CN110611525A - 一种基于速率分拆的信号传输、接收方法及装置 - Google Patents

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CN110611525A CN201910905308.3A CN201910905308A CN110611525A CN 110611525 A CN110611525 A CN 110611525A CN 201910905308 A CN201910905308 A CN 201910905308A CN 110611525 A CN110611525 A CN 110611525A
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Abstract

本发明实施例提供了一种基于速率分拆的信号传输、接收方法及装置，该方法将获得的多个公共消息合并为一个超级公共消息，将私有消息和超级公共消息进行编码调制处理后的私有信号和公共信号的传输方向通过波束赋形调整成一致，并分别调节私有信号和公共信号的功率因子，得到向接收端发送的目标信号。本发明实施例采用信号对齐技术将私有信号的传输方向与公共信号的传输方向调整成一致，并调节了私有信号和公共信号的功率因子，使得接收端先译码目标信号中的公共信号，后译码目标信号中的私有信号，这样，通过引入采用随机波束赋形传输的公共信号，降低了干扰对齐技术对高精度CSI的依赖性，进而能够提高干扰对齐对误差CSI的鲁棒性。

Description

一种基于速率分拆的信号传输、接收方法及装置
技术领域
本发明涉及信号处理技术领域，特别是涉及一种基于速率分拆的信号传输、接收方法及装置。
背景技术
多点协作(Coordinated Multi-Point，CoMP)通信技术是指通过基站之间的信息共享来完成基站之间的协作，如共享数据和/或信道状态信息(Channel StateInformation，CSI)，从而更好的抑制小区之间的干扰和加强信号，实现小区边缘用户的性能增强。
目前，干扰对齐(Interference Alignment，IA)是多点协作通信技术常采用的技术手段，干扰对齐被认为是在CoMP框架下缓解多小区之间的干扰问题的干扰管理方案，其主要思想是：将信号空间划分为期望信号子空间和干扰信号子空间两个部分，通过预编码技术使干扰在接收端对齐，从而压缩干扰所占的信号维度，减少干扰对期望信号的影响，达到提高系统传输速率的目的。
现有技术提出的一种干扰对齐方法，该方法具体为：假设每个节点知道全局的CSI，发射端利用全局、瞬时、准确的CSI(每个节点通过全局的CSI来计算出能够实现系统自由度最大的预编码矩阵，利用预编码矩阵将所有的干扰信号对齐)对待发射信号进行波束赋形，使得波束赋形后的信号尽可能地对准受到干扰的接收端的一个尽可能小的干扰空间内，该干扰空间与有用信号空间相互正交，然后接收端使用迫零算法消除干扰。
在实际系统中，CSI通常由接收端进行估计，然后反馈给发射端，为了获得全局的CSI，发射端的CSI需要进一步地通过回程链路进行共享。这样，反馈链路和回程链路的容量受限，导致网络中的CSI存在误差。因此实际系统无法满足现有的干扰对齐技术对获得全局、瞬时、准确的CSI的需求，导致现有的干扰技术无法在实际应用中获得理论增益，存在对CSI误差的鲁棒性较差的问题。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种基于速率分拆的信号传输、接收方法及装置，以提高CSI的鲁棒性。
具有技术方案为：
一种基于速率分拆的基于速率分拆的信号传输方法，应用于发射端，所述方法包括：
获得多个公共消息，并将所述公共消息合并成一个超级公共消息；
分别对自身的一个私有消息和所述超级公共消息进行编码调制处理，获得私有信号和公共信号；
通过波束赋形技术，将所述私有信号的传输方向与所述公共信号的传输方向调整成一致；
分别调节所述私有信号和所述公共信号的功率因子，得到使接收端先译码所述公共信号，后译码所述私有信号的目标信号，并向所述接收端发送所述目标信号。
进一步地，在所述获得多个公共消息，并将所述公共消息合并成一个超级公共消息之前，还包括：
采用速率分拆技术，将待传输的消息拆分成一个私有消息和一个公共消息。
进一步地，所述通过波束赋形技术，将所述私有信号的传输方向与所述公共信号的传输方向调整成一致，包括：
通过波束赋形技术，按照第一表达式将所述私有信号的传输方向与所述公共信号的传输方向调整成一致；
所述第一表达式为：
其中，上标(c)表示公共信号，表示序号为k的发射端私有信号p的波束赋形向量，v(c)表示超级公共信号的波束赋形向量，Hk,k表示序号为k的发射端到序号为k的接收端的信道矩阵，Hk表示序号为l到序号为K的发射端到序号为k的接收端的信道矩阵，K表示发射端或接收端的总数目。
进一步地，所述分别调节所述私有信号和所述公共信号的功率因子，得到使接收端先译码所述公共信号，后译码所述私有信号的目标信号，包括：
按照第二表达式计算平均和速率
所述第二表达式为：其中，表示序号为j的接收端可达到的平均私有速率，
表示第1个随机变量的方差，P表示最大发射功率，t表示公共信号和私有信号的功率分配因子，t∈(0,1]；B表示信道状态信息的量化比特数，Nt表示发射天线数，Nr表示接收天线数，表示噪声方差，表示第2个随机变量的方差，Ei(·)表示指数积分函数，表示序号为j的接收端达到的平均公共速率，
i表示3个不同随机变量方差值的索引，mi表示方差为序号为i的方差值的随机变量对应的个数，当i＝1时，m1＝1，当i＝2时，m2＝K，当i＝3时，m3＝1；q表示具有相同方差值的随机变量的索引，w表示排在第q个随机变量之前的随机变量索引，h表示排在序号为w的随机变量之前的随机变量索引，2F2是广义超几何级数，C是欧拉常数；η1表示第1个随机变量方差值，η2表示第2个随机变量方差值，η3表示第3个随机变量方差值，Ξ3(i,q,m1,m2,m3,η1,η2,η3)表示方差为第i个方差值、第q个加数项的权重值，K表示发射端或接收端的总数目；
在满足预设条件的情况下，获得使所述平均和速率最大化的功率因子，所述预设条件为：功率因子t处于大于或等于1且小于1的条件。
进一步地，所述分别调节所述私有信号和所述公共信号的功率因子，包括：
按照第三表达式计算中断概率所述第三表达式：
其中，表示序号为k的接收端接收的私有信号p的私有速率，B表示信道状态信息的量化比特数，P表示最大发射功率，t表示公共信号和私有信号的功率分配因子，t∈(0,1]；Nt表示发射天线数，Nr表示接收天线数，表示噪声方差，K表示发射端或接收端的总数目；
