CN108880736A - 一种上行非正交多址接入系统的传输方法 - Google Patents

一种上行非正交多址接入系统的传输方法 Download PDF

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Abstract

一种上行非正交多址接入系统的传输方法包括：接收第一数量的终端发送的传输请求；根据调度规则确定调度接入第二数量的终端；根据所述第二数量的终端的信道状态信息从多扯接入表中选择对应的编码调制模式。本发明一种上行非正交多址接入系统的传输方法通过在编码调制模式包含不同参数信息，进而根据各终端的信道状态信息来选择对应的编码调制模式，如此，使得方案满足在不同应用设备场景和不同信道条件下的多种传输速率需求。

Description

一种上行非正交多址接入系统的传输方法
技术领域
本发明涉及一种通信技术领域，尤其涉及一种数字信息传输技术领域中非正交多址接入系统的传输方法。
背景技术
本部分旨在为权利要求书及具体实施方式中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
在传统的移动通信系统中，基站需要与覆盖范围内的多个用户进行通信。第四代移动通信技术(4G)以正交频分多址接入技术(Orthogonal Frequency Division MultipleAccess，OFDMA)为基础，其数据业务峰值传输速率达到每秒百兆甚至千兆比特，能够在较大程度上满足一段时期内宽带移动通信应用需求。正交多址接入技术实现简单、灵活。但是，网络信息论指出，采用正交多址接入时，多用户的联合可达速率域上界距离多址接入信道容量域的理论界(简称“理论界”)有较大差距。随着智能终端普及应用及移动新业务需求持续增长，支持海量无线终端连接成为现实的需求，现有无线通信的接入方式难以满足未来移动通信的应用需求。
第五代移动通信技术(5G)有望采用非正交多址接入技术，不同终端发送的信号可以在基站接收端直接叠加，相同的信道资源可以同时支持多个用户的连接；相应地，基站接收端通过串行干扰消除(Successive Interference Cancellation，SIC)或迭代联合译码(Joint Decoding，JD)技术依次或迭代解调解码这些叠加的信号。网络信息论指出，选择合适的非正交多址接入技术，采用合适的用户配对、信道资源分配和功率分配策略，可以使多用户联合可达速率域上界逼近理论界。
然而，目前的非正交多址接入技术采用的编码调制方案有待优化，多用户联合可达速率域上界距离理论界仍有一定差距，例如，现有非正交多址接入方案采用的信道编码通常与正交多址接入采用的信道编码相同，如LTE和LTE-A的Turbo码，导致性能损失。此外，随着智能终端普及应用以及新型应用场景的不断涌现，用户的服务质量需求也根据其服务类型和信道条件更加多样化。
目前典型的基于叠加编码和SIC/SD技术的非正交多址接入技术有：稀疏扩频序列的多址接入(Low Density Signature/Spreading-Multiple Access，LDS-MA)、稀疏码多址接入(Sparse Code Multiple Access，SCMA)、交织多址接入(Interleave DivisionMultiple Access，IDMA)和迭代多用户检测的比特交织编码调制(Multi-User Bit-Interleaved-Coded-Modulation with Iterative Decoding，MU-BICMID)等。
采用LDS-MA和SCMA时，不同用户可通过采用不同的扩频码本或图样进行区分。两种方法在基站接收端均可采用消息传递算法(Message Passing Algorithm，MPA)算法实现近似的最大似然(ML)或最大后验概率(MAP)多用户检测。LDS-MA和SCMA均是多址接入信道的联合编码多址接入技术(即基于叠加编码和迭代JD技术的多址接入技术)，但是在已有文献提供的具体方案中，通常每个用户均采用相同的单用户编码调制方案，如采用第三代移动通信合作伙伴计划(3GPP)的长期演进(LTE和LTE-A)标准规范的规则正交幅度调制(QAM)星座映射结合Turbo码的编码调制方案。由于没有面向多址接入信道条件和接入用户数进行联合优化，因此整个方案的性能距离多址接入信道容量域的理论界仍有一定距离。需要指出的是：一些扩频码本对应的稀疏扩频序列之间是相互正交的，因此在低用户负载率时，SCMA和LDS-MA的方案和性能接近正交多址接入。同时，由于扩频或低码率的处理，导致单位用户信息比特的运算量急剧增加。
传统IDMA面向低信噪比和较低传输速率的应用场景设计。采用IDMA时，不同用户通过不同交织方式进行区分，因此可以同时接入的用户数很多。虽然IDMA可显著地增加系统同时接入的用户数，并且在用户负载较高或者单用户传输速率较小的工作区域，具有逼近多址接入信道容量域的理论界的性能。然而，受限于简化的接收机算法的精度，IDMA在较低用户负载、较高传输速率的工作区域损失较大，因此在一定意义上限制了单用户传输速率，且高用户负载率直接导致多用户检测的运算复杂度和迭代次数显著增加。此外，由于IDMA采用很低码率的信道编码，单位用户信息比特的运算量很大。为了实现单个用户不同传输速率的需求，IDMA可将一个或多个码流分配给一个用户，使得该用户能采用原本设计的低码率信道编码实现更高的传输速率，但该方法进一步增大了单位用户信息比特的运算量。
