CN109155683B - 用于多址接入传输的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本公开的多个方面提供了用于从网络侧组件到一个或多个用户设备(UE)的多址接入下行链路传输或者从两个或多个UE到网络侧组件的多址接入上行链路传输的方法和设备。在下行链路方向上，网络侧设备，对于子载波块中的每个子载波，生成来自多个层中的每一层的多比特符号的一个或多个比特中的单个星座点。在上行链路方向上，每个UE将多比特符号的一个或多个层中的至少一个比特映射到子载波块子集上。两个或多个UE共同在子载波块上发送。

Description

用于多址接入传输的方法和设备
技术领域
本申请涉及信号传输的方法，特别地，涉及多比特符号的多个流的同时传输。
背景技术
稀疏码多址(Sparse Code Multiple Access,SCMA)是最近开发的用于电信系统的多用户接入方案。在SCMA中，多个数据比特流被编码，每个数据比特流使用由多个码字构成的相应码本。每个码字在SCMA子载波块的一个或多个子载波上发送。
当发生从网络侧组件到一个或多个用户设备(User Equipment,UE)的下行链路方向上的传输时，网络侧组件发送子载波块上的码字的叠加。当发生从两个或多个同步的UE到网络侧组件的上行链路方向上的传输时，每个UE在分配给UE的SCMA子载波块的子载波子集上发送一个或多个码字。网络侧组件在SCMA子载波块上从两个或多个UE接收信号，该信号在两个或多个UE和网络侧组件之间的空中接口信道上进行叠加。
SCMA的性能可能受到包括码本设计的各种参数的影响。
发明内容
根据本公开的实施例，提供了一种用于多比特符号的多个流的信号传输的方法。所述方法包括，对于多个子载波中的每一个，将p×M个比特映射为2p×M点的星座图中的星座点，以及在所述子载波上发送所述星座点。所述p×M个比特包括来自所述多个流的p个流中的每一个流的k比特符号中的M个比特。变量p和M是正整数。
在下行链路方向上执行在所述子载波上发送所述星座点。
在一些实施例中，M个比特等于k，使得所述多比特符号的所有比特被映射到所述多个子载波中的一个以上的子载波。
在一些实施例中，M个比特等于所述多比特符号中的比特数量(k)除以为每个流分配的非零子载波数量(q)(k/q)，且所述多比特符号中的每个k/q比特集被映射到不同的子载波。
所述方法还可以包括，对于所述多个子载波中的每一个，向所述p个流中的所述k比特符号的每个k/q比特子集分配比特重要程度。
所述方法还包括，基于对每个M比特集分配的比特重要程度的集合，对所述p个流中的每一个流的M个比特相对于彼此进行排序。
根据本公开的实施例，提供了一种装置，包括处理器和计算机可读介质。所述计算机可读介质上存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被所述处理器执行时，执行用于在子载波集上发送来自多个流中的每一个流的多比特符号的方法。所述计算机可执行指令被配置为执行一种方法，所述方法包括，对于所述多个子载波中的每一个，将p×M个比特映射为2p×M点的星座图中的星座点，以及在所述子载波上发送所述星座点。所述p×M个比特包括来自所述多个流的p个流中的每一个流的k比特符号中的M个比特。变量p、M和k是正整数。
根据本公开的实施例，提供了一种用于多比特符号的至少一个流的信号传输的方法。所述方法包括，对于多个子载波中的每一个，以及对于总数为K个流的p个流中的每一个，将k/q个比特映射为2k/q点的星座图中的星座点，以及在所述子载波上发送所述星座点。所述k/q个比特是k比特符号的子集，q是在为所述流分配的传输资源中子载波的总数中非零子载波的数量。每个k/q比特子集仅被映射到一个子载波。变量K、k、p和q是正整数。
可以在所述上行链路或下行链路方向上执行在所述子载波上发送所述星座点。
所述方法还可以包括，对于所述多个子载波中的每一个，向所述p个流中的所述k比特符号的每个k/q比特子集分配比特重要程度。
所述方法还包括，基于对每个M比特集分配的比特重要程度的集合，对所述p个流中的每一个流的所述M个比特相对于彼此进行排序。
根据本公开的实施例，提供了一种装置，包括处理器和计算机可读介质。所述计算机可读介质上存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被所述处理器执行时，执行用于在多个子载波上发送来自至少一个流中的每一个流的多比特符号的方法。所述计算机可执行指令被配置为执行一种方法，所述方法包括，对于所述多个子载波中的每一个，对于总数为K个流的p个流中的每一个，将k/q个比特映射为2k/q点的星座图中的星座点，以及在所述子载波上发送所述星座点。所述k/q个比特是k比特符号的子集，q是在为所述流分配的传输资源中子载波的总数中非零子载波的数量。每个k/q比特子集仅被映射到一个子载波。变量K、k、p和q是正整数。
在审阅本公开的各实施例的以下描述之后，对于本领域技术人员，本公开的其他方面和特征是显而易见的。
附图说明
现在将参考附图描述实施例，其中：
图1是多用户稀疏码多址接入(Sparse Code Multiple Access,SCMA)复用技术的框图；