在满足预设条件的情况下，获得使所述中断概率最小化的功率因子，其中，所述预设条件为：功率因子t处于大于或等于1且小于1的条件。
进一步地，当采用相移键控进行调制时，所述分别调节所述私有信号和所述公共信号的功率因子，包括：
按照第四表达式计算公共信号c的平均误符号率
所述第四表达式为：
其中，κc和ωc分别表示公共信号c的调制幅度和相位参数，Mc表示公共信号c的调制阶数，GPSK(Mc,·)表示采用Mc阶PSK调制的平均误符号率函数，P表示最大发射功率，t表示公共信号和私有信号的功率分配因子，t∈(0,1]，Nt表示发射天线数，Nr表示接收天线数，表示噪声方差，K表示发射端或接收端的总数目；
按照第五表达式计算私有信号p的平均误符号率；
所述第五表达式为：
其中，κp和ωp分别表示私有信号p的调制幅度和相位参数，Mp表示私有信息的调制阶数，GPSK(Mp,·)表示采用Mp阶PSK调制的平均误符号率函数；
在满足预设条件的情况下，获得使公共信号和私有信号的平均误符号率均达到最小化的功率因子，其中，所述预设条件为：功率因子t处于大于或等于1且小于1的条件。
进一步地，当采用正交幅度调制时，所述分别调节所述私有信号和所述公共信号的功率因子，包括：
按照第六表达式计算公共信号c的平均误符号率；
所述第六表达式为：
其中，GQAM(Mc,·)表示采用Mc阶QAM调制的平均误符号率函数，κc和ωc分别表示公共信号的调制幅度和相位参数，Mc表示公共信号的调制阶数，B表示信道状态信息的量化比特数，P表示最大发射功率，t表示公共信号和私有信号的功率分配因子，t∈(0,1]；K表示发射端或接收端的总数目，Nt表示发射天线数，Nr表示接收天线数；
按照第七表达式计算私有信息的平均误符号率；
所述第七表达式为：
其中，GQAM(Mp,·)表示采用Mp阶QAM调制的平均误符号率函数，κp和ωp为私有信息的调制参数，Mp表示私有信息的调制阶数，GPSK(Mp,·)表示采用Mp阶PSK调制的平均误符号率函数；
在满足预设条件的情况下，获得使公共信号和私有信号的平均误符号率均达到最小化的功率因子，其中，所述预设条件为：功率因子t处于大于或等于1且小于1的条件。
一种基于速率分拆的信号接收方法，应用于接收端，所述方法包括：
接收发射端发送的目标信号；其中，所述目标信号包括一个由多个公共消息合并成的超级公共消息编码调制获得的公共信号和所述发射端自身的私有消息编码调制获得的私有信号；
对所述目标信号进行迫零删除干扰，得到无干扰信号；
对所述无干扰信号中的公共信号进行译码，得到译码后的公共信号；
对从所述无干扰信号中滤除译码后的公共信号得到的私有信号进行译码，得到译码后的私有信号；
对译码后的公共信号和所述私有信号进行解码解调处理，得到一个私有消息和多个公共消息。
进一步地，所述对所述目标信号进行迫零删除干扰，得到无干扰信号，包括：
按照第八表达式对所述目标信号进行迫零删除干扰，得到无干扰信号；
所述第八表达式为：
其中，Hk,j表示序号为j的发射端到序号为k的接收端的信道矩阵，uk表示序号为k的接收端的迫零处理向量；表示序号为j的发射端的私有信号波束赋形向量，K表示发射端或接收端的总数目。
一种基于速率分拆的信号传输装置，应用于发射端，所述装置包括：
公共消息获得模块，用于获得多个公共消息，并将所述公共消息合并成一个超级公共消息；
编码调制处理模块，用于分别对自身的一个私有消息和所述超级公共消息进行编码调制处理，获得私有信号和公共信号；
调整模块，用于通过波束赋形技术，将所述私有信号的传输方向与所述公共信号的传输方向调整成一致；
目标信号获得模块，用于分别调节所述私有信号和所述公共信号的功率因子，得到使接收端先译码所述公共信号，后译码所述私有信号的目标信号，并向所述接收端发送所述目标信号。
一种基于速率分拆的信号接收装置，应用于接收端，所述装置包括：
目标信号接收模块，用于接收发射端发送的目标信号；其中，所述目标信号包括一个由多个公共消息合并成的超级公共消息编码调制获得的公共信号和所述发射端自身的私有消息编码调制获得的私有信号；
无干扰信号得到模块，用于对所述目标信号进行迫零删除干扰，得到无干扰信号；
译码处理模块，用于对所述无干扰信号中的公共信号进行译码，得到译码后的公共信号；
私有信号得到模块，用于对从所述无干扰信号中滤除译码后的公共信号得到的私有信号进行译码，得到译码后的私有信号；
解码解调模块，用于对译码后的公共信号和所述私有信号进行解码解调处理，得到一个私有消息和多个公共消息。
本发明实施例又提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述任一所述的一种基于速率分拆的信号传输方法。
本发明实施例又提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述任一所述的一种基于速率分拆的信号接收方法。
本发明实施例再提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述任一所述的一种基于速率分拆的信号传输方法。
本发明实施例再提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述任一所述的一种基于速率分拆的信号接收方法。
本发明实施例提供一种基于速率分拆的信号传输、接收方法及装置，该方法通过速率分拆技术将待发送的消息拆分成私有消息和公共消息，并将多个公共消息合并为超级公共消息然后将私有消息和超级公共消息进行编码调制处理后的私有信号和公共信号的传输方向通过波束赋形技术调整成一致，并分别调节私有信号和公共信号的功率因子，得到向接收端发送所述目标信号。本发明实施例采用信号对齐技术将私有信号的传输方向与公共信号的传输方向调整成一致，将私有信号造成的干扰进行对齐和迫零删除，并调节了私有信号和公共信号的功率因子，使得接收端先译码目标信号中的公共信号，后译码目标信号中的私有信号。由于公共信号的可译码性只与功率因子相关，与传输方向无关，可采用随机波束赋形进行传输，因此大大降低了干扰对齐技术对高精度CSI的依赖性，进而能提高干扰对齐对误差CSI的鲁棒性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明实施例提供的一种基于速率分拆的基于速率分拆的信号传输方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种基于速率分拆的基于速率分拆的信号接收方法的流程示意图；
图3为现有技术和本发明实施例提供的方案关于SNR的变化曲线对比的仿真图；
图4为本发明实施例提供的平均和速率关于量化比特数的变化曲线对比的仿真图；
图5为信号对齐对速率分拆中断概率的影响的示意图；