MU-BICMID也是一种多址接入信道的联合编码多址接入技术，同时也给出了多址接入的多用户编码调制方案。采用MU-BICMID时，通过联合优化不同用户的编码调制方案和发送功率使实际传输性能逼近多址接入信道容量域的理论界，并且传输方案适用于多址接入信道的高、中、低频谱效率等各种应用场景。MU-BICMID等效为IDMA的一种增强和改进，其基本思想是：通过用户各自的编码调制参数(包括交织器)、扩频图案和发送功率区分不同用户。面向多用户传输的各种场景，MU-BICMID通过设计具有不同阶数的星座图，不同的星座映射方式、不同码率的信道编码、或相同码率不同差错控制特性的信道编码，得到适合信道条件和传输场景的编码调制模式，可以高效地实现单个用户不同传输速率的需求，有效降低单位用户信息比特的运算量。但是，不同接入用户数和不同传输速率条件下，MU-BICMID方案需要不同的编码调制模式，相应地，非正交多址接入的方案设计和具体实现存在挑战。
为了高效地实现不同应用场景和不同信道条件下的多种传输速率需求，终端需要面向多种应用场景和信道条件分别设计逼近多址接入信道容量域理论界的编码调制方案。然而，采用传统信道编码，不同的信道编码需要采用不同的编解码器，终端支持多种传输模式的信道编码会大大增加终端以及基站的实现复杂度。因此，面向不同场景和信道条件，如何设计逼近多址接入信道容量域理论界的编码调制方案、如何选择合适的编码调制模式、如何支持不同接入用户数、或如何支持单个用户的不同传输速率依然是亟待解决的问题。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种上行非正交多址接入系统的传输方法、终端及基站，能够支持接入的终端在不同应用场景和不同信道条件下的多种通信需求。
一种上行非正交多址接入系统的传输方法，包括：
接收第一数量的终端发送的传输请求；
根据调度规则确定调度接入第二数量的终端；及
根据所述第二数量的终端的信道状态信息从多扯接入表中选择对应的编码调制模式，其中，所述多扯接入表中记录了至少一总频谱效率、多个编码调制模式，每一总频谱效率与至少一编码调制模式相对应。
进一步地，所述上行非正交多址接入系统的传输方法中，所述根据调度规则确定调度接入第二数量的终端包括：
根据所述基站支持的总频谱效率选择信噪比相同或相近的所述第二数量的终端。
进一步地，所述上行非正交多址接入系统的传输方法中，所述根据所述第二数量的终端的信道状态信息从多扯接入表中选择对应的编码调制模式包括：
根据所述第二数量的终端的设备数及所述第二数量的终端的接收信噪比从所述多扯接入表中选择总频谱效率；
根据所述第二数量的终端的接收信噪比从对应所述总频谱效率中的若干编码调制模式中选择第一编码调制模式。
进一步地，所述上行非正交多址接入系统的传输方法中，所述多扯接入表中每一编码调制模式还与一个接收信噪比门限相对应，所述根据所述第二数量的终端的接收信噪比从对应所述第一总频谱效率中的若干编码调制模式中选择第一编码调制模式包括：
当终端的接收信噪比小于所述第一总频谱效率中编码调制模式所对应的信噪比门限的最小值时，所述基站不输出编码调制模式；
当终端的接收信噪比大于所述第一总频谱效率中编码调制模式所对应的信噪比门限的最大值时，所述基站输出所述接收信噪比最大的门限所对应的编码调制模式；
当终端的接收信噪比位于所述第一总频谱效率中编码调制模式所对应的各信噪比门限组成的范围内时，所述基站输出不大于所述终端的接收信噪比的信噪比门限中最大的信噪比门限所对应的编码调制模式。
进一步地，所述上行非正交多址接入系统的传输方法中，所述多扯接入表中存储了对应各总频谱效率的标称的单用户接收信噪比，每一标称的单用户接收信噪比与至少一编码调制模式相对应，所述根据调度规则确定调度接入第二数量的终端包括：
根据所述第二数量中各终端的接收信噪比选择对应的编码调制模式。
进一步地，所述上行非正交多址接入系统的传输方法中，所述根据所述第二数量中各终端的接收信噪比选择对应的编码调制模式包括：
根据所述第二数量的终端的设备数及所述第二数量的终端的各自的接收信噪比从所述多扯接入表中选择标称的单用户接收信噪比；
根据所述第二数量的终端中的每一终端的接收信噪比从对应所述标称的单用户接收信噪比中的若干编码调制模式中选择对应的第二编码调制模式。
进一步地，所述上行非正交多址接入系统的传输方法中，所述根据所述第二数量的终端中的每一终端的接收信噪比从对应所述标称的单用户接收信噪比中的若干编码调制模式中选择对应的第二编码调制模式包括：
当所述第二数量的终端中一终端的接收信噪比小于所述标称的单用户接收信噪比中编码调制模式所对应的信噪比门限的最小值时，所述基站不输出编码调制模式；
当所述第二数量的终端中一终端的接收信噪比大于所述标称的单用户接收信噪比中编码调制模式所对应的信噪比门限的最大值时，所述基站输出所述接收信噪比最大的门限所对应的编码调制模式；
当所述第二数量的终端中一终端的接收信噪比位于所述标称的单用户接收信噪比中编码调制模式所对应的各信噪比门限组成的范围内时，所述基站输出不大于所述终端的接收信噪比的信噪比门限中最大的信噪比门限所对应的编码调制模式。
进一步地，所述上行非正交多址接入系统的传输方法还包括：
接收所述第二数量终端中各终端输出的发送信号、编码调制模式及信道状态信息；
对接收的发送信号进行模式检测操作；及
根据模式检测结果对所述发送信号进行解调解码操作，以得到所述发送信息。
进一步地，所述上行非正交多址接入系统的传输方法中，所述根据模式检测结果对所述发送信号进行解调解码操作包括：
接收端接收编码调制模式和所述用户的信道状态信息；
根据所述用户的星座映射、所述用户的信道状态信息和信道解码反馈的先验信息进行多用户联合检测，得到每个用户交织比特的外信息，其中，所述信道解码反馈的先验信息初始化时为零；
