CN113518430B - 支持基于点阵划分的非正交多重接取的基站及调制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种支持基于点阵划分的下行非正交多重接取的基站及调制方法。调制方法包含：将弱用户设备的至少一最高有效位调制为具有第一传输功率；将弱用户设备的至少一最低有效位调制为具有第二传输功率，其中第二传输功率小于第一传输功率；以及将强用户设备的至少一第二最高有效位调制为具有第三传输功率，其中第三传输功率介于第一传输功率与第二传输功率之间。

Description

支持基于点阵划分的非正交多重接取的基站及调制方法

技术领域

本发明涉及一种支持基于点阵划分(lattice partition，LP)的下行非正交多重接取(non-orthogonal multiple access，NOMA)的基站及调制方法。

背景技术

4G无线通信系统采用了正交多重接取(orthogonal multiple access，OMA)技术，此技术可在时域、频域或代码域中分配正交资源，以避免用户间干扰(inter-userinterference)的发生。

随着行动装置以及网络活动的兴起，现行的4G无线通信系统的传输量逐渐不敷使用，而提升4G无线通信系统的传输量的技术也到达了界线。为了提升无线系统的传输量，非正交多重接取的技术开始被使用。在非正交多重接取系统中，不同用户设备(userequipment，UE)之间的信号会相互影响，而连续干扰消除法(successive interferencecancellation，SIC)则可被用于用户设备的接收器，以便用户设备可检测出正确的信号。

近年来，基于点阵划分的非正交多重接取系统逐渐地受到重视；此种系统的传送端采用与实际相符的离散输入信号，且在接收端不须使用连续干扰消除技术来辅助信号检测，可降低非正交多重接取系统的复杂度。因此，如何提升基于点阵划分的非正交多重接取系统的信道容量，为本领域人员致力的目标之一。

发明内容

本发明提供一种支持基于点阵划分的下行非正交多重接取的基站及调制方法，可提升基于点阵划分的非正交多重接取系统的信道容量。

本发明的一种支持基于点阵划分的下行非正交多重接取的基站，用于与强用户设备(即：具有较高的信道增益的用户设备)以及弱用户设备(即：具有较低的信道增益的用户设备)进行通信，其中基站包括处理器以及收发器。处理器耦接收发器，其中处理器经配置以执行：将弱用户设备的至少一最高有效位调制为具有第一传输功率；将弱用户设备的至少一最低有效位调制为具有第二传输功率，其中第二传输功率小于第一传输功率；以及将强用户设备的至少一第二最高有效位调制为具有第三传输功率，其中第三传输功率介于第一传输功率与第二传输功率之间。

在本发明的一实施例中，上述的处理器还经配置以执行：根据至少一最低有效位的数量决定第三传输功率。

在本发明的一实施例中，上述的处理器还经配置以执行：根据至少一第二最高有效位的数量决定第一传输功率。

在本发明的一实施例中，上述的处理器还经配置以执行：将强用户设备的至少一第二最低有效位调制为具有第四传输功率，其中第四传输功率小于第三传输功率。

在本发明的一实施例中，上述的第四传输功率小于第二传输功率。

在本发明的一实施例中，上述的处理器还经配置以执行：根据至少一第二最低有效位的数量决定第二传输功率。

在本发明的一实施例中，上述的第四传输功率大于第二传输功率。

在本发明的一实施例中，上述的处理器还经配置以执行：根据至少一最低有效位的数量决定第四传输功率。

本发明的一种用于与强用户设备以及弱用户设备进行通信的调制方法，适用于支持基于点阵划分的下行非正交多重接取的基站，其中调制方法包括：将弱用户设备的至少一最高有效位调制为具有第一传输功率；将弱用户设备的至少一最低有效位调制为具有第二传输功率，其中第二传输功率小于第一传输功率；以及将强用户设备的至少一第二最高有效位调制为具有第三传输功率，其中第三传输功率介于第一传输功率与第二传输功率之间。

