CN113015255A - 一种上行非正交多址接入传输方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种上行非正交多址接入的传输方法，包括：采用移位的方式将经过信道编码后的终端业务信息进行比特级交织处理；之后进行星座调制，根据不同的调制方式，将比特信息映射成符号信息；并进行符号级序列扩展，将M个用户的调制符号经过扩展序列处理后，复用在K个子载波上，M>K；扩展后的数据进行加扰处理，以区分不同基站。本发明在时域、频域、空域基础上引入了非正交多址，带来新的分集增益，通过合理的资源映射和复用、调整终端间的功率和用户组合，可以在相同的时/频/空域资源上同时接入更多的用户，从而提高了系统容量和系统吞吐，减小了用户调度等待时间，同时采用了新的加扰方式，增强了系统安全性，改善了用户体验。

Description

一种上行非正交多址接入传输方法及系统

技术领域

本发明属于无线通信广播技术领域，尤其涉及一种上行非正交多址接入传输方法和系统。

背景技术

传统无线通信中，上行用户的接入多采用用正交多址接入技术，比如时分多址接入(TDMA，Time Division Multiple Access)、频分多址接入(FDMA，Frequency DivisionMultiple Access)和空分多址接入(SDMA，Space Division Multiple Access)。这些正交多址接入方法本质上是对信道的带宽/符号资源行正交划分，从而得到多个相互正交的子信道，每个子信道占用多址接入信道的一部分资源进行信号传输。

这些正交多址接入技术在调度用户数较少时，可以发挥其正常作用，但是随着用户数增加，比如在双向广播系统中，因覆盖范围大，用户众多，会出现资源不够等问题，导致调度效果大大降低，甚至无法调度，从而降低了网络容量和系统吞吐，减少用户调度时延，大大增加了系统时延，恶化了用户体验。

基于以上问题，需要提供一种传输方案，可以在相同的时频和空间资源上传输多个用户的信息，增加系统容量和系统吞吐，减少用户调度时延。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种上行非正交多址接入(NOMA，Non-Orthogonal Multiple Access)传输方案，可以在相同的时频和空间资源上传输多个用户的信息，增加系统容量和系统吞吐，减少用户调度时延，增加传输的安全性，改善用户体验。

本发明提供的一种上行非正交多址接入NOMA的传输方法，包括：采用移位的方式将经过信道编码后的终端UE业务信息进行比特级交织处理；

对交织处理后的业务信息进行星座调制，根据不同的调制方式，将比特信息映射成符号信息；

对调制后的符号进行符号级序列扩展，将M个用户的调制符号经过扩展序列处理后，复用在K个子载波上，M>K；

扩展后的数据进行加扰处理，以区分不同基站。

更适宜地，该方法还包括：

将所述经过非正交多址处理的不同用户的数据，在相同的时域和/或频域和/或空域上进行资源复用。

更适宜地，该传输方法，还包括：

在所述资源复用之前，对加扰处理后的数据进行增益调节或功率控制。

本发明还提供上行非正交多址接入NOMA的传输系统，包括：

交织单元，用于采用移位的方式将经过信道编码后的终端UE业务信息进行比特级交织处理；

调制单元，用于对交织处理后的业务信息进行星座调制，根据不同的调制方式，将比特信息映射成符号信息；

扩展单元，用于对调制后的符号进行符号级序列扩展，将M个用户的调制符号经过扩展序列处理后，复用在K个子载波上，M>K；

加扰单元，用于对扩展后的数据进行加扰处理，以区分不同基站。

更适宜地，该传输系统，还包括：

复用单元，用于将经过前述各单元进行非正交多址处理的不同用户的数据，在相同的时域和/或频域和/或空域上进行资源复用。

更适宜地，该传输系统，还包括：

功率控制单元，对加扰处理后的数据进行增益调节或功率控制。

综上所述，本发明在时域、频域、空域基础上引入了非正交多址，带来新的分集增益，通过合理的资源映射和复用、调整终端间的功率和用户组合，可以在相同的时/频/空域资源上同时接入更多的用户，从而提高了系统容量和系统吞吐，减小了用户调度等待时间，同时采用了新的加扰方式，增强了系统安全性，改善了用户体验。

为了上述以及相关的目的，一个或多个实施例包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明某些示例性方面，并且其指示的仅仅是各个实施例的原则可以利用的各种方式中的一些方式。其它的益处和新颖性特征将随着下面的详细说明结合附图考虑而变得明显，所公开的实施例是要包括所有这些方面以及它们的等同。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种上行NOMA的传输原理示意图；