图6(a)为SIA-RS在不同的调制方式下的第一种误码率性能的示意图；
图6(b)为SIA-RS在不同的调制方式下的第二种误码率性能的示意图；
图7为本发明实施例提供的一种基于速率分拆的基于速率分拆的信号传输装置的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种基于速率分拆的基于速率分拆的信号接收装置的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的一种电子设备。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述。
参见图1，图1为本发明实施例提供的一种基于速率分拆的信号的传输方法的流程示意图，应用于发射端，所述方法包括：
S101，获得多个公共消息，并将所述公共消息合并成一个超级公共消息。
其中，上述多个公共消息分别来源于上述发射端自身的一个公共消息，还有除上述发射端之外的多个发射端自身的公共消息，也就是说，一个发射端对应一个公共消息。
上述超级公共消息是上述的多个公共消息的集合，也可以是一个由多个公共消息压缩成的数据包。超级公共消息可以降低多层连续干扰删除(Successive InterferenceCancellation，SIC)带来的高复杂度和误差传播。
另外，对于多小区系统来说，为了构成超级公共消息，可以通过基站(BaseStation，BS)之间的回程链路共享公共消息，也可以将共享后的公共消息事先存储在一个列表里，多个发射端均存储该列表或共享该列表。
在本发明的一个实施例中，在S101之前，还包括如下步骤：
采用速率分拆技术，将待传输的消息拆分成一个私有消息和一个公共消息。
上述待传输的消息由上述发射端自身的私有消息和自身的公共消息组成。
可见，本实施例通过将待传输的消息拆分成一个私有消息和一个公共消息可以快速获得该发射端自身的私有消息和公共消息。
S102，分别对自身的一个私有消息和所述超级公共消息进行编码调制处理，获得私有信号和公共信号。
其中，上述自身的一个私有消息是指发射端自身的一个私有消息。
上述编码调制处理是解决无线通信中载波频段选择、信号调制方式、数据传输速率和编码方式等，并通过天线进行节点间、节点与基站间数据的收发。
S103，通过波束赋形技术，将所述私有信号的传输方向与所述公共信号的传输方向调整成一致。
其中，波束赋形技术既可以用于信号发射端，又可以用于信号接收端。而应用于发射端时，本步骤的波束赋形技术是通过调整私有信号和共有信号相位阵列的基本单元的参数，使得某些角度的私有信号的传输方向和公共信号的传输方向一致。
BS的鲁棒性主要来自于公共信号的波束赋形设计对CSI的准确度敏感性较低，为了解决上述问题，在本发明的一个实施例中，S103的具体实现方式包括如下步骤：
通过波束赋形技术，按照第一表达式将所述私有信号的传输方向与所述公共信号的传输方向调整成一致；
所述第一表达式为：
其中，上标(c)表示公共信号，表示序号为k的发射端私有信号p的波束赋形向量，v(c)表示超级公共信号的波束赋形向量，Hk,k表示序号为k的发射端到序号为k的接收端的信道矩阵，Hk表示序号为l到序号为K的发射端到序号为k的接收端的信道矩阵，K表示发射端或接收端的总数目。
表示序号为k的发射端私有信号p的波束赋形向量，表示复数域，表示超级公共信号的波束赋形向量，(·)H表示共轭转置运算，为序号为k的发射端到序号为k的接收端的信道矩阵；为序号为l到序号为K的发射端到序号为k的接收端的信道矩阵，Hk,1表示序号为1的发射端到序号为k的接收端的信道矩阵，Hk,K表示序号为K的发射端到序号为k的接收端的信道矩阵。
本步骤是用与信道无关的随机波束赋形向量v(c)发送公共信号，并满足公共信号的发射功率约束条件‖v(c)‖2＝K；然后，所有公共信号和私有信号空间进行对齐，即
对于理想的CSI，发射端发射的公共信号和私有信号进行对齐，span(·)表示向量张成空间，
其中，为正实数，用于调节发射功率满足约束条件， j为任一个发射端或接收端的序号，为所有发射端或接收端的序号集合。假设Nt＝Nr，在中的等号两边左乘信道矩阵的逆得到私有波束赋形向量。
由以上私有信号和公共信号对齐过程可见，公共信号的波束赋形向量可以看作随机对齐参考向量。
可见，本实施例按照第一表达式将所述私有信号的传输方向与所述公共信号的传输方向调整成一致，可以降低BS的鲁棒性，并能够提高公共信号的波束赋形设计对CSI的准确度。
S104，分别调节所述私有信号和所述公共信号的功率因子，得到使接收端先译码所述公共信号，后译码所述私有信号的目标信号，并向所述接收端发送所述目标信号。
接收端在接收本步骤的目标信号时，会先对公共信号进行译码，后再译码所述私有信号，以使译码后的公共信号和私有信号可以进行分离。
本步骤通过调节私有信号和公共信号的功率因子，实现速率分拆(RateSplitting，RS)的SIC译码。
接收端k译码公共信号可获得的信干噪比(Signal-to-Interference-plus-NoiseRatio，SINR)为：
其中，为了保证所有接收端都可以译码出公共信号，公共信号的SINR应该设为所有接收端可获得公共信干噪比SINR的最小值，即假设公共信号无差错译码，则可获得的私有信干噪比SINR为：则公共信号和私有信号的遍历速率可以表示为功率分配因子的函数，即，和
在本发明的一个实施例中，实现S104的具体实现方式可以包括如下步骤A1和步骤A2：
步骤A1，按照第二表达式计算平均和速率；
所述第二表达式为：
其中，表示序号为j的接收端可达到的平均私有速率， 表示第1个随机变量的方差，P表示最大发射功率，t表示公共信号和私有信号的功率分配因子，t∈(0,1]；B表示信道状态信息的量化比特数，Nt表示发射天线数，Nr表示接收天线数，表示噪声方差，表示第2个随机变量的方差，，Ei(·)表示指数积分函数，表示序号为j的接收端达到的平均公共速率，
i表示3个不同随机变量方差值的索引，mi表示方差为序号为i的方差值的随机变量对应的个数，当i＝1时，m1＝1，当i＝2时，m2＝K，当i＝3时，m3＝1；q表示具有相同方差值的随机变量的索引，w表示排在第q个随机变量之前的随机变量索引，表示排在序号为w的随机变量之前的随机变量索引，2F2是广义超几何级数，C是欧拉常数；η1表示第1个随机变量方差值，η2表示第2个随机变量方差值，η3表示第3个随机变量方差值，Ξ3(i,q,m1,m2,m3,η1,η2,η3)表示方差为第i个方差值、第q个加数项的权重值，K表示发射端或接收端的总数目，为ηi的次幂；
Ei(·)表示指数积分函数， 表示序号为j的接收端可达到的平均公共速率，