图2是根据本公开的一个方面的用于下行链路传输的被编码和映射到N个子载波的多比特符号的K个层的框图；
图3是根据本公开的一个方面的用于下行链路传输的被编码和映射到四个子载波的两比特符号的6个层的框图；
图4是根据本公开的一个可替代方面的用于下行链路传输的被编码和映射到四个子载波的两比特符号的6个层的框图；
图5A和5B是根据本公开的一个方面每个用户设备具有用于上行链路传输的被编码和映射到4个子载波集的两个子载波的两比特符号的单个层的6个用户设备(UserEquipment,UE)的框图；
图5C是根据本公开的一个可替代方面的用于下行链路传输的被编码和映射到4个子载波的两比特符号的6个层的框图；
图6A是根据本公开的一个方面的用于比较各种多址接入技术的误码率(BitError Rate,BER)的性能的数据的曲线图；
图6B是根据本公开的一个方面的用于比较各种多址接入技术的帧错误率(FrameError Rate,FER)的性能的数据的曲线图；
图7是根据本公开的一个方面描述用于在下行链路方向上多址接入传输的方法的流程图；
图8是根据本公开的一个方面描述用于在上行链路方向或下行链路方向上多址接入传输的方法的流程图；
图9是根据本公开的一个方面用于在下行链路方向上的多址接入传输中的装置的框图；
图10是根据本公开的一个方面用于在上行链路方向或下行链路方向上的多址接入传输中的装置的框图。
具体实施方式
首先应理解，尽管下文提供了本公开的一个或多个实施例的说明性实现方式，但是可以使用多个技术实现所公开的系统和/或方法。本公开不应以任何方式限于以下所示的说明性实施方式，附图和技术，包括本文所示出和描述的设计和实现方式，但可以在所附权利要求的范围及其等同物的全部范围内进行修改。
码分多址(Code Division Multiple Access,CDMA)是一种多址接入技术，在多址接入技术中，数据符号在正交码序列、准正交码序列或两者的组合上进行扩频。常规CDMA编码是两步过程，其中在应用扩频序列之前，将二进制码映射到正交幅度调制(QuadratureAmplitude Modulation,QAM)符号。虽然常规CDMA编码可提供相对高的数据速率，但需要用于实现更高数据速率的新技术和新机制，以满足下一代无线网络日益增长的需求。低密度扩频(Low Density Spreading,LDS)是用于复用不同层数据的CDMA的一种形式。LDS在时间/频率资源中非零位置的特定层上使用相同符号的重复。作为示例，在LDS正交频分复用(Orthogonal Frequency Division multiplexing,OFDM)中，星座点在LDS块的非零频调上重复。在稀疏码多址接入(Sparse Code Multiple Access,SCMA)中，多维码本用于在频调上扩频数据，而不必重复符号。在SCMA中，多维扩频码本是稀疏的，因此检测可以更加简单。
将参考图1描述多层SCMA非正交复用技术105的示例。示出了6个比特流110a、110b、110c、110d、110e和110f各自由6个SCMA码本115a、115b、115c、115d、115e和115f中的一个进行编码。每个SCMA码本输出相应的SCMA码字120a、120b、120c、120d、120e和120f。将SCMA码字映射到被称为SCMA块的传输资源上以通过空中接口传输。SCMA块是在多个传输子载波(频调1、频调2、频调3、频调4)上的多个层。如图1所示，每个SCMA码字在SCMA块(示出了SCMA块1以及SCMA块2的一部分)的相应层(层1、层2、层3、层4、层5、层6)的多个传输子载波上进行扩频。第一SCMA码字120a在第一SCMA块的层1的频调(tone)1和2上扩频。第二SCMA码字120b在第一SCMA块的层2的频调1和3上扩频。第三SCMA码字120c在第一SCMA块的层3的频调1和4上扩频。第四SCMA码字120d在第一SCMA块的层4的频调2和3上扩频。第五SCMA码字120e在第一SCMA块的层5的频调2和4上扩频。第六SCMA码字120f在第一SCMA块的层6的频调3和4上扩频。
在SCMA子载波块上编码的SCMA信号S表示为如下的矩阵形式：
Figure BDA0001865782810000041
矩阵的行表示要在SCMA子载波块的相应子载波上发送的信号分量，矩阵的列表示要在各个流或层上发送的信号分量。各个矩阵元素表示为si j(b(j))，其中矩阵元素是被编码的比特的函数。索引i是比特在其上被编码的子载波，索引j是比特从其被编码的层，并且变量b(j)是由SCMA码本编码的多个比特的向量表示。映射到SCMA子载波块的每个子载波的信号的替代表示包括如下：
Figure BDA0001865782810000042
Figure BDA0001865782810000043
Figure BDA0001865782810000044
Figure BDA0001865782810000045