图2是本发明实施例提供的一种上行NOMA的传输方法流程图；

图3是本发明实施例提供的传输方法中加扰处理过程示意图；

图4是本发明实施例提供的传输方法中进行用户组合时采用的区域划分示意图；

图5本发明实施例提供的一种上行NOMA传输系统架构示意图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

参照图1及图2，本发明实施例提供的一种上行NOMA的传输方法，包括：

S202，采用移位的方式将经过信道编码后的终端UE业务信息进行比特级交织处理；

S204，对交织处理后的业务信息进行星座调制，根据不同的调制方式，将比特信息映射成符号信息；

S206，对调制后的符号进行符号级序列扩展，将M个用户的调制符号经过扩展序列处理后，复用在K个子载波上，M>K；

S208，扩展后的数据进行加扰处理，以区分不同基站。

具体地，本发明提供一种更安全的物理层加扰方法，除了可以区分基站还使得通信更加安全和可靠。

终端侧加扰序列是一种伪随机序列，由基站的MAC地址或者基站的其他类型唯一ID作为序列种子。终端的加扰有多种选择图样，终端根据入网时鉴权认证的产生的本地秘钥获取加扰图样的索引值(index)，根据index选择加扰序列，参照图3所示加扰处理过程示意图。

假如用户k的本地秘钥通过运算(可以采用多种运算方式，比如，取模运算)，得到加扰图样的索引值index。

比如index＝1，伪随机序列产生的序列中从第L个样点开始连续取值与产生的数据序列进行加扰操作。

比如index＝2，伪随机序列产生的序列中，从开始的样点起，每隔J个样点取一个值得到一个序列，与数据序列进行加扰操作。

更适宜地，该传输方法，还包括：

S210，将经过前述步骤S202至S208进行非正交多址处理的不同用户的数据，在相同的时域和/或频域和/或空域上进行资源复用。

具体在本发明实施例中，经过非正交多址处理的不同用户数据，在相同的时/频/空域上进行复用。比如在某个OFDM符号中某个子带上叠加传输4个用户的数据。

例如，OFDM符号中有N个子载波，分成了M个子带，编号子带1，....，子带M。比如子带i有K个子载波，子载波编号0，1，...,K。这个子带i的K个子载波同时承载了两个用户的数据(比如上述步骤中A区域的1个用户和C区域的1个用户)，达到资源复用的目的。

优选地，该传输方法还包括：

S209，在步骤S210资源复用之前，对加扰处理后的数据进行增益调节或功率控制。

优选地，其中S202中比特级交织处理，采用的是对交织的比特进行移位处理，移位的位数与用户k相关，比如为：

移位

其中k为第k个用户，N为交织的比特数，M为总用户数，

为向上取整。

优选地，步骤S206中对调制后的符号进行符号级序列扩展所采用的扩展序列为复数短序列。

该传输方法的具体实施例中，扩展序列的设计所基于的准则包括WBE(welch-bound equality)、GWBE(Generalized welch-bound equality)；

更适宜地，扩展序列的选择通过与基站协商确定，并由基站分配序列资源。

在S210资源复用之前，还包括进行用户组合的步骤：

根据距离测量的门限值和路径损耗的门限值，把距离远近与损耗大小进行组合，分成4个区域(距离远，损耗大)，(距离远，损耗小)，(距离近，损耗大)，(距离近，损耗小)，将(距离远，损耗大)和(距离近，损耗小)分在一个调度组，将(距离远，损耗小)和(距离近，损耗大)分在另一个调度组。

本发明实施例中给出了一种快速的用户组合的方法；

根据距离测量的门限值和路径损耗的门限值，可以把整个区间分成A、B、C、D四个象限，如图4所示。

在具体调度时，根据距离远近可以分成(A，C)和(B，D)两个区域的调度组，方便在每个调度组内，根据用户的SINR，业务紧急程度等动态分配功率；比如调度用户时可以在A区域选择1个用户，在C区域选择1个用户，在相同的时/频域上同时调度2个用户。

参照图5，本发明实施例还提供一种上行NOMA传输系统500，包括：

交织单元51，用于采用移位的方式将经过信道编码后的终端UE业务信息进行比特级交织处理；

调制单元52，用于对交织处理后的业务信息进行星座调制，根据不同的调制方式，将比特信息映射成符号信息；

扩展单元53，用于对调制后的符号进行符号级序列扩展，将M个用户的调制符号经过扩展序列处理后，复用在K个子载波上，M>K；

加扰单元54，用于对扩展后的数据进行加扰处理，以区分不同基站。

传输系统，还包括：

复用单元56，用于将经过前述各单元进行非正交多址处理的不同用户的数据，在相同的时域和/或频域和/或空域上进行资源复用。

该传输系统，还包括：

功率控制单元55，对加扰处理后的数据进行增益调节或功率控制。

综上所述，本发明在时域、频域、空域基础上引入了非正交多址，带来新的分集增益，通过合理的资源映射和复用、调整终端间的功率和用户组合，可以在相同的时/频/空域资源上同时接入更多的用户，从而提高了系统容量和系统吞吐，减小了用户调度等待时间，同时采用了新的加扰方式，增强了系统安全性，改善了用户体验。