在本发明的一实施例中，上述的将强用户设备的至少一第二最高有效位调制为具有第三传输功率的步骤包括：根据至少一最低有效位的数量决定第三传输功率。

在本发明的一实施例中，上述的将弱用户设备的至少一最高有效位调制为具有第一传输功率的步骤包括：根据至少一第二最高有效位的数量决定第一传输功率。

在本发明的一实施例中，上述的调制方法还包括：将强用户设备的至少一第二最低有效位调制为具有第四传输功率，其中第四传输功率小于第三传输功率。

在本发明的一实施例中，上述的第四传输功率小于第二传输功率。

在本发明的一实施例中，上述的将弱用户设备的至少一最低有效位调制为具有第二传输功率的步骤包括：根据至少一第二最低有效位的数量决定第二传输功率。

在本发明的一实施例中，上述的第四传输功率大于第二传输功率。

在本发明的一实施例中，上述的将强用户设备的至少一第二最低有效位调制为具有第四传输功率的步骤包括：根据至少一最低有效位的数量决定第四传输功率。

基于上述，本发明的支持基于点阵划分的下行非正交多重接取的基站及调制方法可用于提升基于点阵划分的下行非正交多重接取系统的信道容量。基站可为强用户设备以及弱用户设备的多个位个别地分配传输功率，以使强用户设备的所有位获得比弱用户设备的所有位较高的传输功率总和，从而达到比传统基于点阵划分的下行的非正交多重接取系统还高的信道容量。

附图说明

包含附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。

图1根据本发明的一实施例示出一种基于点阵划分的非正交多重接取的调制架构的示意图；

图2根据本发明的一实施例示出一种支持基于点阵划分的非正交多重接取的基站的示意图；

图3根据本发明的第一实施例示出一种基于点阵划分的下行非正交多重接取的调制架构的示意图；

图4根据本发明的第二实施例示出一种基于点阵划分的下行非正交多重接取的调制架构的示意图；

图5根据本发明的第三实施例示出一种基于点阵划分的下行非正交多重接取的调制架构的示意图；

图6根据本发明的第四实施例示出一种基于点阵划分的下行非正交多重接取的调制架构的示意图；

图7根据本发明的第五实施例示出一种基于点阵划分的下行非正交多重接取的调制架构的示意图；

图8根据本发明的一实施例示出一种基于点阵划分的下行非正交多重接取的调制方法的流程图。

附图标号说明

100：基站；

11：基站编码器；

110：处理器；

12：译码器；

120：存储介质；

130：收发器；

31、41、51、61、71：调制器；

32、42、52、62、72：功率分配电路；

h₁、h₂、h_K-1、h_K：信道；

m_1,H、m_1,H1、m_1,H2、m_1,L、m_1,L1、m_1,L2、m_2,H、m_2,H1、m_2,H2、m_2,L、m_2,L1、m_2,L2、m_3,H、m_3,L、m_4,H、m_4,L：位的数量；

S801、S802、S803：步骤；

u₁、u₂、u_1,H、u_1,H1、u_1,H2、u_1,L、u_1,L1、u_1,L2、u_2,H、u_2,H1、u_2,H2、u_2,L、u_2,L1、u_2,L2、u_3,H、u_3,L、u_4,H、u_4,L、u_K-1、u_K：用户消息；

经重建用户消息；

V_1,H、V_1,H1、V_1,H2、V_1,L、V_1,L1、V_1,L2、V_2,H、V_2,H1、V_2,H2、V_2,L、V_2,L1、V_2,L2、V_3,H、V_3,L、V_4,H、V_4,L：经调制信号；

X：叠加信号；

X_1,H、X_1,H1、X_1,H2、X_1,L、X_1,L1、X_1,L2、X_2,H、X_2,H1、X_2,H2、X_2,L、X_2,L1、X_2,L2、X_3,H、X_3,L、X_4,H、X_4,L、X_I、X_II、X_III、X_IV：信号；