对每个终端的交织比特的外信息进行比特软信息解交织，以得到每个终端的编码比特的先验信息；
对每个用户编码比特的先验信息进行软入软出信道解码，以得到每个终端交织比特的先验信息。
一种上行非正交多址接入系统的传输方法，包括：
接收基站输出的终端数；
根据所述终端数、信道状态信息从多扯接入表中选择对应的编码调制模式，所述多扯接入表中记录了至少一总频谱效率、多个编码调制模式，每一总频谱效率与至少一编码调制模式的相对应。
进一步地，所述上行非正交多址接入系统的传输方法中，所述信道状态信息对应终端的接收信噪比，所述根据所述终端数、信道状态信息从多扯接入表中选择对应的编码调制模式包括：
根据所述终端数及所述信道状态信息计算出对应终端的设备频谱效率；
根据所述终端的设备频谱效率从所述多扯接入表中选择对应的总频谱效率。
进一步地，所述上行非正交多址接入系统的传输方法中，所述根据所述终端的设备频谱效率从所述多扯接入表中选择对应的总频谱效率包括：
当所述终端的设备频谱效率小于所述多扯接入表中最小的总频谱效率时，所述终端选择总频谱效率为零；
当所述终端的设备频谱效率大于所述多扯接入表中最大的总频谱效率时，所述终端选择所述多扯接入表中最大的总频谱效率；
当所述终端的设备频谱效率位于所述多扯接入表中各总频谱效率组成的范围内时，所述终端从所述多扯接入表中选择不大于所述终端的设备频谱效率中最大的总频率效率。
进一步地，所述上行非正交多址接入系统的传输方法中，所述根据所述终端的设备频谱效率从所述多扯接入表中选择对应的总频谱效率之后还包括：
当所述终端的接收信噪比小于所述选择的总频谱效率中编码调制模式所对应的信噪比门限的最小值时，所述终端不输出信号；
当所述终端的接收信噪比大于所述选择的总频谱效率中编码调制模式所对应的信噪比门限的最大值时，所述终端选择所述接收信噪比最大的门限所对应的编码调制模式；
当所述终端的接收信噪比位于所述选择的总频谱效率中编码调制模式所对应的各信噪比门限组成的范围内时，所述终端从所述多扯接入表中选择不大于所述终端的接收信噪比的信噪比门限中最大的信噪比门限所对应的编码调制模式。
进一步地，所述上行非正交多址接入系统的传输方法还包括：
根据编码调制模式对发送信息进行编码调制操作，以生成发送信号。
进一步地，所述上行非正交多址接入系统的传输方法中，所述根据编码调制模式对发送信息进行编码调制操作包括：
根据编码调制模式的信道编码参数对信息比特进行信道编码，以得到编码比特；
根据编码调制模式的比特交织参数对所述编码比特进行比特交织得到交织比特；
根据编码调制模式的星座映射参数对所述交织比特进行星座映射，以产生星座符号序列；
各终端对所述星座符号进行后续处理，并根据所需的发送功率将处理后的星座符号序列发送到多扯接入信道。
进一步地，所述上行非正交多址接入系统的传输方法中，所述接收基站输出的终端数包括：
接收所述基站通过广播方式输出的终端数。
为此，本发明根据各终端的信道状态信息来选择对应的编码调制模式，进而能够支持接入的终端在不同应用场景和不同信道条件下的多种通信需求，亦可得到逼近多址接入信道容量域理论界性能。
另外，本发明中编码调制模式采用了码率兼容的信道编码，使得多种码率的信道编码可以共用编码器和解码器，有效降低支持多种传输速率需求的实现复杂度。
通过本发明提出的多址接入系统及方法，在保证系统对多种传输速率的支持以及较低实现复杂度的基础上，可以充分挖掘结合多用户叠加编码的非正交多址接入技术为上行多址接入带来的性能增益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1本发明上行非正交多址接入系统的传输方法的第一示例性的流程图。
图2是图1中多扯接入表的第一较佳实施方式的示意图。
图3是图1中多扯接入表的第二较佳实施方式的示意图。
图4是是本发明上行非正交多址接入系统的传输方法的第二示例性的流程图。
图5是图4中步骤S306的较佳实施方式的流程图。
图6是图4步骤S314的较佳实施方式的流程图。
图7是本发明上行非正交多址接入系统的传输方法的第三示例性的流程图。
图8是本发明多扯接入系统的较佳实施方式的示意图。
图9是本发明多扯接入系统的较佳实施方式的方框图。
主要元件符号说明
基站 910
终端 920
处理器 912、922
存储器 914、924
收发机 916、926
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
实施例一
请参阅图1，是本发明上行非正交多址接入系统的传输方法的第一示例性的流程图。所述方法可应用于终端及/或基站中。如图1所示，所述上行非正交多址接入系统的传输方法的较佳实施方式包括如下步骤：
步骤S100，接收第一数量的终端发送的传输请求。
本实施方式中，所述基站可接收到其覆盖范围内可能存在的第一数量的终端所发送的传输请求。所述第一数量的终端包括但不限于一个或多个。如当所述基站接收到多个终端发送的传输请求时，表示所述基站可与多个终端进行通信。
步骤S102，根据调度规则确定调度接入第二数量的终端。
本实施方式中，所述基站可根据所述调度规则接入所述第一数量中第二数量(如K个)的终端，其中所述第二数量不大于(小于或等于)所述第一数量。即当所述第二数量小于所述第一数量时，表示第一数量的终端中存在不允许接入的终端；当所述第二数量等于所述第一数量时，表示多个终端均可接入所述基站。
所述调度规则可包括根据所述基站支持的总频谱效率选择K个接收信噪比相同或相近的终端(或不同终端的接收信噪比之差在预设的范围内)。所述调度规则还可包括根据所述基站支持的总频谱效率对应的标称的单用户接收信噪比选择接收信噪比不同的K个终端。