本公开中呈现的一些方面可以实现从网络侧组件到一个或多个用户设备(UserEquipment,UE)的下行链路传输。本文公开的实施例可以认为是SCMA的泛化，其中，对于子载波块的每个子载波，网络侧设备生成用于传输到两个或多个UE的单个星座点，该单个星座点来自多个层中的每一层中的多比特符号的一个或多个比特。本公开的实施例可以认为是SCMA的泛化，在这种意义上，并非几个码本符号的叠加，而是在给定的子载波上发送一个符号，其中通过使用替代编码和向常规SCMA码本映射布置生成该符号。
本公开中呈现的一些方面可以用于从两个或多个UE到网络侧组件的上行链路传输。当本公开的多个方面在上行链路方向实现时，每个UE将来自一个或多个层的至少一个比特映射到子载波块的子集上。两个或多个UE共同在子载波块上发送。在相应子载波上来自UE的信号分量，在从UE到网络侧设备的传输期间，在空中接口信道上进行叠加。
如图1所示，SCMA使用层专用码本来编码用于在多个子载波上传输的比特。替代使用码本来生成在一个或多个子载波上一个或多个多点星座图中被映射的符号，本申请的多个方面提供编码一个或多个比特，且提供将在一个或多个子载波上的这些编码的比特映射为多点的星座图。
现参考图2，描述本公开的第一实施例。图2示出了编码来自总数为K层的p层的子集中的每一个子集的k比特符号，并且使用N个L点的星座图映射函数(210、220、230、240)将编码的比特映射到N个子载波。图2可以认为是网络侧设备向多个客户端UE发送的操作。
示出了K层中的每一层(层1、层2、层3……层K)，提供包括k个比特(1、2……k)的符号。当网络侧设备要向相应UE发送数据时，每一层可以提供此k比特符号流。在一些实现方式中，单个层用于向单个UE传输。在其他的实现方式中，多个层可以用于向单个UE传输。层1的符号215的所有比特(1、2……k)被路由到第一个L点的星座图映射函数210和第二个L点的星座图映射函数220。层2的符号225的所有比特(1、2……k)被路由到第一个L点的星座图映射函数210和第N-1个L点的星座图映射函数230。层3的符号235的所有比特(1、2……k)被路由到第一L个点的星座图映射函数210和第N-1个L点的星座图映射函数230。层K-2的符号245的所有比特被路由到第二个L点的星座图映射函数220和第N个L点的星座图映射函数240。层K-1的符号255的所有比特被路由到第二个L点的星座图映射函数220和第N个L点的星座图映射函数240。层K的符号265的所有比特(1、2……k)被路由到第N-1个L点的星座图映射函数230和第N个L点的星座图映射函数240。在上述场景中，来自p层的k个二进制比特由L点的星座图映射函数进行组合，数字L等于2k*p。
L点的星座图映射函数210、220、230、240中的每一个接收p个比特集，每个集来自不同层。p个比特集的组合形成多比特符号，该多比特符号通过L点的星座图映射函数被映射到L点的星座图中的点。在多比特符号中排列p个比特集的方式是特定的实现方式。在一些实施例中，基于相应比特集分配的重要程度的等级布置多比特符号内的比特集。当在接收器处解码比特时，对比特集使用分配的重要程度等级可以有助于减少错误。
在多比特符号中的比特集的布置对由L点的星座图映射函数映射的点的位置有影响。在具体示例中，对来自3个不同层的每一层的2比特符号进行组合，结果是6比特符号。如果认为6比特符号的比特1和2(来自第一层的两个比特)在L点的映射的点的位置中具有最高重要程度，比特3和4(来自第二层的两个比特)在点的位置中具有次重要程度，且比特5和6(来自第三层的两个比特)在点的位置中具有最低的重要程度，那么比特1和2可以具有更高的防止错误的保护，比特5和6可以具有更低的防止错误的保护。布置多比特符号的比特集，使得给定层的比特集不会在不同子载波中被分配最低重要程度，可以有助于提供对各个层之间的防止错误的比特保护的等级的公平性。
图3类似于图2，图3示出了与特定层上的每个符号的比特数量、比特的层的总数、由相应的多点的星座图映射函数组合的比特的层的数量、载波的数量和星座图映射中点的数量相关联的特定值的示例。在图3中，有2比特符号的6个层(层1、层2、层3、层4、层5、层6)。在每个多点的星座图映射函数(310、320、330、340)处组合两比特符号的三个层。组合来自3个层的2个比特的结果是6比特符号。因此，多点的星座图映射函数将6比特符号映射为26＝64点的星座图中的点。
将6比特符号，作为来自6个流中的3个流的比特的函数，映射到4个子载波的表示如下：
s1＝s1(b(1),b(2),b(3))
s2＝s2(b(1),b(4),b(5))
s3＝s3(b(2)，b(4)，b(6))
s4＝s4(b(3)，b(5)，b(6))
变量b(j)是第j层(j＝1到6)的比特集的向量表示。
参考图3，层1的符号的比特对305被路由到第一个64点的星座图映射函数310和第二个64点的星座图映射函数320。层2的符号的比特对315被路由到第一个64点的星座图映射函数310和第三个64点的星座图映射函数330。层3的符号的比特对325被路由到第一个64点的星座图映射函数310和第四个64点的星座图映射函数340。层4的符号的比特对335被路由到第二个64点的星座图映射函数320和第三个64点星座图映射函数330。层5的符号的比特对345被路由到第二个64点的星座图映射函数320和第四个64点的星座图映射函数340。层6的符号的比特对355被路由到第三个64点的星座图映射函数330和第四个64点的星座图映射函数340。