U(·)表示单位阶跃函数，U(·≥0)＝1，U(·<0)＝1，l1表示排在序号为q的随机变量之后的具有相同方差值的随机变量的索引。
不同的随机变量可能有相同的方差值，i是所有不同方差值构成的序列中第i个方差值的索引。
本步骤中的第二表达式给出了平均和速率在CSI存在量化误差条件下的表达式。
由于速率分拆多传输了一个不依赖CSI精度的公共信息流，带来的复用增益。同时，由于公共信号和私有信号进行对齐更有利于SIC译码，所以信号对齐可以明显提升速率分拆性能。因此，RS相比于IA具有更强的鲁棒性，对CSI误差敏感性较低，而对齐思想可以进一步提高RS的SIC译码的准确性，带来和速率性能上的提升。
步骤A2，在满足预设条件的情况下，获得使所述平均和速率最大化的功率因子，所述预设条件为：功率因子t处于大于或等于1且小于1的条件。
本步骤将所述平均和速率最大化作为优化目标，以预设条件为边界条件，得到满足预设条件下达到优化目标的功率因子。
可见，本实施例按照第二表达式计算平均和速率，并在满足预设条件的情况下，获得使所述平均和速率最大化的功率因子，平均和速率分拆可以有效地提高干扰对齐的鲁棒性，且能提高RS的SIC译码的准确性，带来和速率性能上的提升。
对于时延敏感网络，发射端以固定的速率发送消息，在本发明实施例的一个实施例中，实现S104的具体实现方式还可以包括如下步骤B1～B2：
步骤B1，按照第三表达式计算中断概率
所述第三表达式：
其中，表示序号为k的接收端接收的私有信号p的私有速率，B表示信道状态信息的量化比特数，P表示最大发射功率，t表示公共信号和私有信号的功率分配因子，t∈(0,1]；Nt表示发射天线数，Nr表示接收天线数，表示噪声方差，K表示发射端或接收端的总数目；
exp(·)为以底数为e的对数函数。
步骤B2，在满足预设条件的情况下，获得使所述中断概率最小化的功率因子，其中，所述预设条件为：功率因子t处于大于或等于1且小于1的条件。
本步骤将所述中断概率最小化作为优化目标，以预设条件为边界条件，得到满足预设条件下达到优化目标的功率因子。
可见，本实施例按照第三表达式计算中断概率，并在满足预设条件的情况下，获得使中断概率最小化的功率因子，一方面，由于RS采用了SIC译码因此较大程度上增加了系统中断的可能性，另一方面，私有信号和公共信号的对齐对于降低中断概率有显著作用。因此，IA相比于RS具有更高的可靠性，且上述对齐有助于提升RS的中断性能。
公共信号和私有信号可以进行不同的调制方式：当采用相移键控(Phase ShiftKeying，PSK)进行调制时，在本发明的一个实施例中，实现S104的具体实现方式包括如下步骤C1～C3：
步骤C1，按照第四表达式计算公共信号c的平均误符号率；
所述第四表达式为：
其中，κc和ωc分别表示公共信号c的调制幅度和相位参数，Mc表示公共信号c的调制阶数，GPSK(Mc,·)表示采用Mc阶PSK调制的平均误符号率函数，P表示最大发射功率，t表示公共信号和私有信号的功率分配因子，t∈(0,1]，Nt表示发射天线数，Nr表示接收天线数，表示噪声方差，K表示发射端或接收端的总数目；
GPSK（Mc，·）为
γc表示公共信号c的信干噪比，x表示调制相位。
步骤C2，按照第五表达式计算私有信号p的平均误符号率；
所述第五表达式为：
其中，κp和ωp分别表示私有信号p的调制幅度和相位参数，Mp表示私有信息的调制阶数，GPSK(Mp,·)表示采用Mp阶PSK调制的平均误符号率函数；
GPSK(Mp，·）为
γp表示私有信息的信干噪比。
步骤C3，在满足预设条件的情况下，获得使公共信号和私有信号的平均误符号率均达到最小化的功率因子，其中，所述预设条件为：功率因子t处于大于或等于1且小于1的条件。
本步骤将公共信号和私有信号的平均误符号率均达到最小化作为优化目标，以预设条件为边界条件，得到满足预设条件下达到优化目标的功率因子。
可见，本实施例当采用相移键控进行调制时，分别按照第四表达式和第五表达式分别计算公共信号和私有信号的平均误符号率，并在满足预设条件的情况下，获得使中断概率最小化的功率因子能够降低系统的中断概率。
当采用正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation，QAM)进行调制时，在本发明的一个实施例中，实现S104的具体实现方式包括如下步骤D1～D3：
步骤D1，按照第六表达式计算公共信号c的平均误符号率；
所述第六表达式为：
其中，GQAM(Mc,·)表示采用Mc阶QAM调制的平均误符号率函数，κc和ωc分别表示公共信号的调制幅度和相位参数，Mc表示公共信号的调制阶数，B表示信道状态信息的量化比特数，P表示最大发射功率，t表示公共信号和私有信号的功率分配因子，t∈(0,1]；K表示发射端或接收端的总数目，Nt表示发射天线数，Nr表示接收天线数；
步骤D2，按照第七表达式计算私有信息的平均误符号率；
所述第七表达式为：
其中，GQAM(Mp,·)表示采用Mp阶QAM调制的平均误符号率函数，κp和ωp为私有信息的调制参数，Mp表示私有信息的调制阶数，GPSK(Mp,·)表示采用Mp阶PSK调制的平均误符号率函数；
GQAM(Mp，·)为
步骤D3，在满足预设条件的情况下，获得使公共信号和私有信号的平均误符号率均达到最小化的功率因子，其中，所述预设条件为：功率因子t处于大于或等于1且小于1的条件。
本步骤将公共信号和私有信号的平均误符号率均达到最小化作为优化目标，以预设条件为边界条件，得到满足预设条件下达到优化目标的功率因子。
可见，本实施例分别按照第六表达式和第七表达式分别计算公共信号和私有信号的平均误符号率，并在满足预设条件的情况下，获得使误符号率最小化的功率因子，能够获得可靠性传输CSI。
由上述两种不同调制方式可知，公共信号通常SINR较大，在保证一定门限的前提下可以采用阶数较高的调制方式以提高效率；私有信号SINR较低，需要采用阶数较低的调制以保证准确性。
由此可见，本发明实施例提供一种基于速率分拆的信号传输、接收方法及装置，该方法通过速率分拆技术将待发送的消息拆分成私有消息和公共消息，并将多个公共消息合并为超级公共消息波束赋形技术，然后将私有消息和超级公共消息进行编码调制处理后的私有信号和公共信号的传输方向通过波束赋形技术调整成一致，并分别调节私有信号和公共信号的功率因子，得到向接收端发送所述目标信号。相对于现有技术，本发明实施例采用信号对齐技术将私有信号的传输方向与公共信号的传输方向调整成一致，将私有信号造成的干扰进行对齐和迫零删除，并调节了私有信号和公共信号的功率因子，使得接收端先译码目标信号中的公共信号，后译码目标信号中的私有信号。由于公共信号的可译码性只与功率因子相关，与传输方向无关，可采用随机波束赋形进行传输，因此大大降低了干扰对齐技术对高精度CSI的依赖性，进而能提高干扰对齐对误差CSI的鲁棒性。