步骤S104，根据所述第二数量的终端的信道状态信息从多扯接入表中选择对应的编码调制模式。
请一并参阅图2，本实施方式中，所述多扯接入表的第一较佳实施方式包括若干总频谱效率，其中所述基站支持的总频谱效率包含所述若干总频谱效率。
蜂窝移动通信网络中，对干扰受限场景，如小区边缘用户接入，小区边缘用户(终端)发送功率也是其它小区干扰，因此，小区边缘用户总发送功率受限。
当基站全部选择小区边缘用户接入信道资源时，发送端(终端)所有用户的总发送功率受限，接收端(基站)所有用户的总接收信噪比受限，不同的总接收信噪比对应不同的总频谱效率。
本实施方式中，所述多扯接入表中可设定M个总频谱效率，其中M个总频谱效率可分别表示为η1,η2,…,ηM。本实施方式中，所述频谱效率表示为单位时间内传输的信息量与所用的频谱空间之比，如1kHz带宽中可以传输每秒1000bit(1000bit/s)的信息量，其频谱效率可表示为1bit/s/Hz。
每一总频谱效率对应有若干编码调制模式。所述编码调制模式包括但不限于星座映射、比特交织、信道编码和扩频图样中的一种或多种，或还可包括其他类型的编码调制模式。
本实施方式中，所述基站可针对每个总频谱效率ηm(m＝1,2,…,M)设置一组编码调制模式，因而，表示所述基站可设置M组编码调制模式，其中每一组编码调制模式包含支持不同信号叠加的终端数(即接入用户数)的编码调制模式。本实施方式中，所述基站可将所述多扯接入表发送给所述第二数量的终端，或是发送给所述基站覆盖范围内的所有终端。本实施方式中，所述编码调制模式可包含有对应的信道编码、比特交织、星座映射、和扩频图样等参数信息。
较佳地，所述多扯接入表包括总频谱效率η1到总频谱效率ηm(m＝1,2,…,M，即M个总频谱效率)，每一总频谱效率对应若干单用户频谱效率(如Km_Nm种单用户频谱效率)，或者每一总频谱效率等价为对应Km_Nm种信号叠加的终端数(如接入用户数Km_Nm)如总频谱效率ηm对应Km_Nm种信号叠加终端数Km,1到Km,Nm，其中n＝1,2,…,Nm。所述基站还用于确定对应每种信号叠加终端数Km,n的星座映射、比特交织、信道编码和扩频图样的码率Rm,n，其中n＝1,2,…,Nm，并根据对应的星座映射、比特交织参数、扩频图样参数和用户数(即信号叠加的终端数)设定一组包含码率Rm,1,Rm,2,…,Rm,Nm的码率兼容的信道编码。请一并参阅图3，所述多扯接入表的第二较佳实施方式包括若干标称的单用户接收信噪比。
对噪声受限场景，如小区内用户接入，小区内用户自身发送功率受限，但所有用户的总发送功率可随用户数提高。当基站全部选择小区内用户接入信道资源时，发送端单个用户的发送功率受限，接收端单个用户的接收信噪比受限，所有用户的总接收信噪比与接入用户数成正比，不同的总接收信噪比对应不同的总频谱效率。
本实施方式中，所述多扯接入表中可设定M个标称的单用户接收信噪比，其中M个标称的单用户接收信噪比可分别表示为SNR1，SNR2，……，SNRM。
每一标称的单用户接收信噪比对应有若干编码调制模式。所述编码调制模式包括但不限于星座映射、比特交织、信道编码和扩频图样中的一种或多种，或还可包括其他类型的编码调制模式。
本实施方式中，所述基站可针对每个标称的单用户接收信噪比SNRm(m＝1,2,…,M)设置一组编码调制模式，因而，表示所述基站可设置M组编码调制模式，其中每一组编码调制模式包含支持不同信号叠加的终端数(即接入用户数)的编码调制模式。
较佳地，所述多扯接入表包括标称的单用户接收信噪比SNR1到标称的单用户接收信噪比SNRm(m＝1,2,…,M，即M个总频谱效率)，每一标称的单用接收信噪比对应Km_Nm种信号叠加的终端数(如接入用户数Km_Nm)如标称的单用户接收信噪比SNRm对应Km_Nm种信号叠加终端数Km,1到Km,Nm，其中n＝1,2,…,Nm。
上述上行非正交多址接入系统的传输方法通过采用码率兼容的信道编码，使得多种码率的信道编码可以共用编码器和解码器，有效降低支持不同用户数的多种传输速率需求的方案设计和具体实现复杂度。
具体地，所述码率兼容的信道编码可以是码率兼容的具有Raptor-like结构的QC-LDPC码，码率兼容可使得低码率的LDPC码的校验矩阵嵌套较高码率的LDPC码的校验矩阵，即对低码率的LDPC码的校验矩阵进行截断和缩短可以得到较高码率的LDPC码的校验矩阵。
本实施方式中，所述信道状态信息包括但不限于基站接收到终端的信号的接收信噪比(简称“用户的接收信噪比”)的概率分布或概率密度分布和用户的信道增益。用户的接收信噪比是指基站接收到的终端的信号功率与基站等效噪声功率的比值，由终端的发送功率、终端与基站之间的等效信道增益、和基站的噪声功率等共同确定。
当所述调度规则包括根据所述基站支持的总频谱效率选择K个信噪比相同或相近的终端时：
假定终端的接入信道为AWGN(Additive White Gaussian Noise，加性高斯白噪声)信道，则终端的信道状态信息可简化为终端的接收信噪比。
假定K个终端的接收信噪比相同，其均为SNR0。所述基站根据所述终端数K和K个终端的接收信噪比SNR0，从M个总频谱效率中，为所述K个终端选择相同的总频谱效率η0。
所述基站根据所述总频谱效率η0对应的N0种编码调制模式中选择一编码调制模式。
本实施方式中，假设所述总频谱效率η0对应的N0种编码调制模式包括第1至第N0种编码调制模式，所述第1至第N0种编码调制模式的传输速率依次递增，相应地，所述第1至第N0种编码调制模式对应的终端接收信噪比门限SNR0_1至SNR0_N0也依次递增。