64点的星座图映射函数310、320、330、340的每一个接收来自3个不同层的每一层的比特对。组合这3个比特集形成6比特符号，该6比特符号由相应的64点的星座图映射函数被映射到64点的星座图。如上文所述，可以基于比特重要程度，布置或排序被组合为用于在每个子载波上传输的6比特符号的比特对从而有助于层之间的公平性以及在接收器处减少错误。
64点的星座图映射函数可以例如使用正交幅度调制(Quadrature AmplitudeModulation,QAM)或相移键控(Phase Shift Keying,PSK)作为映射函数的一部分。
在可应用于下行链路的第二实施例中，替代组合在多个子载波上的每一个来自多个层的多比特符号，将来自每一层的多比特符号的比特子集分别映射到不同的各个子载波。下面将结合图4示出示例。
图4示出了6个层的示例，每层有2个比特的符号。替代如图3所示的符号中的比特对被一起路由到2个多点的星座图映射函数，每层的符号的每个比特被路由到不同的多点的星座图映射函数，使得一个比特仅被映射到一个子载波。每个多点的星座图映射函数从3个不同的层接收比特。因为来自3个层中的每一层的单个比特由多点的星座图映射函数进行组合，映射到多点的星座图的多比特符号中的比特数量是1比特×3层＝3比特。因此，多点的星座图中的点的数量为23＝8。因此，对于相应子载波中的每一个，将3比特符号映射到8点的星座图。
参考图4，来自层1的第一个比特405a被路由到第一个8点的星座图映射函数410，且来自层1的第二个比特405b被路由到第二个8点的星座图映射函数420。来自层2的第一个比特415a被路由到第一个8点的星座图映射函数410，且来自层2的第二个比特415b被路由到第三个8点的星座图映射函数430。来自层3的第一个比特425a被路由到第一个8点的星座图映射函数410，且来自层3的第二个比特425b被路由到第四个8点的星座图映射函数440。来自层4的第一个比特435a被路由到第二个8点的星座图映射函数420，且来自层4的第二个比特435b被路由到第三个8点的星座图映射函数430。来自层5的第一个比特445a被路由到第二个8点的星座图映射函数420，且来自层5的第二个比特445b被路由到第四个8点的星座图映射函数440。来自层6的第一个比特455a被路由到第四个8点的星座图映射函数440，且来自层6的第二个比特455b被路由到第三个8点的星座图映射函数430。
可以基于各个比特分配的重要程度，布置被组合成用于在每个子载波上传输3比特符号的各个比特，从而有助于层之间恢复的公平性以及在接收器处减少错误。
将3比特符号，作为来自6个流中的3个流的比特的函数，映射到4个子载波上表示如下：
Figure BDA0001865782810000061
Figure BDA0001865782810000062
Figure BDA0001865782810000071
Figure BDA0001865782810000072
变量bm (j)是第j层(j＝1到6)的第m个比特(m＝1到M，其中M＝2)的表示。
图4示出了每层具有2比特符号的6个层的示例。来自每个层的比特与来自其他两层的比特进行编码，然后将这3个比特映射到4个子载波中的一个。然而，应理解，上文描述的每个值都可以被泛化。例如，层的数量可以由K个层表示，每一层的符号中的比特数量可以由k比特表示，可以被路由到星座图映射函数的层的数量可以由总数为K层的p层表示，来自被路由到特定星座图映射函数的每一层的比特子集中的比特数目可以由k/q比特表示，其中，q是非零值子载波的数量，在该子载波上发送给定层的比特且星座图映射函数可有L个点，其中，L＝(k×p)/q。当k/q不是整数值时，给定层的符号中的比特总数可以被划分为q个比特组。因为一些组包含比其他组更多的比特，所以q个比特组的分配可以随不同资源块的不同子载波的变化而变化，以保持等级的公平性。
本公开的第三实施例还涉及对来自一个或多个层的多比特符号的比特子集进行编码，并且将这些编码的比特子集分别映射到各个不同的子载波。下面将参考图5A和5B示出的上行链路的示例，以及将参考图5C示出的下行链路的示例。
现在参考图5A和5B来描述关于上行链路的第一示例。图5A和5B示出了六个UE502、512、522、532、542和552中的每个都将来自单个层的多比特符号编码到传输资源中分配的子载波集的子集上的示例。在图5A和5B的特定示例中，每个UE被分配4个子载波集中的2个子载波。在通过UE和网络侧设备之间的空中接口信道传输期间，由6个UE在相应子载波上发送的信号叠加到相应子载波上。
应理解，如果UE没有被分配为在给定时间在子载波集的特定子载波上进行发送，那么该UE不会在该子载波上发送信号。UE可以在不同时间分配不同的子载波集的子集。还应理解，尽管图5A和5B的示例包括6个UE，但是基于本文所描述的给定的方法的实施方式，UE的数目可以大于或者小于6。
在图5A和5B的特定UE中，2比特符号的每个数据比特被路由到用于仅映射到一个子载波的单个多点的星座图映射函数。在图5A和5B的特定示例中，因为来自单个层的单个比特被路由到多点的星座图映射函数，由多点的星座图映射函数映射的比特的数量是1比特×1层＝1比特。因此，多点的星座图中点的数量为21＝2。因此，对于相应子载波中的每一个，将单个比特映射到2点的星座图。