参见图2，图2为本发明实施例提供的一种基于速率分拆的信号接收方法的流程示意图，应用于接收端，所述方法包括：
S201，接收发射端发送的目标信号；其中，所述目标信号包括一个由多个公共消息合并成的超级公共消息编码调制获得的公共信号和所述发射端自身的私有消息编码调制获得的私有信号。
其中，目标信号中的私有信号是发送该目标信号的发射端自身的私有信号。
公共信号是由包括发送该目标信号的发射端自身的公共消息和其他发射端各自的公共消息。
上述多个公共消息分别来源于上述发射端自身的一个公共消息，还有除上述发射端之外的多个发射端自身的公共消息，也就是说，一个发射端对应一个公共消息。
上述超级公共消息是上述的多个公共消息的集合，也可以是一个由多个公共消息压缩成的数据包。超级公共消息可以降低多层连续干扰删除带来的高复杂度和误差传播。
另外，对于多小区系统来说，为了构成超级公共消息，可以通过BS之间的回程链路共享公共消息，也可以将共享后的公共消息事先存储在一个列表里，多个发射端均存储该列表或共享该列表。
S202，对所述目标信号进行迫零删除干扰，得到无干扰信号。
其中，迫零删除干扰是指通过乘以一个接收权重，将对齐的干扰信号映射到有用信号的零空间内，从而使得干扰信号为零。
从上述目标信号中滤除掉干扰信号，剩下的目标信号就是无干扰信号。
在本发明的一个实施例中，实现S202的一种具体实现方式可以包括如下步骤：
按照第八表达式对所述目标信号进行迫零删除干扰，得到无干扰信号；
所述第八表达式为：
其中，Hk,j表示序号为j的发射端到序号为k的接收端的信道矩阵，uk表示序号为k的接收端的迫零处理向量；表示序号为j的发射端的私有信号波束赋形向量。
可见，本实施例通过按照第八表达式对所述目标信号进行迫零删除干扰，得到无干扰信号，能够滤除目标信号的干扰噪声，提高目标信号的准确度。
S203，对所述无干扰信号中的公共信号进行译码，得到译码后的公共信号。
基于对S202的分析可知无干扰信号为滤除噪声的目标信号，该干扰信号包括公共信号和私有信号，且该公共信号是由多个公共信号构成的一个超级公共信号，这样，基于目标信号的特点，则接收器会首先译码该干扰信号的公共信号，得到译码后的超级公共信号。
S204，对从所述无干扰信号中滤除译码后的公共信号得到的私有信号进行译码，得到译码后的私有信号。
无干扰信号包括公共信号和一个私有信号，可知在删除公共信号后，便能得到一个私有信号。
S205，对所述超级公共信号和所述私有信号进行解码解调处理，得到一个私有消息和多个公共消息。
在分别获得超级公共信号和私有信号后，对超级公共信号和私有信号进行解码解调，便得到一个私有消息和多个公共消息。
由此可见，本发明实施例提供的方法通过对发射端发送的目标信号进行迫零删除干扰，得到无干扰信号；并先后对所述无干扰信号中的公共信号和私有信号进行译码，从而对译码后的公共信号和所述私有信号进行解码解调处理，得到一个私有消息和多个公共消息，相对于现有技术，本发明实施例滤除了干扰信号，并对无干扰信号中的公共信号和私有信号分别先后独自进行译码，使得译码后的私有消息和公有消息准确度高，进而能够提高SCI的鲁棒性。
为了使得本发明实施例描述的更加清楚，先结合图3对本发明实施例进行详细描述，具体为：
发射端之间通过回程链路进行数据和CSI的共享以实现数据协作传输。每个发射端首先将待传输消息拆分为公共消息和私有消息两部分，公共消息通过回程链路进行共享，并合并为超级公共消息，私有消息和超级公共消息分别通过调制编码、预编码等数据处理过程通过无线空口传输给本小区内对应用户。
本发明实施例基于平均和速率、中断概率和平均误符号率的表达式对干扰对齐、速率分拆和二者结合方案的性能进行对比和分析
·当t＝1时，不进行信号对齐和速率分拆，进行干扰对齐，即现有技术中的干扰对齐，记作“IA”；
·当t＝1时，不进行速率分拆，进行联合信号和干扰对齐，即为参考信号干扰对齐，记作“SIA”；
·当0<t<1时，不进行信号对齐，进行速率分拆和干扰对齐，即为干扰对齐速率分拆方案，记作“IA-RS”；
·当0<t<1时，进行联合信号和干扰对齐，以及速率分拆，即为提出的基于速率分拆的信号和干扰联合对齐方案，记作“SIA-RS”。
图4给出了不同方案在不同量化比特数下的平均和速率性能关于SNR的变化曲线。首先，平均和速率是关于SNR的增函数，但是在高SNR下，平均和速率趋于平缓，存在增长瓶颈。这是因为在高SNR下，系统为干扰受限，量化误差带来的干扰残留严重限制了速率增长。其次，随着量化比特数的增加，和速率性能会有所提高。量化比特数的增加可以提高CSI的质量，减小误差项，从而提升系统的平均和速率性能。再次，相比于现有技术中不进行速率分拆的干扰对齐方案，即使是在存在量化误差的情况下，进行速率分拆可以明显提升平均和速率的性能。这是由于速率分拆相比于现有技术中的方案多传输一个公共数据流，通过功率分配带来了额外的复用增益。最后，信号对齐可以明显提升速率分拆的性能。虽然信号对齐会带来额外的对齐误差，但是公共信号和私有信号进行对齐更有利于进行SIC译码，信号对齐带来的增益抵消了对齐误差的影响。通过仿真结果和上述分析可知，速率分拆相比于干扰对齐具有更强的鲁棒性，对CSI误差的敏感性较低，同时，对齐思想可以进一步提高速率分拆SIC译码的准确性，为其带来和速率性能上的提升。
由图4可见，平均和速率是关于量化比特数的单调递增函数，这是由于量化比特数的增加可以提高CSI的质量，减小误差项，从而提升性能。并且，可以看到相比于干扰对齐方案，速率分拆方案在较低SNR下(SNR＝10dB)带来的增益随着量化比特数的增加而降低，但在较高SNR下(SNR＝25dB)可以保持增益不随B的增加而降低。这说明在较低SNR下，如果CSI质量较高，干扰对齐和速率分拆方案可以获得相当的平均和速率性能；在较高SNR下，为达到相同的性能，速率分拆所需要的比特数要远低于干扰对齐方案，且在任何CSI质量下，速率分拆的性能都优于干扰对齐。这也证明了速率分拆是一种广义自由度最优的鲁棒性方案。
图5、图6(a)和图6(b)分别给出了不同调制方式下私有信息和公共信息的误符号率与SNR之间的关系。由于公共信息分配了较多的功率，具有较大的SINR，所以误符号率较低。而私有信息的SINR较小，误符号率较高。可见，速率分拆提供了一种新型自适应调制方式实现的可能，即公共和私有信息进行不同的调制方式：公共部分的SINR较大，所以在保证一定门限的前提下，可以采用阶数较高的调制方式以提高效率，例如8PSK、16QAM等；私有部分的SINR较小，所以需要采用阶数较低的调制方式以提高准确性，例如BPSK(Binary PSK，二阶PSK)。