所述基站从对应总频谱效率η0的N0种编码调制模式中为K个终端选择同一种编码调制模式，如包括相同的信道编码、星座映射、扩频图样参数、和比特交织参数。对采用相同编码调制模式的用户，虽然扩频图样参数和比特交织参数相同，但是可以选择不同的扩频图样和比特交织。
当终端的接收信噪比SNR0满足SNR0<SNR0_1，所述基站选择编码调制模式0，即不发送信号；即当终端的接收信噪比小于所述编码调制模式中接收信噪比最小的门限时，根据所述基站选择的编码调制模式0，终端不发送信号，如不发送所述总频谱效率中任一的编码调制模式。显然，如果终端仍有传输需求，必须调整发送功率，使得SNR0≥SNR0_1。
当终端的接收信噪比SNR0满足SNR0_j≤SNR0<SNR0_j+1，所述基站选择编码调制模式j(j＝1,2,…,N0-1)；即当所述终端的接收信噪比位于任意相邻的两编码调制模式所对应的信噪比门限之间时，所述基站将所述相邻的两编码调制模式所对应的信噪比门限中较小的编码调制模式j发送给所述K个终端。类似地，终端选择编码调制模式j，可以调整发送功率，使得SNR0接近SNR0_j。
当终端的接收信噪比SNR0满足SNR0≥SNR0_N0，所述基站选择编码调制模式N0；即当所述终端的接收信噪比大于所述编码调制模式中接收信噪比最大的门限时，所述基站将所述接收信噪比最大的门限所对应的编码调制模式K发送给所述K个终端。类似地，终端选择编码调制模式N0，可以调整发送功率，使得SNR0接近SNR0_N0。
也就是说，基站选择编码调制模式j，并将所述编码调制模式发送给所有终端，其中SNR0_j≤SNR0<SNR0_j+1，j＝0,1,…，N0，SNR0_0＝0，SNR0_N0＝inf(无穷)。
也就是说，当终端的接收信噪比小于所述总频谱效率中编码调制模式所对应的信噪比门限的最小值(如SNR0_1)时，所述基站为所有K个终端选择编码调制模式0，即不发送信号(也可表示为所述第二数量的终端接收到“不发送信号”的编码调制模式0)；当终端的接收信噪比大于所述总频谱效率中编码调制模式所对应的信噪比门限的最大值(如SNR0_N0)时，所述基站输出所述接收信噪比最大的门限所对应的编码调制模式(也可表示为所述第二数量的终端接收到所述总频谱效率中所述接收信噪比最大的门限所对应的编码调制模式)；当终端的接收信噪比位于所述总频谱效率中编码调制模式所对应的各信噪比门限组成的范围内时，所述基站输出不大于所述终端的接收信噪比的信噪比门限中最大的信噪比门限(如SNR0_j)所对应的编码调制模式(也可表示为所述第二数量的终端接收到所述总频谱效率中不大于所述终端的接收信噪比的信噪比门限中最大的信噪比门限所对应的编码调制模式)。
假定终端的接入信道为AWGN信道，则终端的信道状态信息可简化为终端的接收信噪比。
假定K个终端的接收信噪比不同，分别为SNR1,SNR2,…,SNRK。所述基站根据所述用户数K和K个终端各自的接收信噪比SNR1,SNR2,…,SNRK，从多址接入表为所述K个用户选择对应的标称的单用户接收信噪比SNR0。
所述基站根据所述标称的单用户接收信噪比SNR0对应的N0种编码调制模式为每个终端单独选择一种编码调制模式。
本实施方式中，假设所述标称的单用户接收信噪比SNR0对应的N0种编码调制模式包括第1至第N0种编码调制模式，所述第1至第N0种编码调制模式的传输速率依次递增，相应地，所述第1至第N0种编码调制模式对应的终端的接收信噪比门限SNR0_1至SNR0_N0也依次递增。
较佳地，所述基站根据终端的用户接收信噪比从多址接入查找表中选择对应的标称的单用户接收信噪比，并从标称的单用户接收信噪比SNR0所对应的N0种编码调制模式中为K个终端中每个终端单独选择一个编码调制模式，所述编码调制模式包括信道编码、星座映射以及伪随机交织器。具体地，对终端k(其中k＝1,2,…,K)而言：
当终端k的接收信噪比SNRk满足SNRk<SNR0_1，所述基站为终端k选择编码调制模式0，即不发送信号；即当终端k的接收信噪比小于所述编码调制模式中接收信噪比最小的门限时，根据所述基站选择的编码调制模式0，不发送信号，如不发送所述总频谱效率中任一的编码调制模式至所述终端k。
当终端k的接收信噪比SNRk满足SNR0_j≤SNRk<SNR0_j+1，所述基站为终端k选择编码调制模式j(j＝1,2,…,N0-1)；即当所述终端k的接收信噪比位于任意相邻的两编码调制模式所对应的信噪比门限之间时，所述基站将所述相邻的两编码调制模式所对应的信噪比门限中较小的编码调制模式发送给所述终端k。
当终端k接收信噪比SNRk满足SNRk≥SNR0_N0，所述基站为终端k选择编码调制模式N0；即当所述终端k的接收信噪比大于所述编码调制模式中接收信噪比最大的门限时，所述基站将所述接收信噪比最大的门限所对应的编码调制模式发送给所述终端k。
也就是说，当终端k的接收信噪比小于所述总频谱效率中编码调制模式所对应的信噪比门限的最小值(如SNR0_1)时，所述基站为终端k选择编码调制模式0，即不输出信号(也可表示为所述终端k接收到“不发送信号”的编码调制模式0)；当终端k的接收信噪比大于所述总频谱效率中编码调制模式所对应的信噪比门限的最大值(如SNR0_N0)时，所述基站输出所述接收信噪比最大的门限所对应的编码调制模式(也可表示为所述终端k接收到所述标称的单用户接收信噪比中所述接收信噪比最大的门限所对应的编码调制模式)；当终端k的接收信噪比位于所述第一总频谱效率中编码调制模式所对应的各信噪比门限组成的范围内时，所述基站输出不大于所述终端k的接收信噪比的信噪比门限中最大的信噪比门限(如SNR0_j)所对应的编码调制模式(也可表示为所述终端k接收到所述第二总频谱效率中不大于所述终端的接收信噪比的信噪比门限中最大的信噪比门限所对应的编码调制模式)。