再次参考图5A和5B，第一UE502向网络侧设备(未示出)发送2比特符号流。来自2比特符号的第一个比特505a被路由到第一个2点的星座图映射函数510a，且来自2比特符号的第二个比特505b被路由到第二个2点的星座图映射函数510b。
在第二UE512中，来自2比特符号的第一个比特515a被路由到第一个2点的星座图映射函数520a，且来自2比特符号的第二个比特515b被路由到第三个2点的星座图映射函数520c。
在第三UE522中，来自2比特符号的第一个比特525a被路由到第一个2点的星座图映射函数530a，且来自2比特符号的第二个比特525b被路由到第四个2点的星座图映射函数530d。
在第四UE532中，来自2比特符号的第一个比特535a被路由到第二个2点的星座图映射函数540b，且来自2比特符号的第二个比特535b被路由到第三个2点的星座图映射函数540c。
在第五UE542中，来自2比特符号的第一个比特545a被路由到第二个2点的星座图映射函数550b，且来自2比特符号的第二个比特545b被路由到第四个2点的星座图映射函数550d。
在第六UE552中，来自2比特符号的第一个比特555a被路由到第四个2点的星座图映射函数560d，且来自2比特符号的第二个比特555b被路由到第三个2点的星座图映射函数560c。
以矩阵形式，从图5A和5B的6个UE发送的集合信号，表示如下：
Figure BDA0001865782810000081
矩阵的行表示要在相应子载波上发送的信号分量，矩阵的列表示要在相应层上发送的信号分量。特别地，在这种情况下，列对应各个UE，因为每个UE只有单个流。矩阵的6列中的组合的矩阵元素表示来自在每个子载波上发送的6个UE的值。各个矩阵元素表示为si j(b(j))，其中，矩阵元素是被编码的比特的函数，其中，i是比特在其上编码的子载波，j是比特被从其编码的层(UE)，且bm (j)(m＝1或2)是被编码的各个比特。将信号映射到每个子载波的替代表示如下：
Figure BDA0001865782810000082
Figure BDA0001865782810000083
Figure BDA0001865782810000084
Figure BDA0001865782810000085
因为每个UE只发送选择的子载波子集，因此上述矩阵和各个子载波等式，与任意一个UE单独发送相比，是由所有UE发送的集合表示。
UE可具有处理能力，以实现将能够处理多个多点的星座图映射函数的信号映射到分配给UE的每个子载波。虽然图5A和5B示出了多个2点的星座图映射函数的每一个专门用于特定的子载波，图5A和5B是用于描述本申请的实施例的示例，以清楚地示出UE在其上发送和不发送的特定子载波。在其他实现方式中，可以是多个多点的星座图映射函数，其不专用于特定子载波，且可以用于将UE要发送的一个或多个层映射到分配的任何子载波。
图5A和5B示出了6个UE中的每个UE具有单个层、每个层具有2比特符号的示例。每个2比特层的每个比特被分别编码，并且仅被映射到一个相应的子载波。然而，应理解，上文描述的每个值都可以被泛化。例如，层的数量可以由K个层表示，每一层的符号中的比特数量可以由k比特表示，可以被路由到星座图映射函数的层的数量可以由总数为K层的p层表示，来自被路由到特定星座图映射函数的每一层的比特子集中的比特数目可以由k/q比特表示，其中，q是非零值子载波的数量，在该子载波上发送给定层的比特且星座映射图函数可有L个点，其中，L＝(k×p)/q。当k/q不是整数值时，给定层的符号中的比特总数可以被划分为q个比特组。因为一些组包含比其他组更多的比特，所以q个比特组的分配可以针对不同资源块的不同子载波，以保持等级的公平性。
此外，虽然图5A和5B示出了每个UE仅发送单个层，但是应理解，这不应被视为限制。一起向网络侧设备发送的一组UE中的一个或多个UE可发送多比特符号的一个以上的层。
在UE发送多个层的场景中，映射到分配给UE的子载波的多点的星座图映射函数接收UE发送的每一层的k比特符号的比特子集。例如，如果UE发送两层，那么映射到由UE分配的子载波的多点的星座图映设函数的每一个接收来自两层中的每一层的不同k/q比特子集，其中，q是在其上发送给定层的比特的非零值子载波的数量。应考虑，为了在接收器处适当解码比特，需要区分给定层的比特的方式。因此，来自编码到相同子载波的不同层的比特可能需要通过不同编码方案或可能地不同功率电平来编码，以区分信号分量。
现参考图5C描述关于下行链路的另一个示例。图5C示出了网络侧设备570将来自多个层的每一层的多比特符号编码到子载波集。图5C类似于图4，其中有6个层，每个层有2比特符号，且将每个层的2个比特分别映射到不同子载波集的子载波。然而，图4中，对于单个子载波，来自3个层的每一层的各个比特被组合且由8点的星座图映射函数编码为3比特符号，而在图5C中，对于单个子载波，来自3个不同层的3个比特的每一个，由2点的星座图映射函数分别对其进行编码。这3个编码比特的结果是被映射到子载波。