Y₁、Y₂、Y_K-1、Y_K：接收信号；

Z₁、Z₂、Z_K-1、Z_K：噪声。

具体实施方式

现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。

图1根据本发明的一实施例示出一种基于点阵划分的非正交多重接取的调制架构10的示意图。调制架构10可包括基站编码器11以及分别对应于多个用户(即：用户1～K，其中K为正整数)的多个译码器，其中多个译码器可包括用户1的译码器12。用户消息u_i(i＝1,2,…,K-1,K)为对应于用户设备i(i＝1,2,…,K-1,K)的用户消息，其中K为任意的正整数，并且i值越小的用户消息u_i(i＝1,2,…,K-1,K)所使用的传输信道具有越大的信道增益。基站编码器11可将多个用户设备的用户消息u_i(i＝1,2,…,K-1,K)叠加(superposing)为单一个叠加信号X，并通过多个信道h_i(i＝1,2,…,K-1,K)以将叠加信号X分别传送给多个用户设备i(i＝1,2,…,K-1,K)。多个用户设备i(i＝1,2,…,X-1,K)的每一者所接收到的接收信号Y_i(i＝1,2,…,K-1,K)将分别包含了噪声Z_i(i＝1,2,…,K-1,K)。以对应于用户消息u₁的用户设备1为例，用户设备1的用户译码器12可根据适当检测/译码方法来处理接收信号Y₁以重建用户消息u₁，从而产生经重建用户消息

基于相同的方式，用户设备i(i＝2,…,K-1,K)的用户译码器可根据适当检测/译码方法来处理接收信号Y_i(i＝2,…,K-1,K)以重建用户消息u_i(i＝2,…,K-1,K)，从而产生经重建用户消息

假设对应于用户设备i(i＝1,2,…,K-1,K)的信号噪声比(signal-to-noiseratio，SNR)为SNR_i(i＝1,2,…,K-1,K)，则用户消息u_i(i＝1,2,…,K-1,K)中高于噪声的最大位数n_i(i＝1,2,…,K-1,K)可如下所示：

假设对应于用户设备i(i＝1,2,…,K-1,K)的传输位的数量为m_i(i＝1,2,…,K-1,K)，则为了确保正确的数据传输，m_i(i＝1,2,…,K-1,K)可经配置以符合如方程式(2)下列的限制条件：

假设点阵(lattice)Λ为欧几里得空间(Euclidean space)中的一个规律数组(regular array)的所有顶点所构成的集合，则可利用点阵Λ建立一个可表示为

的点阵划分链(lattice partition chain)，并据以对用户消息u_i(i＝1,2,…,K-1,K)进行调制以及叠加(superposed)，从而产生基于点阵划分的非正交多重接取系统对应的叠加信号X(即：传送信号)如下所示：

其中m_i(i＝1,2,…,K-1,K)需符合如方程式(2)所示的限制条件，

β为调整传输信号X大小(或功率)的缩放因子，V_i(i＝1,2,…,K-1,K)为对应于用户消息u_i(i＝1,2,…,K-1,K)的经调制信号，亦即V_i为对应的

个调制星座点中的一点，而

則为用户消息u_i对应的传送信号，其中m₀＝0。

假设用户消息u_i(i＝1,2,…,K-1,K)的经调制信号V_i(i＝1,2,…,K-1,K)的平均功率为P_i(i＝1,2,…,K-1,K)，则对应的传送信号X_i(i＝1,2,…,K-1,K)被配置的功率为

其中m₀＝0。所述各平均功率P_i(i＝1,2,…,K-1,K)的值可相同或不相同，本发明对此不限制。为方便说明，在以下的实施例中，所述各平均功率P_i(i＝1,2,…,K-1,K)的值皆设为1。