实施例二
请参阅图4，是本发明上行非正交多址接入系统的传输方法的第二示例性的流程图。如图4所示，所述上行非正交多址接入系统的传输方法的较佳实施方式包括如下步骤：
步骤S300，接收第一数量的终端发送的传输请求。
本实施方式中，步骤S300的与实施例一中步骤S100的功能相同，故在此不同赘述。
步骤S302，根据调度规则确定调度接入第二数量的终端。
本实施方式中，步骤S302的与实施例一中步骤S102的功能相同，故在此不同赘述。
步骤S304，根据所述第二数量的终端的信息状态信息从多扯接入表中选择对应的编码调制模式。
本实施方式中，步骤S304的与实施例一中步骤S104的功能相同，故在此不同赘述。
步骤S306，根据编码调制模式对发送信息进行编码调制操作，以生成发送信号。
本实施方式中，当所述基站选择对应的编码调制模式后，所述第二数量的终端可根据所述选择的编码调制模式对发送信息进行编码调制操作，进而通过编码调制操作生成所述发送信号。较佳地，所述K个终端根据各自的编码调制模式对各自的发送信息比特进行编码调制，以得到K个用户各自对应的待发送符号序列。各终端还对所述待发送符号序列进行后续处理后得到所述K个用户的发送信号。
步骤S308，将所述发送信号输出至多扯接入信道。
所述第二数量的终端通过将所述发送信号输出至多扯接入信道来进行数据的传输。本实施方式中，各终端对所述待发送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后输出所述发送信号。在保证系统对多种传输速率的支持以及较低实现复杂度的基础上，可以充分挖掘结合多用户叠加编码的非正交多址接入技术为多址接入带来的性能增益。另外，通过支持接入终端在不同应用场景、不同接入终端数、和不同信道条件下的多种传输速率需求，实现逼近多址接入信道容量域理论界的性能。
步骤S310，接收所述第二数量终端输出的总接收信号、编码调制模式及信道状态信息。
步骤S312，对接收的总接收信号进行模式检测操作。
本实施方式中，所述基站接收到所述第二数量终端输出的发送信号后，根据K个用户的总接收信号，对所述总接收信号进行模式检测，得到模式检测结果，即多用户传输信息；其中，所述多用户传输信息包括每个用户的信道状态信息和所述每个用户编码调制模式，包括星座映射、信道编码、比特交织参数和扩频图样参数。
步骤S314，根据模式检测结果对所述总接收信号进行解调解码操作，以得到所述发送信息比特。
所述基站可根据模式检测的结果对所述总接收信号进行解调解码操作，进而通过解调解码操作得到所述第二数量终端输出的发送信息比特。
请参阅图5，步骤S306的较佳实施方式还包括：
步骤S400，根据编码调制模式的信道编码参数对信息比特进行信道编码，以得到编码比特。
所述第二数量的终端可根据选择的编码调制模式来对发送信息比特进行信道编码，如根据选择的对应的编码调制模式的信道编码参数对发送信息比特进行信道编码处理。
步骤S402，根据编码调制模式的比特交织参数对所述编码比特进行比特交织得到交织比特。
所述第二数量的终端可根据选择的编码调制模式来对编码比特进行比特交织，如根据选择的对应的编码调制模式的信道编码参数对发送信息比特进行信道编码处理得到编码比特，并进而对编码比特进行比特交织，得到交织比特。
步骤S404，根据编码调制模式的星座映射参数对所述交织比特进行星座映射，以产生星座符号序列。
步骤S406，对所述星座符号进行后续处理，并根据所需的发送功率将处理后的星座符号序列发送到多扯接入信道，进而得到所述待发送符号序列，以使得终端可在不同应用场景和不同信道条件下的多种传输速率需求，实现逼近多址接入信道容量域理论界性能。
请参阅图6，步骤S314的较佳实施方式还包括：
步骤S500，基站接收端接收编码调制模式和所述用户的信道状态信息。
步骤S502，所述基站接收端根据所述用户的星座映射、所述用户的信道状态信息和信道解码反馈的先验信息进行多用户联合检测，得到每个用户交织比特的外信息，其中，所述信道解码反馈的先验信息初始化时为零。
步骤S504，对每个终端的交织比特的外信息进行比特软信息解交织，以得到每个终端的编码比特的先验信息。
步骤S506，对每个用户编码比特的先验信息进行软入软出信道解码，以得到每个终端交织比特的先验信息，并将每个终端的交织比特的先验信息反馈至步骤S312(即输出对应的交织比特的先验信息)。
步骤S508，判断信道解码是否成功或迭代是否达到预设的迭代次数，并在信道解码成功或迭代达到预设的迭代次数时，停止迭代并输出所述发送信息。
在其他实施方式中，当信道解码不成功或是迭代没有达到预设的迭代次数时，可返回步骤S312继续执行。
实施例三
请参考图6，是本发明上行非正交多址接入系统的传输方法的第三示例性的流程图。如图6所示，所述上行非正交多址接入系统的传输方法的较佳实施方式包括如下步骤：
步骤S600，接收第一数量的终端发送的传输请求。
本实施方式中，步骤S600的与实施例一中步骤S100的功能相同，故在此不同赘述。
步骤S602，根据调度规则确定调度接入第二数量的终端。
本实施方式中，步骤S602的与实施例一中步骤S102的功能相同，故在此不同赘述。
步骤S604，将接入的终端数传输至所述第二数量的终端。
本实施方式中，所述基站可通过广播将所述终端数传输至所述第二数量的终端。
步骤S606，根据所述终端数、自身的信道状态信息及多扯接入表选择对应的编码调制模式。
本实施方式中，步骤S606之后还可包括如步骤S306、S308的终端的编码调制操作等及步骤S310-S314的基站的解码操作。因步骤S306-S314的功能已于前部分说明，故在此不再赘述。