与上述基于速率分拆的信号传输方法相对应，本发明实施例还提供了一种基于速率分拆的信号传输装置。
参见图7所示，图7为一种基于速率分拆的信号传输装置的结构示意图，应用于发射端，该装置包括：
公共消息获得模块301，用于获得多个公共消息，并将所述公共消息合并成一个超级公共消息；
编码调制处理模块302，用于分别对自身的一个私有消息和所述超级公共消息进行编码调制处理，获得私有信号和公共信号；
调整模块303，用于通过波束赋形技术，将所述私有信号的传输方向与所述公共信号的传输方向调整成一致；
目标信号获得模块304，用于分别调节所述私有信号和所述公共信号的功率因子，得到使接收端先译码所述公共信号，后译码所述私有信号的目标信号，并向所述接收端发送所述目标信号。
可选的，该装置还可以包括：拆分模块。
该拆分模块，用于采用速率分拆技术，将待传输的消息拆分成一个私有消息和一个公共消息。
可选的，调整模块303具体用于：
通过波束赋形技术，按照第一表达式将所述私有信号的传输方向与所述公共信号的传输方向调整成一致；
所述第一表达式为：
其中，上标(c)表示公共信号，表示序号为k的发射端私有信号p的波束赋形向量，v(c)表示超级公共信号的波束赋形向量，Hk,k表示序号为k的发射端到序号为k的接收端的信道矩阵，Hk表示序号为l到序号为K的发射端到序号为k的接收端的信道矩阵，K表示发射端或接收端的总数目。
可选的，目标信号获得模块304可以包括：
平均和速率计算子模块，用于按照第二表达式计算平均和速率
所述第二表达式为：
其中，表示序号为j的接收端可达到的平均私有速率， 表示第1个随机变量的方差，P表示最大发射功率，t表示公共信号和私有信号的功率分配因子，t∈(0,1]；B表示信道状态信息的量化比特数，Nt表示发射天线数，Nr表示接收天线数，表示噪声方差，表示第2个随机变量的方差，，Ei(·)表示指数积分函数，表示序号为j的接收端达到的平均公共速率，i表示3个不同随机变量方差值的索引，mi表示方差为序号为i的方差值的随机变量对应的个数，当i＝1时，m1＝1，当i＝2时，m2＝K，当i＝3时，m3＝1；q表示具有相同方差值的随机变量的索引，w表示排在第q个随机变量之前的随机变量索引，h表示排在序号为w的随机变量之前的随机变量索引，2F2是广义超几何级数，C是欧拉常数；η1表示第1个随机变量方差值，η2表示第2个随机变量方差值，η3表示第3个随机变量方差值，Ξ3(i,q,m1,m2,m3,η1,η2,η3)表示方差为第i个方差值、第q个加数项的权重值，K表示发射端或接收端的总数目；
功率因子第一获得子模块，用于在满足预设条件的情况下，获得使所述平均和速率最大化的功率因子，所述预设条件为：功率因子t处于大于或等于1且小于1的条件。
可选的，目标信号获得模块304可以包括：
中断概率计算子模块，用于按照第三表达式计算中断概率Pk o；
所述第三表达式：
其中，表示序号为k的接收端接收的私有信号p的私有速率，B表示信道状态信息的量化比特数，P表示最大发射功率，t表示公共信号和私有信号的功率分配因子，t∈(0,1]；Nt表示发射天线数，Nr表示接收天线数，表示噪声方差，K表示发射端或接收端的总数目；
功率因子第二获得子模块，用于在满足预设条件的情况下，获得使所述中断概率最小化的功率因子，其中，所述预设条件为：功率因子t处于大于或等于1且小于1的条件。
可选的，当采用相移键控进行调制时，目标信号获得模块304可以包括：
平均误符号率第一计算子模块，用于按照第四表达式计算公共信号c的平均误符号率；
所述第四表达式为：
其中，κc和ωc分别表示公共信号c的调制幅度和相位参数，Mc表示公共信号c的调制阶数，GPSK(Mc,·)表示采用Mc阶PSK调制的平均误符号率函数，P表示最大发射功率，t表示公共信号和私有信号的功率分配因子，t∈(0,1]，Nt表示发射天线数，Nr表示接收天线数，表示噪声方差，K表示发射端或接收端的总数目；
平均误符号率第二计算子模块，用于按照第五表达式计算私有信号p的平均误符号率；
所述第五表达式为：
其中，κp和ωp分别表示私有信号p的调制幅度和相位参数，Mp表示私有信息的调制阶数，GPSK(Mp,·)表示采用Mp阶PSK调制的平均误符号率函数；
功率因子第三获得子模块，用于在满足预设条件的情况下，获得使公共信号和私有信号的平均误符号率均达到最小化的功率因子，其中，所述预设条件为：功率因子t处于大于或等于1且小于1的条件。
可选的，当采用正交幅度调制时，目标信号获得模块304可以包括：：
平均误符号率第三计算子模块，用于按照第六表达式计算公共信号c的平均误符号率；
所述第六表达式为：
其中，表示采用Mc阶QAM调制的平均误符号率，
其中，GQAM(Mc,·)表示采用Mc阶QAM调制的平均误符号率函数，κc和ωc分别表示公共信号的调制幅度和相位参数，Mc表示公共信号的调制阶数，B表示信道状态信息的量化比特数，P表示最大发射功率，t表示公共信号和私有信号的功率分配因子，t∈(0,1]；K表示发射端或接收端的总数目，Nt表示发射天线数，Nr表示接收天线数；
平均误符号率第四计算子模块，用于按照第七表达式计算私有信息的平均误符号率；
所述第七表达式为：
其中，GQAM(Mp,·)表示采用Mp阶QAM调制的平均误符号率函数，κp和ωp为私有信息的调制参数，Mp表示私有信息的调制阶数，GPSK(Mp,·)表示采用Mp阶PSK调制的平均误符号率函数；
功率因子第四获得子模块，用于在满足预设条件的情况下，获得使公共信号和私有信号的平均误符号率均达到最小化的功率因子，其中，所述预设条件为：功率因子t处于大于或等于1且小于1的条件。
由此可见，本发明实施例提供的基于速率分拆的信号传输装置通过速率分拆技术将待发送的消息拆分成私有消息和公共消息，并将多个公共消息合并为超级公共消息然后将私有消息和超级公共消息进行编码调制处理后的私有信号和公共信号的传输方向通过波束赋形技术调整成一致，并分别调节私有信号和公共信号的功率因子，得到向接收端发送所述目标信号。本发明实施例采用信号对齐技术将私有信号的传输方向与公共信号的传输方向调整成一致，将私有信号造成的干扰进行对齐和迫零删除，并调节了私有信号和公共信号的功率因子，使得接收端先译码目标信号中的公共信号，后译码目标信号中的私有信号。由于公共信号的可译码性只与功率因子相关，与传输方向无关，可采用随机波束赋形进行传输，因此大大降低了干扰对齐技术对高精度CSI的依赖性，进而能提高干扰对齐对误差CSI的鲁棒性。
与上述基于速率分拆的信号接收方法相对应，本发明实施例还提供了一种基于速率分拆的信号接收装置。
参见图8所示，图8为一种基于速率分拆的信号接收装置的结构示意图，应用于接收端，该装置包括：