图2根据本发明的一实施例示出一种支持基于点阵划分的非正交多重接取的基站100的示意图，其中基站100可用于与强用户设备以及弱用户设备进行通信。基站100可包括处理器110、存储介质120以及收发器130。

处理器110例如是中央处理单元(central processing unit，CPU)，或是其他可程序化的一般用途或特殊用途的微控制单元(micro control unit，MCU)、微处理器(microprocessor)、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、可程序化控制器、特殊应用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、图形处理器(graphics processing unit，GPU)、图像信号处理器(image signal processor，ISP)、图像处理单元(image processing unit，IPU)、算数逻辑单元(arithmetic logic unit，ALU)、复杂可程序逻辑装置(complex programmable logic device，CPLD)、现场可程序化逻辑门阵列(field programmable gate array，FPGA)或其他类似组件或上述组件的组合。处理器110可耦接至存储介质120以及收发器130，以存取数据并执行存储于存储介质120中的多个模块和各种应用程序。

存储介质120例如是任何型态的固定式或可移动式的随机接取内存(randomaccess memory，RAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)、闪存(flash memory)、硬盘(hard disk drive，HDD)、固态硬盘(solid state drive，SSD)或类似组件或上述组件的组合，而用于存储可由处理器110执行的多个模块或各种应用程序。

收发器130以无线或有线的方式传送及接收信号。收发器130还可以执行例如低噪声放大、阻抗匹配、混频、向上或向下频率转换、滤波、放大以及类似的操作。

图3根据本发明的第一实施例示出一种基于点阵划分的下行非正交多重接取的调制架构30的示意图。调制架构30可包括多个调制器以及多个功率分配电路，其中所述多个调制器可包括调制器31(例如但不限于：脉波振幅调制(pulse amplitude modulation，PAM)调制器或正交振幅调制(quadrature amplitude modulation，QAM)调制器)，并且所述多个功率分配电路可包括功率分配电路32(例如：乘法器)。调制架构30可由如图2所示的基站100的收发器130实施。举例来说，收发器130可包括包含了调制器31的多个调制器以及包含了功率分配电路32的多个功率分配电路，其中调制器31耦接至功率分配电路32，并且所述多个调制器以及所述多个功率分配器可分别耦接至处理器110。

在本实施例中，用户消息u_1,H对应于强用户设备的至少一最高有效位(mostsignificant bit，MSB)、用户消息u_1,L对应于强用户设备的至少一最低有效位(leastsignificant bit，LSB)、m₁(m₁＝m_1,H+m_1,L)为对应于强用户设备的传输位的数量、m_1,H为对应于强用户设备的至少一MSB的数量、m_1,L为对应于强用户设备的至少一LSB的数量、用户消息u_2,H对应于弱用户设备的至少一MSB、用户消息u_2,L对应于弱用户设备的至少一LSB、m₂(m₂＝m_2,H+m_2,L)为对应于弱用户设备的传输位的数量、m_2,H为对应于弱用户设备的至少一MSB的数量并且m_2,L为对应于弱用户设备的至少一LSB的数量。

处理器110可为强用户设备以及弱用户设备的传输位进行功率分配。举例来说，在收发器130通过调制器31将用户消息u_2,H调制为经调制信号V_2,H后，处理器110可控制功率分配电路32以将经调制信号V_2,H调制为具有传输功率

从而产生对应于用户消息u_2,H的信号X_IV。

类似地，在收发器130通过调制器将用户消息u_2,L调制为经调制信号V_2,L后，处理器110可控制功率分配电路以将经调制信号V_2,L调制为具有传输功率

从而产生对应于用户消息u_2,L的信号X_III，其中传输功率

小于传输功率

类似地，在收发器130通过调制器将用户消息u_1,H调制为经调制信号V_1,H后，处理器110可控制功率分配电路以将经调制信号V_1,H调制为具有传输功率

从而产生对应于用户消息u_1,H的信号X_II，其中传输功率

小于传输功率

类似地，在收发器130通过调制器将用户消息u_1,L调制为经调制信号V_1,L后，处理器110可控制功率分配电路以将经调制信号V_1,L调制为具有传输功率β²，从而产生对应于用户消息u_1,L的信号X_I，其中传输功率β²小于传输功率