本实施方式中，所述第二数量的终端可接收所述基站发送的多址接入终端数及所述多扯接入表，以使得所述第二数量的终端中的每一终端可根据自身的信息状态信息及所述多扯接入表选择对应的编码调制模式。
例如，假定终端的接入信道为AWGN信道，则终端的信道状态信息可简化为用户的接收信噪比。
假定K个终端(即第二数量的终端)的接收信噪比不同，分别为SNR1,SNR2,…,SNRK。设定了M个总频谱效率η1,η2,…,ηM，假设第1至第M个总频谱效率依次递增。每个总频谱效率ηm对应Nm种编码调制模式，其中，m＝1,2,…,M，假设第1至第Nm种编码调制模式的传输速率依次递增，相应地，所述第1至第Nm种编码调制模式所对应的用户接收信噪比门限SNRm_1至SNRm_Nm也依次递增。
所述K个终端中每个终端根据所述终端数K和自身的信道状态信息，从多址接入表的M个总频谱效率中，各自选择一个总频谱效率，并选择所述总频谱效率所对应的一组编码调制模式。
较佳地，所述终端k根据所述用户数K和自身的接收信噪比SNRk(假设其他K-1个用户与自身具有相同的接收信噪比SNRk，即多个用户之间干扰最严重的情况)计算出终端k的设备频谱效率η′k。
对于AWGN多址接入信道，终端k的设备频谱效率η′k可以根据以下公式辅助计算：
η′k＝log2(1+K×SNRk)。
当终端k的设备频谱效率η′k满足η′k<η1，所述终端k选择总频谱效率0。
当终端k的设备频谱效率η′k满足ηj≤η′k<ηj+1，所述终端k选择总频谱效率ηj(j＝1,2,…,M-1)。
当终端k的设备频谱效率η′k满足η′k≥ηM，所述终端k选择总频谱效率ηM。
也就是说，所述终端k根据其设备频谱效率与所述多扯接入表中总频谱效率之间关系选择对应的总频谱效率(如第三总频谱效率)。
例如，当终端k的设备频谱效率小于所述多扯接入表中最小的总频谱效率(如η1)时，所述终端k不选择所述多扯接入表中任一总频谱效率；当终端k的设备频谱效率大于所述多扯接入表中最大的总频谱效率(如ηM)时，所述终端k选择所述多扯接入表中最大的总频谱效率；当终端k的设备频谱效率位于所述多扯接入表中各总频谱效率组成的范围内时，所述终端k从所述多扯接入表中选择不大于所述终端k的设备频谱效率中最大的总频率效率(如ηj)。
对所述每个用户选择的总频谱效率，每个终端从对应的一组编码调制模式中选择一个编码调制模式，包括信道编码、星座映射、比特交织参数和扩频图样参数。每个终端进一步根据比特交织参数和扩频图样参数，选择相应的比特交织和扩频图样。
较佳地，对终端k，k＝1,2,…,K，假设其选择的总频谱效率为ηm，当ηm＝0时，终端k选择不发送信号。当ηm>0时，所述终端K可获取对应的Nm种编码调制模式，
当终端k的接收信噪比SNRk满足SNRk<SNRm_1，终端k选择不发送信号；
当终端k的接收信噪比SNRk满足SNRm_j≤SNRk<SNRm_j+1，终端k选择编码调制模式SNRm_j(j＝1,2,…,Nm-1)；
当终端k的接收信噪比SNRk满足SNRk≥SNRm_Nm，终端k选择编码调制模式Nm。
也就是说，当终端k的接收信噪比小于所述第三总频谱效率中编码调制模式所对应的信噪比门限的最小值(如SNRm_1)时，所述终端k不选择编码调制模式(或是不输出信号)；当终端k的接收信噪比大于所述第三总频谱效率中编码调制模式所对应的信噪比门限的最大值(如SNRm_Nm)时，所述终端k选择所述接收信噪比最大的门限所对应的编码调制模式；当终端k的接收信噪比位于所述第三总频谱效率中编码调制模式所对应的各信噪比门限组成的范围内时，所述终端k从所述多扯接入表中选择不大于所述终端k的接收信噪比的信噪比门限中最大的信噪比门限(如SNRm_j)所对应的编码调制模式(也可表示为所述终端k接收到所述第二总频谱效率中不大于所述终端的接收信噪比的信噪比门限中最大的信噪比门限所对应的编码调制模式)。
请参阅图8及图9，本发明多扯接入系统的较佳实施方式包括若干基站910及若干终端(UE)920。所述若干终端920可与至少一基站910进行通信。
每一基站910可包括处理器912、存储器914及收发机916。所述存储器914存储有若干可以被所述处理器912执行的程序，以使得所述基站910实现特定的功能或步骤。如所述基站910可实现步骤S100、步骤S102、步骤S104、步骤S312、步骤S314及步骤S500-S504等功能。由于上述步骤已说明，故在此不再赘述。
每一终端920可包括处理器922、存储器924及收发机926。所述存储器924存储有若干可以被所述处理器922执行的程序，以使得所述终端920实现特定的功能或步骤。如每一终端920可实现步骤S104、步骤S306、步骤S308、步骤S310、步骤S400-S406及步骤S606等功能。由于上述步骤已说明，故在此不再赘述。
上述上行非正交多址接入系统的传输方法及系统、基站及终端通过在多扯接入表中存储各总频谱效率及对应的编码调制模式，其中编码调制模式包含不同参数信息，进而根据各终端的信道状态信息来选择对应的编码调制模式，如此，使得方案满足在不同应用设备场景和不同信道条件下的多种传输速率需求，获得逼近多址接入信道容量域理论界性能。
另外通过采用码率兼容的信道编码，使得多种码率的信道编码可以共用编码器和解码器，有效降低支持不同终端数目和多种传输速率需求的实现复杂度，亦可在保证系统对多种传输速率的支持以及较低实现复杂度的基础上，可以充分挖掘结合多用户叠加编码的非正交多址接入技术为上行多址接入带来的性能增益。