目标信号接收模块401，用于接收发射端发送的目标信号；其中，所述目标信号包括一个由多个公共消息合并成的超级公共消息编码调制获得的公共信号和所述发射端自身的私有消息编码调制获得的私有信号；
无干扰信号得到模块402，用于对所述目标信号进行迫零删除干扰，得到无干扰信号；
译码处理模块403，用于对从所述无干扰信号中滤除译码后的公共信号得到的私有信号进行译码，得到译码后的私有信号；
私有信号得到模块404，用于对从所述无干扰信号中滤除译码后的公共信号得到的私有信号进行译码，得到译码后的私有信号；
解码解调模块405，用于对译码后的公共信号和所述私有信号进行解码解调处理，得到一个私有消息和多个公共消息。
可选的，该无干扰信号得到模块402具体同于：
按照第八表达式对所述目标信号进行迫零删除干扰，得到无干扰信号；
所述第八表达式为：
其中，Hk,j表示序号为j的发射端到序号为k的接收端的信道矩阵，uk表示序号为k的接收端的迫零处理向量；表示序号为j的发射端的私有信号波束赋形向量，K表示发射端或接收端的总数目。
由此可见，本发明实施例提供的基于速率分拆的信号接收装置通过对发射端发送的目标信号进行迫零删除干扰，得到无干扰信号；并先后对所述无干扰信号中的公共信号和私有信号进行译码，从而对译码后的公共信号和所述私有信号进行解码解调处理，得到一个私有消息和多个公共消息，相对于现有技术，本发明实施例滤除了干扰信号，并对无干扰信号中的公共信号和私有信号分别先后独自进行译码，使得译码后的私有消息和公有消息准确度高，进而能够提高SCI的鲁棒性。
本发明实施例还提供了一种电子设备，如图9所示，包括处理器501、通信接口502、存储器503和通信总线504，其中，处理器501，通信接口502，存储器503通过通信总线504完成相互间的通信，
存储器503，用于存放计算机程序；
处理器501，用于执行存储器503上所存放的程序时，实现本发明实施例提供的一种基于速率分拆的信号传输方法或/和一种基于速率分拆的信号接收方法。
具体的，上述一种基于速率分拆的信号传输方法，应用于发射端，所述方法包括：
获得多个公共消息，并将所述公共消息合并成一个超级公共消息；
分别对自身的一个私有消息和所述超级公共消息进行编码调制处理，获得私有信号和公共信号；
通过波束赋形技术，将所述私有信号的传输方向与所述公共信号的传输方向调整成一致；
分别调节所述私有信号和所述公共信号的功率因子，得到使接收端先译码所述公共信号，后译码所述私有信号的目标信号，并向所述接收端发送所述目标信号。
由此可见，执行本实施例提供的电子设备，通过波束赋形技术，将私有消息和超级公共消息进行编码调制处理后的私有信号和公共信号的传输方向调整成一致，并分别调节私有信号和公共信号的功率因子，得到向接收端发送所述目标信号。相对于现有技术，本发明实施例不仅将所述私有信号的传输方向与所述公共信号的传输方向调整成一致，还调节了私有信号和公共信号的功率因子，使得接收端先译码目标信号中的公共信号，后译码目标信号中的私有信号，这样，接收端对目标信号进行了私有信号和公有信号的拆分，弥补了网络中的CSI存在误差，进而能够提高SCI的鲁棒性。
上述的相关内容基于速率分拆的信号传输方法的实施方式与前述方法实施例部分提供的信号传输的管理方式相同，这里不再赘述。
或/和，
具体的，上述一种基于速率分拆的信号接收方法，应用于发送端，所述方法包括：
接收发射端发送的目标信号；其中，所述目标信号包括一个由多个公共消息合并成的超级公共消息编码调制获得的公共信号和所述发射端自身的私有消息编码调制获得的私有信号；
对所述目标信号进行迫零删除干扰，得到无干扰信号；
对所述无干扰信号中的公共信号进行译码，得到译码后的公共信号；
对从所述无干扰信号中滤除译码后的公共信号得到的私有信号进行译码，得到译码后的私有信号；
对译码后的公共信号和所述私有信号进行解码解调处理，得到一个私有消息和多个公共消息。
由此可见，执行本实施例提供的电子设备，通过对发射端发送的目标信号进行迫零删除干扰，得到无干扰信号；并先后对所述无干扰信号中的公共信号和私有信号进行译码，从而对译码后的公共信号和所述私有信号进行解码解调处理，得到一个私有消息和多个公共消息，相对于现有技术，本发明实施例滤除了干扰信号，并对无干扰信号中的公共信号和私有信号分别先后独自进行译码，使得译码后的私有消息和公有消息准确度高，进而能够提高SCI的鲁棒性。
上述的相关内容基于速率分拆的信号接收方法的实施方式与前述方法实施例部分提供的信号接收的管理方式相同，这里不再赘述。
上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一上述的基于速率分拆的信号传输方法，或/和，上述实施例中任一上述的基于速率分拆的信号接收方法。
在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一上述的基于速率分拆的信号传输方法，或/和，上述实施例中任一上述的基于速率分拆的信号接收方法。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于电子设备、存储介质和程序产品实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于速率分拆的基于速率分拆的信号传输方法，其特征在于，应用于发射端，所述方法包括：
获得多个公共消息，并将所述公共消息合并成一个超级公共消息；
分别对自身的一个私有消息和所述超级公共消息进行编码调制处理，获得私有信号和公共信号；
通过波束赋形技术，将所述私有信号的传输方向与所述公共信号的传输方向调整成一致；
分别调节所述私有信号和所述公共信号的功率因子，得到使接收端先译码所述公共信号，后译码所述私有信号的目标信号，并向所述接收端发送所述目标信号。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过波束赋形技术，将所述私有信号的传输方向与所述公共信号的传输方向调整成一致，包括：
通过波束赋形技术，按照第一表达式将所述私有信号的传输方向与所述公共信号的传输方向调整成一致；
所述第一表达式为：
其中，上标(c)表示公共信号，表示序号为k的发射端私有信号p的波束赋形向量，v(c)表示超级公共信号的波束赋形向量，Hk,k表示序号为k的发射端到序号为k的接收端的信道矩阵，Hk表示序号为l到序号为K的发射端到序号为k的接收端的信道矩阵，K表示发射端或接收端的总数目。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述分别调节所述私有信号和所述公共信号的功率因子，得到使接收端先译码所述公共信号，后译码所述私有信号的目标信号，包括：
按照第二表达式计算平均和速率