来自层1的第一个比特572a被路由到第一个2点的星座图映射函数585a，且来自层1的第二个比特572b被路由到第五个2点的星座图映射函数590b。来自层2的第一个比特574a被路由到第三个2点的星座图映射函数585c，且来自层2的第二个比特574b被路由到第七个2点的星座图映射函数594a。来自层3的第一个比特576a被路由到第二个2点的星座图映射函数585b，且来自层3的第二个比特576b被路由到第十二个2点的星座图映射函数596c。来自层4的第一个比特578a被路由到第四个2点的星座图映射函数590a，且来自层4的第二个比特578b被路由到第八个2点的星座图映射函数594b。来自层5的第一个比特580a被路由到第六个2点的星座图映射函数590c，且来自层5的第二个比特580b被路由到第十个2点的星座图映射函数596a。来自层6的第一个比特582a被路由到第十一个2点的星座图映射函数596b，且来自层6的第二个比特582b被路由到第九个2点的星座图映射函数594c。
将来自2点的星座图映射函数585a、585b和585c的输出都映射到子载波1且由网络侧设备在传输之前进行叠加。将来自2点的星座图映射函数590a、590b和590c的输出都映射到子载波2且由网络侧设备在传输之前进行叠加。将来自2点的星座图映射函数594a、594b和594c的输出都映射到子载波3且由网络侧设备在传输之前进行叠加。将来自2点星座图映射函数596a、596b和596c的输出都映射到子载波4且由网络侧设备在传输之前进行叠加。
图5C示出了每层具有2比特符号的6个层的示例。每层的2个比特被分别编码，然后将其映射到传输资源中4个可用子载波中的2个子载波。然而，应理解，上文描述的每个值都可以被泛化。例如，层的数量可以由K个层表示，每一层的符号中的比特数量可以由k比特表示，可以被路由到星座图映射函数的层的数量可以由总数为K层的p层表示，来自被路由到特定星座图映射函数的每一层的比特子集中的比特数目可以由k/q比特表示，其中，q是非零值子载波的数量，在该子载波上发送给定层的比特且星座图映射函数可有L个点，其中，L＝(k×p)/q。当k/q不是整数值时，给定层的符号中的比特总数可以被划分为q个比特组。因为一些组包含比其他组更多的比特，所以q个比特组的分配可以针对不同资源块的不同子载波，以保持等级的公平性。
性能评估
为了说明用于特定参数集的本申请的若干实施例的性能的目的，将参考图6A和6B描述的示例性仿真。
针对4种不同的多址接入技术运行该仿真。第一种技术是使用特定码本设计的常规SCMA技术。第一种技术的仿真条件应用于下行链路方向，并且包括每层每个符号有2个比特的6层配置的信号，该2个比特被映射到4个子载波集。第二种技术是参考图2和图3描述的本申请的第一实施例的类型，其中，将给定层的2比特符号的所有比特映射到2个子载波，且将来自所有层的比特共同映射到所有传输资源的4个子载波。第二种技术的该仿真条件也应用于下行链路方向，并且包括每层每个符号有2个比特的6层配置的信号，该2个比特被映射到4个子载波集。第三种技术是参考图5A和图5B描述的本申请的第二实施例的类型，其中，将一个层的2比特符号的不同比特映射到不同的相应的子载波，使得该层的每个比特仅被映射到一个子载波。第三技术的仿真条件应用于上行链路方向，并且包括6个UE配置的信号，每个UE发送具有每个符号2个比特的单个层。每个UE将2比特符号的不同比特映射到来自传输资源中总数为4个的子载波的分配给UE的2个子载波子集的不同子载波。第四种技术是参考图4描述的本申请的第三实施例的类型。第四种技术的仿真条件应用于下行链路方向，并且包括每层每个符号有2个比特的6层配置的信号。将2比特符号的不同比特映射到传输资源中的4个子载波集的不同的相应子载波。
在仿真中采用以下参数：
加性高斯白噪声(AWGN)信道；
正交相移键控(QPSK)调制；
Turo码，速率＝1/2；
帧长＝576；
UE数量＝6；
样本数(频调，符号)＝4，
过载＝150％。
图6A和6B示出了仿真结果。图6A示出了四种技术中的每一种的y轴上绘制的仿真误码率(Bit Error Rate,BER)随信噪比(以dB为单位)的变化。图6B示出了四种技术中的每一种的y轴上绘制的仿真帧错误率(Frame Error Rate,FER)随信噪比(以dB为单位)的变化。
下表总结了对于仿真的每种技术，使用该技术的链路方向性、以dB为单位的增益(相对于常规SCMA)和在相应技术中涉及的近似复杂度。
Figure BDA0001865782810000111
其中：
N是子载波的数量；
Nit是需要在解码器处执行的迭代次数；
k是每层每符号的比特数量；
p是每个子载波映射的层的数量；以及
q是传输资源中总的子载波中为每个层分配使用的非零子载波的数量。
图7示出了可以由通信系统的网络侧设备执行，以在子载波集上发送来自多个流的每一个流的多比特符号的方法700的示例。在一些实现方式中，该设备可以是基站，或该设备可以与基站并置。
对于由网络侧设备分配用于传输的多个子载波中的每一个，执行以下步骤。在第一可选步骤710中，网络侧设备向多比特符号的多个流的p个流中的每一个流中的每个M比特集分配比特重要程度。在随后的可选步骤720中，网络侧设备基于每个M比特集分配的重要程度，对p个流中的每一个流的M比特相对于彼此进行排序。在步骤730中，网络侧设备将p×M个比特映射为2p×M点的星座图中的星座点。该p×M个比特包括来自多个流的p个流中的每一个流的k比特符号中的M个比特，p、M和k是正整数。在步骤740中，该设备在子载波上发送星座点。