蜂窝移动通信网络中，对干扰受限场景，如小区边缘用户接入，小区边缘用户发送功率也是其它小区干扰，因此，小区边缘用户总发送功率受限。当基站全部选择小区边缘用户接入信道资源时，发送端所有用户的总发送功率受限，接收端所有用户的总接收信噪比受限，不同的总接收信噪比对应不同的总频谱效率，因此可以面向不同的总频谱效率设计编码调制方案和图2所示的多址接入表。
另一方面，对噪声受限场景，如小区内用户接入，小区内用户自身发送功率受限，但所有用户的总发送功率可随用户数提高。当基站全部选择小区内用户接入信道资源时，发送端单个用户的发送功率受限，接收端单个用户的接收信噪比受限，但所有用户的总接收信噪比与接入用户数成正比，不同的总接收信噪比对应不同的总频谱效率，因此可以面向不同的标称的单用户接收信噪比设计不同的编码调制方案，并采用图3所示的多址接入表。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的信息处理方法及装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的信息处理装置的实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在相同处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在相同模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或系统也可以由同一个单元或系统通过软件或者硬件来实现。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种上行非正交多址接入系统的传输方法，其特征在于，所述上行非正交多址接入系统的传输方法包括：
接收第一数量的终端发送的传输请求；
根据调度规则确定调度接入第二数量的终端；及
根据所述第二数量的终端的信道状态信息从多扯接入表中选择对应的编码调制模式，其中，所述多扯接入表中记录了至少一总频谱效率、多个编码调制模式，每一总频谱效率与至少一编码调制模式相对应。
2.如权利要求1所述的上行非正交多址接入系统的传输方法，其特征在于，所述根据调度规则确定调度接入第二数量的终端包括：
根据所述基站支持的总频谱效率选择接收信噪比相同或相近的所述第二数量的终端。
3.如权利要求2所述的上行非正交多址接入系统的传输方法，其特征在于，所述根据所述第二数量的终端的信道状态信息从多扯接入表中选择对应的编码调制模式包括：
根据所述第二数量的终端的设备数及所述第二数量的终端的接收信噪比从所述多扯接入表中选择总频谱效率；
根据所述第二数量的终端的接收信噪比从对应所述总频谱效率中的若干编码调制模式中选择第一编码调制模式。
4.如权利要求1所述的上行非正交多址接入系统的传输方法，其特征在于，所述多扯接入表中存储了对应各总频谱效率的标称的单用户接收信噪比，每一标称的单用户接收信噪比与至少一编码调制模式相对应，所述根据调度规则确定调度接入第二数量的终端包括：
根据所述第二数量中各终端的接收信噪比选择对应的编码调制模式。
5.如权利要求4所述的上行非正交多址接入系统的传输方法，其特征在于，所述根据所述第二数量中各终端的接收信噪比选择对应的编码调制模式包括：
根据所述第二数量的终端的设备数及所述第二数量的终端的各自的接收信噪比从所述多扯接入表中选择标称的单用户接收信噪比；
根据所述第二数量的终端中的每一终端的接收信噪比从对应所述标称的单用户接收信噪比中的若干编码调制模式中选择对应的第二编码调制模式。
6.如权利要求1-5中任一项所述的上行非正交多址接入系统的传输方法，其特征在于，所述上行非正交多址接入系统的传输方法还包括：
接收所述第二数量终端中各终端输出的发送信号、编码调制模式及信道状态信息；
对接收的发送信号进行模式检测操作；及
根据模式检测结果对所述发送信号进行解调解码操作，以得到所述发送信息。
7.一种上行非正交多址接入系统的传输方法，其特征在于，所述上行非正交多址接入系统的传输方法包括：
接收基站输出的终端数；
根据所述终端数、信道状态信息从多扯接入表中选择对应的编码调制模式，所述多扯接入表中记录了至少一总频谱效率、多个编码调制模式，每一总频谱效率与至少一编码调制模式相对应。
8.如权利要求7所述的上行非正交多址接入系统的传输方法，所述信道状态信息对应终端的接收信噪比，其特征在于，所述根据所述终端数、信道状态信息从多扯接入表中选择对应的编码调制模式包括：
根据所述终端数及所述信道状态信息计算出对应终端的设备频谱效率；
根据所述终端的设备频谱效率从所述多扯接入表中选择对应的总频谱效率。
9.如权利要求8所述的上行非正交多址接入系统的传输方法，其特征在于，所述根据所述终端的设备频谱效率从所述多扯接入表中选择对应的总频谱效率之后还包括：
当所述终端的接收信噪比小于所述选择的总频谱效率中编码调制模式所对应的信噪比门限的最小值时，所述终端不输出信号；
当所述终端的接收信噪比大于所述选择的总频谱效率中编码调制模式所对应的信噪比门限的最大值时，所述终端选择所述接收信噪比最大的门限所对应的编码调制模式；
当所述终端的接收信噪比位于所述选择的总频谱效率中编码调制模式所对应的各信噪比门限组成的范围内时，所述终端从所述多扯接入表中选择不大于所述终端的接收信噪比的信噪比门限中最大的信噪比门限所对应的编码调制模式。
10.如权利要求7-9中任一项所述的上行非正交多址接入系统的传输方法，其特征在于，所述接收基站输出的终端数包括：
接收所述基站通过广播方式输出的终端数。
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