本领域技术人员可以明白，这里结合所公开的实施例描述的各种示例性的方法步骤和装置单元均可以电子硬件、软件或二者的结合来实现。为了清楚地示出硬件和软件之间的可交换性，以上对各种示例性的步骤和单元均以其功能性的形式进行总体上的描述。这种功能性是以硬件实现还是以软件实现依赖于特定的应用和整个系统所实现的设计约束。本领域技术人员能够针对每个特定的应用，以多种方式来实现所描述的功能性，但是这种实现的结果不应解释为背离本发明的范围。

结合上述公开的实施例所描述的方法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或者这二者的组合。软件模块可能存在于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或者本领域熟知的任何其他形式的存储媒质中。一种典型存储媒质与处理器耦合，从而使得处理器能够从该存储媒质中读信息，且可向该存储媒质写信息。在替换实例中，存储媒质是处理器的组成部分。处理器和存储媒质可能存在于一个ASIC中。该ASIC可能存在于一个用户站中。在一个替换实例中，处理器和存储媒质可以作为用户站中的分立组件存在。

根据所述公开的实施例，可以使得本领域技术人员能够实现或者使用本发明。对于本领域技术人员来说，这些实施例的各种修改是显而易见的，并且这里定义的总体原理也可以在不脱离本发明的范围和主旨的基础上应用于其他实施例。以上所述的实施例仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种上行非正交多址接入的传输方法，其特征在于，包括：

采用移位的方式将经过信道编码后的终端UE业务信息进行比特级交织处理；

对交织处理后的业务信息进行星座调制，根据不同的调制方式，将比特信息映射成符号信息；

对调制后的符号进行符号级序列扩展，将M个用户的调制符号经过扩展序列处理后，复用在K个子载波上，M>K；

扩展后的数据进行加扰处理，以区分不同基站。

2.如权利要求1所述的传输方法，其特征在于，还包括：

将所述经过非正交多址处理的不同用户的数据，在相同的时域和/或频域和/或空域上进行资源复用。

3.如权利要求2所述的传输方法，其特征在于，还包括：

在所述资源复用之前，对加扰处理后的数据进行增益调节或功率控制。

4.如权利要求1所述的传输方法，其特征在于，所述比特级交织处理，具体包括：

对交织的比特进行移位处理，移位的位数与用户k相关，比如

移位

其中k为第k个用户，N为交织的比特数，M为总用户数，

为向上取整。

5.如权利要求1所述的传输方法，其特征在于，所述对调制后的符号进行符号级序列扩展所采用的扩展序列为复数短序列。

6.如权利要求5所述的传输方法，其特征在于，

所述扩展序列的设计所基于的准则包括WBE(welch-bound equality)、GWBE(Generalized welch-bound equality)；

所述扩展序列的选择通过与基站协商确定，并由基站分配序列资源。

7.如权利要求2所述的传输方法，其特征在于，在所述资源复用之前，还包括进行用户组合的步骤：

根据距离测量的门限值和路径损耗的门限值，把距离远近与损耗大小进行组合分成4个区域(距离远，损耗大)，(距离远，损耗小)，(距离近，损耗大)，(距离近，损耗小)，将(距离远，损耗大)和(距离近，损耗小)分在一个调度组，将(距离远，损耗小)和(距离近，损耗大)分在另一个调度组。

8.一种上行非正交多址接入的传输系统，其特征在于，包括：

交织单元，用于采用移位的方式将经过信道编码后的终端UE业务信息进行比特级交织处理；

调制单元，用于对交织处理后的业务信息进行星座调制，根据不同的调制方式，将比特信息映射成符号信息；

扩展单元，用于对调制后的符号进行符号级序列扩展，将M个用户的调制符号经过扩展序列处理后，复用在K个子载波上，M>K；

加扰单元，用于对扩展后的数据进行加扰处理，以区分不同基站。

9.如权利要求8所述的传输系统，其特征在于，还包括：

复用单元，用于将经过前述各单元进行非正交多址处理的不同用户的数据，在相同的时域和/或频域和/或空域上进行资源复用。

10.如权利要求9所述的传输系统，其特征在于，还包括：

功率控制单元，对加扰处理后的数据进行增益调节或功率控制。

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