基于非正交多址技术的随机接入的方法，其特征在于，所述用户对所述对齐符号序列进行后续处理，进一步包括：
对所述对齐符号序列进行正交频分复用调制、组帧、频谱成形和功率调整。
4.根据权利要求1所述的基于非正交多址技术的随机接入的方法，其特征在于，所述对所述待发送信号进行随机功率控制，进一步包括：
根据概率密度分布或概率分布随机调整所述待发送信号的平均功率。
5.根据权利要求1所述的基于非正交多址技术的随机接入的方法，其特征在于，所述根据接收的所述第一部分非正交传输模式和所述信息比特长度确定所述第二部分非正交传输模式，进一步包括：
在包含信息比特的所述待发送消息到达后，确定星座映射参数；
根据所述星座映射参数确定总信道编码码长；
根据所述总信道编码码长和所述信息比特长度确定内信道编码码率和外信道编码码长，确定比特交织参数。
6.一种基于非正交多址技术的随机接入的装置，其特征在于，包括：
模式控制模块，用于在基站接收端，获取当前消息负载确定用户的第一部分非正交传输模式，并将所述第一部分非正交传输模式发送给用户发送端；且用于在用户发送端，在包含信息比特的待发送消息到达后，获取接收的所述第一部分非正交传输模式和信息比特长度确定第二部分非正交传输模式；
处理模块，用于在用户发送端，根据所述第一部分非正交传输模式和所述第二部分非正交传输模式对所述待发送消息中的信息比特依次进行编码调制、资源起始位置对齐、后续处理和随机功率控制，以得到发送信号，并将所述发送信号输出至多址接入信道；
所述处理模块还用于：在所述待发送消息到达后，根据接收的所述第一部分非正交传输模式和所述信息比特长度确定所述第二部分非正交传输模式；在所述第一部分非正交传输模式和所述第二部分非正交传输模式中的编码调制参数对所述待发送消息中的信息比特依次进行编码调制后，以得到待发送符号序列；在所述第一部分非正交传输模式和所述第二部分非正交传输模式中的用户发送符号序列占用资源的起始位置，对所述待发送符号序列进行资源起始位置对齐，以得到对齐符号序列；在用户对所述对齐符号序列进行后续处理后，以得到待发送信号；在对所述待发送信号进行随机功率控制后，得到所述发送信号并输出至所述多址接入信道；
所述处理模块还用于：在所述第二部分非正交传输模式中的外信道编码参数对所述待发送消息包含的信息比特进行外信道编码后，以得到外编码比特；在所述第二部分非正交传输模式中的内信道编码参数对所述外编码比特进行内信道编码后，以得到内编码比特；在所述第二部分非正交传输模式中的比特交织参数对所述内编码比特进行比特交织后，以得到交织比特；在所述第二部分非正交传输模式中的星座映射参数对所述交织比特进行星座映射后，以得到所述待发送符号序列。
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