所述第二表达式为：
其中，表示序号为j的接收端可达到的平均私有速率， 表示第1个随机变量的方差，P表示最大发射功率，t表示公共信号和私有信号的功率分配因子，t∈(0,1]；B表示信道状态信息的量化比特数，Nt表示发射天线数，Nr表示接收天线数，表示噪声方差，表示第2个随机变量的方差，Ei(·)表示指数积分函数，表示序号为j的接收端达到的平均公共速率，i表示3个不同随机变量方差值的索引，mi表示方差为序号为i的方差值的随机变量对应的个数，当i＝1时，m1＝1，当i＝2时，m2＝K，当i＝3时，m3＝1；q表示具有相同方差值的随机变量的索引，w表示排在第q个随机变量之前的随机变量索引，h表示排在序号为w的随机变量之前的随机变量索引，2F2是广义超几何级数，C是欧拉常数；η1表示第1个随机变量方差值，η2表示第2个随机变量方差值，η3表示第3个随机变量方差值，Ξ3(i,q,m1,m2,m3,η1,η2,η3)表示方差为第i个方差值、第q个加数项的权重值，K表示发射端或接收端的总数目；
在满足预设条件的情况下，获得使所述平均和速率最大化的功率因子，所述预设条件为：功率因子t处于大于或等于1且小于1的条件。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述分别调节所述私有信号和所述公共信号的功率因子，包括：
按照第三表达式计算中断概率
所述第三表达式：
其中，表示序号为k的接收端接收的私有信号p的私有速率，B表示信道状态信息的量化比特数，P表示最大发射功率，t表示公共信号和私有信号的功率分配因子，t∈(0,1]；Nt表示发射天线数，Nr表示接收天线数，表示噪声方差，K表示发射端或接收端的总数目；
在满足预设条件的情况下，获得使所述中断概率最小化的功率因子，其中，所述预设条件为：功率因子t处于大于或等于1且小于1的条件。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当采用相移键控进行调制时，所述分别调节所述私有信号和所述公共信号的功率因子，包括：
按照第四表达式计算公共信号c的平均误符号率
所述第四表达式为：
其中，κc和ωc分别表示公共信号c的调制幅度和相位参数，Mc表示公共信号c的调制阶数，GPSK(Mc,·)表示采用Mc阶PSK调制的平均误符号率函数，P表示最大发射功率，t表示公共信号和私有信号的功率分配因子，t∈(0,1]，Nt表示发射天线数，Nr表示接收天线数，表示噪声方差，K表示发射端或接收端的总数目；
按照第五表达式计算私有信号p的平均误符号率；
所述第五表达式为：
其中，κp和ωp分别表示私有信号p的调制幅度和相位参数，Mp表示私有信息的调制阶数，GPSK(Mp,·)表示采用Mp阶PSK调制的平均误符号率函数；
在满足预设条件的情况下，获得使公共信号和私有信号的平均误符号率均达到最小化的功率因子，其中，所述预设条件为：功率因子t处于大于或等于1且小于1的条件。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当采用正交幅度调制时，所述分别调节所述私有信号和所述公共信号的功率因子，包括：
按照第六表达式计算公共信号c的平均误符号率；
所述第六表达式为：
其中，GQAM(Mc,·)表示采用Mc阶QAM调制的平均误符号率函数，κc和ωc分别表示公共信号的调制幅度和相位参数，Mc表示公共信号的调制阶数，B表示信道状态信息的量化比特数，P表示最大发射功率，t表示公共信号和私有信号的功率分配因子，t∈(0,1]；K表示发射端或接收端的总数目，Nt表示发射天线数，Nr表示接收天线数；
按照第七表达式计算私有信息的平均误符号率；
所述第七表达式为：
其中，GQAM(Mp,·)表示采用Mp阶QAM调制的平均误符号率函数，κp和ωp为私有信息的调制参数，Mp表示私有信息的调制阶数，GPSK(Mp,·)表示采用Mp阶PSK调制的平均误符号率函数；
在满足预设条件的情况下，获得使公共信号和私有信号的平均误符号率均达到最小化的功率因子，其中，所述预设条件为：功率因子t处于大于或等于1且小于1的条件。
7.一种基于速率分拆的信号接收方法，其特征在于，应用于接收端，所述方法包括：
接收发射端发送的目标信号；其中，所述目标信号包括一个由多个公共消息合并成的超级公共消息编码调制获得的公共信号和所述发射端自身的私有消息编码调制获得的私有信号；
对所述目标信号进行迫零删除干扰，得到无干扰信号；
对所述无干扰信号中的公共信号进行译码，得到译码后的公共信号；
对从所述无干扰信号中滤除译码后的公共信号得到的私有信号进行译码，得到译码后的私有信号；
对译码后的公共信号和所述私有信号进行解码解调处理，得到一个私有消息和多个公共消息。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述对所述目标信号进行迫零删除干扰，得到无干扰信号，包括：
按照第八表达式对所述目标信号进行迫零删除干扰，得到无干扰信号；
所述第八表达式为：
其中，Hk,j表示序号为j的发射端到序号为k的接收端的信道矩阵，uk表示序号为k的接收端的迫零处理向量；表示序号为j的发射端的私有信号波束赋形向量，K表示发射端或接收端的总数目。
9.一种基于速率分拆的信号传输装置，其特征在于，应用于发射端，所述装置包括：
公共消息获得模块，用于获得多个公共消息，并将所述公共消息合并成一个超级公共消息；
编码调制处理模块，用于分别对自身的一个私有消息和所述超级公共消息进行编码调制处理，获得私有信号和公共信号；
调整模块，用于通过波束赋形技术，将所述私有信号的传输方向与所述公共信号的传输方向调整成一致；
目标信号获得模块，用于分别调节所述私有信号和所述公共信号的功率因子，得到使接收端先译码所述公共信号，后译码所述私有信号的目标信号，并向所述接收端发送所述目标信号。
10.一种基于速率分拆的信号接收装置，其特征在于，应用于接收端，所述装置包括：
目标信号接收模块，用于接收发射端发送的目标信号；其中，所述目标信号包括一个由多个公共消息合并成的超级公共消息编码调制获得的公共信号和所述发射端自身的私有消息编码调制获得的私有信号；
无干扰信号得到模块，用于对所述目标信号进行迫零删除干扰，得到无干扰信号；
译码处理模块，用于对所述无干扰信号中的公共信号进行译码，得到译码后的公共信号；
私有信号得到模块，用于对从所述无干扰信号中滤除译码后的公共信号得到的私有信号进行译码，得到译码后的私有信号；
解码解调模块，用于对译码后的公共信号和所述私有信号进行解码解调处理，得到一个私有消息和多个公共消息。
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