在方法700的一些实现方式中，M个比特的数量等于符号中k比特的数量。在这种情况下，将多比特符号的所有比特映射到多个子载波中的一个以上的子载波。图3对应于这种实现方式的示例。
在方法700的一些实现方式中，M个比特的数量等于符号中的k比特数量除以为每个流分配的非零子载波数量q，且k比特符号中的每个k/q比特集被映射到不同的子载波。图5对应于这种实现方式的示例。
在一些实现方式中，当执行可选步骤710时，重要程度被分配到每个M比特集，使得M个比特不会在一个以上的星座点映射中被分配最低重要程度。
图8示出了可以在下行链路方向或上行链路方向上执行的方法800的示例的流程图。在下行链路方向上，网络侧设备在多个子载波上发送多个流的至少一个流中的多比特符号。在上行链路方向上，通信系统中的客户端设备在多个子载波上发送多个流的至少一个流中的多比特符号。
对于分配用于传输的多个子载波中的每一个，执行以下步骤。在第一个可选步骤810中，客户端设备向p个流中的每一个流的k比特符号的每个比特的子集分配比特重要程度。在随后的可选步骤820中，客户端设备基于每个比特子集分配的重要程度，对p个流中的每一个流的比特子集进行排序。在步骤830中，对于总数为K个流的p个流中的每一个，客户端设备将k/q个比特映射为2k/q点的星座图中的星座点，其中，q是在为流分配的传输资源中子载波的总数中非零子载波的数量，其中，每个k/q比特子集仅被映射到一个子载波。变量p和k是正整数。在步骤840中，客户端设备在子载波上发送星座点。
在客户端设备发送单个流的情况下，p的值等于1。本示例在示出了4个UE的每一个UE的图5A中被示出。
图9是用于实现本公开的多个方面的通信系统的网络侧装置900的示例。装置900包括处理器920和计算机可读介质930。计算机可读介质930包括计算机可执行指令935在被处理器920执行时，用于在子载波集上发送来自多个流的每一个流的多比特符号。计算机可执行指令935在被处理器920执行时，用于，对于多个子载波中的每一个，将p×M个比特映射为2p×M点的星座图中的星座点。p×M个比特包括来自多个流的p个流中的每一个流的k比特符号中的M个比特。变量p、M和k是正整数。计算机可执行指令935在被处理器920执行时，也用于，对于多个子载波中的每一个，在子载波上发送星座点。计算机可读介质930还可以包括用于实现其他功能的计算机可执行指令935，例如但不限于，向多比特符号的多个流中的p个流中的每一个流的每个M比特集分配比特重要程度，且基于每个M比特集分配的比特重要程度，对p个流中的每一个流的M个比特相对于彼此进行排序。
装置900可以是基站的一部分或与可以基站并置，并且向基站提供用于在子载波集上传输的编码信号。
图10是用于实现本公开的多个方面的通信系统的客户端装置1000的示例。该装置可以是与网络侧设备通信的多个UE中的一个UE的一部分。如上所述，参考图5的示例，多个UE的每一个UE可以在子载波集的子集上向网络侧设备进行发送。
装置1000包括处理器1020和计算机可读介质1030。计算机可读介质1030包括计算机可执行指令1035在被处理器1020执行时，用于在多个子载波上发送来自至少一个流中的每一个流的多比特符号。计算机可执行指令1035在被处理器1020执行时，用于，对于多个子载波中的每一个，对于总数为K个流的p个流中的每一个，将k/q个比特映射为2k/q点的星座图中的星座点，其中，q是在为流分配的传输资源中子载波的总数中非零子载波的数量，其中，每个k/q比特子集仅被映射到一个子载波。k/q比特包括来自至少一个流的p个流中的每一个流的k比特符号中的k/q比特，p和k是正整数。计算机可执行指令1035在被处理器1020执行时，用于，对于多个子载波中的每一个，在子载波上发送星座点。计算机可读介质1030还可以包括用于实现其他功能的计算机可执行指令1035，例如但不限于，向多比特符号的至少一个流的p个流中的每一个流的每个符号的比特分配比特重要程度，且基于对每个k比特集分配的比特重要程度，对p个流中的每一个流的比特进行排序。
根据上述教导，本公开的许多修改和变化是可能的。因此，应理解，在所附权利要求的范围内，除本文具体描述之外，可以实施本公开。

Claims (24)

1.一种用于多比特符号的多个流的信号传输的方法，包括：
对于多个子载波中的每一个：
将p×M个比特映射为2p×M点的星座图中的星座点，所述p×M个比特包括来自所述多个流的p个流中的每一个流的k比特符号中的M个比特，所述多个流总共由K个流组成，其中K>p，K、p和M是正整数；以及
在所述子载波上发送所述星座点。
2.如权利要求1所述的方法，其中，在所述多个子载波上发送所述星座点包括：网络侧组件在下行链路方向上在N个子载波上发送所述多比特符号的多个流，N是正整数。
3.如权利要求1所述的方法，其中，M个比特等于k，使得所述多比特符号的所有比特被映射到所述多个子载波中的一个以上的子载波。