最后，收发器130可将信号X_I、X_II、X_III以及X_IV叠加为叠加信号X，并将叠加信号X传送至强用户设备以及弱用户设备。举例来说，收发器130可通过广播来将叠加信号X传送至强用户设备以及弱用户设备。

图4根据本发明的第二实施例示出一种基于点阵划分的下行非正交多重接取的调制架构40的示意图。调制架构40可包括多个调制器以及多个功率分配电路，其中所述多个调制器可包括调制器41(例如：PAM调制器或QAM调制器)，并且所述多个功率分配电路可包括功率分配电路42(例如：乘法器)。调制架构40可由如图2所示的基站100的收发器130实施。举例来说，收发器130可包括包含了调制器41的多个调制器以及包含了功率分配电路42的多个功率分配电路，其中调制器41耦接至功率分配电路42，并且所述多个调制器以及所述多个功率分配器可分别耦接至处理器110。

在本实施例中，用户消息u_1,H对应于强用户设备的至少一MSB、用户消息u_1,L对应于强用户设备的至少一LSB、m₁(m₁＝m_1,H+m_1,L)为对应于强用户设备的传输位的数量、m_1,H为对应于强用户设备的至少一MSB的数量、m_1,L为对应于强用户设备的至少一LSB的数量、用户消息u_2,H对应于弱用户设备的至少一MSB、用户消息u_2,L对应于弱用户设备的至少一LSB、m₂(m₂＝m_2,H+m_2,L)为对应于弱用户设备的传输位的数量、m_2,H为对应于弱用户设备的至少一MSB的数量并且m_2,L为对应于弱用户设备的至少一LSB的数量。

在一实施例中，处理器110可将对应于弱用户设备的至少一MSB调制为具有第一传输功率、将对应于弱用户设备的至少一LSB调制为具有第二传输功率并且将对应于强用户设备的至少一MSB调制为具有第三传输功率，其中第二传输功率小于第一传输功率，并且第三传输功率介于第一传输功率以及第二传输功率之间。

以图4为例，在收发器130通过调制器41将对应于弱用户设备的至少一MSB的用户消息u_2,H调制为经调制信号V_2,H后，处理器110可根据对应于强用户设备的传输位的数量m₁以及对应于弱用户设备的至少一LSB的数量m_2,L来决定对应于用户消息u_2,H的传输功率，其中数量m₁为对应于强用户设备的至少一MSB的数量m_1,H以及对应于强用户设备的至少一LSB的数量m_1,L的总和。具体来说，处理器110可控制功率分配电路42以将经调制信号V_2,H调制为具有传输功率

从而产生对应于用户消息u_2,H的信号X_IV。

类似地，在收发器130通过调制器将对应于强用户设备的至少一MSB的用户消息u_1,H调制为经调制信号V_1,H后，处理器110可根据对应于强用户设备的至少一LSB的数量m_1,L以及对应于弱用户设备的至少一LSB的数量m_2,L来决定对应于用户消息u_1,H的传输功率。具体来说，处理器110可控制功率分配电路以将经调制信号V_1,H调制为具有传输功率

从而产生对应于用户消息u_1,H的信号X_III，其中传输功率

小于传输功率

类似地，在收发器130通过调制器将对应于弱用户设备的至少一LSB的用户消息u_2,L调制为经调制信号V_2,L后，处理器110可根据对应于强用户设备的至少一LSB的数量m_1,L来决定对应于用户消息u_2,L的传输功率。具体来说，处理器110可控制功率分配电路以将经调制信号V_2,L调制为具有传输功率