4.如权利要求1所述的方法，其中，M个比特等于所述多比特符号中的比特数量(k)除以为每个流分配的非零子载波数量(q)(k/q)，且所述多比特符号中的每个k/q比特集被映射到不同的子载波。
5.如权利要求1所述的方法，其中，映射所述p×M个比特还包括：基于对每个M比特集分配的比特重要程度的集合，对所述p个流中的每一个流的M个比特相对于彼此进行排序。
6.如权利要求5所述的方法，还包括，对于所述多个子载波中的每一个：
向所述p个流中的每个M比特集分配比特重要程度。
7.如权利要求6所述的方法，其中，向每个M比特集分配所述比特重要程度包括：向每个M比特集分配所述比特重要程度，使得所述M个比特不会在一个以上的星座点映射中被分配最低重要程度。
8.一种装置，包括：
处理器；以及
计算机可读介质，所述计算机可读介质上存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被所述处理器执行时，执行用于在子载波集上发送来自多个流中的每一个流的多比特符号的方法，所述方法包括：
对于所述多个子载波中的每一个，将p×M个比特映射为2p×M点的星座图中的星座点，所述p×M个比特包括来自所述多个流的p个流中的每一个流的k比特符号中的M个比特，所述多个流总共由K个流组成，其中K>p，其中，变量K、p、M和k是正整数；以及
对于所述多个子载波中的每一个，在所述子载波上发送所述星座点。
9.如权利要求8所述的装置，其中，所述装置是在下行链路方向上在N个子载波上发送所述多比特符号的多个流的网络侧组件，N是正整数。
10.如权利要求8所述的装置，其中，M等于k。
11.如权利要求8所述的装置，其中，M个比特等于所述多比特符号中的比特数量(k)除以为每个流分配的非零子载波数量(q)(k/q)，且所述多比特符号中的每个k/q比特集被映射到不同的子载波。
12.如权利要求8所述的装置，其中，所述计算机可执行指令在被所述处理器执行时，还执行：
向多比特符号的多个流中的p个流中的每一个流的每个k比特集分配比特重要程度。
13.如权利要求8所述的装置，其中，所述计算机可执行指令在被所述处理器执行时，还执行：
基于每个k比特集分配的比特重要程度，对所述p个流中的每一个流的所述k个比特相对于彼此进行排序。
14.一种用于多比特符号的至少一个流的信号传输的方法，包括：
对于多个子载波中的每一个：
对于p个流中的每一个，所述p个流属于K个流，p和K是正整数：
将k/q个比特映射为2k/q点的星座图中的星座点，所述k/q个比特是k比特符号的子集，q是在为所述流分配的传输资源中子载波的总数中非零子载波的数量，k和q是正整数，其中，每个k/q比特子集仅被映射到一个子载波；以及
在所述子载波上发送所述星座点。
15.如权利要求14所述的方法，其中，在所述多个子载波上发送所述星座点包括：用户设备(UE)在上行链路方向上在q个子载波上发送所述k比特符号的至少一个流。
16.如权利要求15所述的方法，其中，所述q个子载波是为包括所述UE的多个UE分配的用于上行链路方向上传输的传输资源的N个子载波的子集。
17.如权利要求14所述的方法，其中，在所述多个子载波上发送所述星座点包括：网络侧设备在下行链路方向上在N个子载波上发送所述k比特符号的至少一个流。
18.如权利要求14所述的方法，其中，所述至少一个流是流的数量≥2，且映射所述p个比特还包括：基于对每个比特集分配的比特重要程度的集合，对所述p个流中的每一个流中的各个比特相对于彼此进行排序。
19.如权利要求18所述的方法，还包括，对于所述多个子载波中的每一个：
向所述p个流中的所述k比特符号的每个k/q比特子集分配比特重要程度。
20.如权利要求19所述的方法，其中，向所述k比特符号中的每个k/q比特子集分配所述重要程度包括：向每个k/q比特子集分配所述比特重要程度，使得所述k比特符号中的所有比特不会在一个以上的星座点映射中被分配最低重要程度。
21.一种装置，包括：
处理器；以及
计算机可读介质，所述计算机可读介质上存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被所述处理器执行时，执行用于在多个子载波上发送来自至少一个流中的每一个流的多比特符号的方法，所述方法包括：
对于所述多个子载波中的每一个：
对于p个流中的每一个，所述p个流属于K个流，p和K是正整数：
将k/q个比特映射为2k/q点的星座图中的星座点，所述k/q个比特是k比特符号的子集，q是在为所述流分配的传输资源中子载波的总数中非零子载波的数量，k和q是正整数，其中，每个k/q比特子集仅被映射到一个子载波；以及
对于所述多个子载波中的每一个，在所述子载波上发送所述星座点。
22.如权利要求21所述的装置，p＝1。
23.如权利要求21所述的装置，其中，所述计算机可执行指令在被所述处理器执行时，还执行：
向所述多比特符号的至少一个流的p个流中的每个流的k比特符号中的每个所述k/q比特子集分配比特重要程度。
24.如权利要求21所述的装置，其中，所述计算机可执行指令在被所述处理器执行时，还执行：
基于对每个k比特集分配的比特重要性，对所述p个流中的每一个流中的所述k/q比特子集进行排序。
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