从而产生对应于用户消息u_2,L的信号X_II，其中传输功率

小于传输功率

类似地，在收发器130通过调制器将对应于强用户设备的至少一LSB的用户消息u_1,L调制为经调制信号V_1,L后，处理器110可控制功率分配电路以将经调制信号V_1,L调制为具有传输功率β²，从而产生对应于用户消息u_1,L的信号X_I，其中传输功率β²小于传输功率

最后，收发器130可将信号X_I、X_II、X_III以及X_IV叠加为叠加信号X，并将叠加信号X传送至强用户设备以及弱用户设备。举例来说，收发器130可通过广播来将叠加信号X传送至强用户设备以及弱用户设备。通过改善强用户设备的至少一MSB的功率，采用调制架构40的非正交多重接取系统的容量将可优于采用调制架构30的非正交多重接取系统的容量。

图5根据本发明的第三实施例示出一种基于点阵划分的下行非正交多重接取的调制架构50的示意图。调制架构50可包括多个调制器以及多个功率分配电路，其中所述多个调制器可包括调制器51(例如但不限于：PAM调制器或QAM调制器)，并且所述多个功率分配电路可包括功率分配电路52(例如：乘法器)。调制架构50可由如图2所示的基站100的收发器130实施。举例来说，收发器130可包括包含了调制器51的多个调制器以及包含了功率分配电路52的多个功率分配电路，其中调制器51耦接至功率分配电路52，并且所述多个调制器以及所述多个功率分配器可分别耦接至处理器110。

在本实施例中，用户消息u_1,H对应于强用户设备的至少一MSB、用户消息u_1,L对应于强用户设备的至少一LSB、m₁(m₁＝m_1,H+m_1,L)为对应于强用户设备的传输位的数量、m_1,H为对应于强用户设备的至少一MSB的数量、m_1,L为对应于强用户设备的至少一LSB的数量、用户消息u_2,H对应于弱用户设备的至少一MSB、用户消息u_2,L对应于弱用户设备的至少一LSB、m₂(m₂＝m_2,H+m_2,L)为对应于弱用户设备的传输位的数量、m_2,H为对应于弱用户设备的至少一MSB的数量并且m_2,L为对应于弱用户设备的至少一LSB的数量。

在本实施例中，在收发器130通过调制器51将对应于弱用户设备的至少一MSB的用户消息u_2,H调制为经调制信号V_2,H后，处理器110可根据对应于强用户设备的传输位的数量m₁以及对应于弱用户设备的至少一LSB的数量m_2,L来决定对应于用户消息u_2,H的传输功率，其中数量m₁为对应于强用户设备的至少一MSB的数量m_1,H以及对应于强用户设备的至少一LSB的数量m_1,L的总和。具体来说，处理器110可控制功率分配电路52以将经调制信号V_2,H调制为具有传输功率

从而产生对应于用户消息u_2,H的信号X_IV。

类似地，在收发器130通过调制器将对应于强用户设备的至少一MSB的用户消息u_1,H调制为经调制信号V_1,H后，处理器110可根据对应于强用户设备的至少一LSB的数量m_1,L以及对应于弱用户设备的至少一LSB的数量m_2,L来决定对应于用户消息u_1,H的传输功率。具体来说，处理器110可控制功率分配电路以将经调制信号V_1,H调制为具有传输功率

从而产生对应于用户消息u_1,H的信号X_III，其中传输功率

小于传输功率

类似地，在收发器130通过调制器将对应于强用户设备的至少一LSB的用户消息u_1,L调制为经调制信号V_1,L后，处理器110可根据对应于弱用户设备的至少一LSB的数量m_2,L来决定对应于用户消息u_1,L的传输功率。具体来说，处理器110可控制功率分配电路以将经调制信号V_1,L调制为具有传输功率

从而产生对应于用户消息u_1,L的信号X_II，其中传输功率

小于传输功率

类似地，在收发器130通过调制器将对应于弱用户设备的至少一LSB的用户消息u_2,L调制为经调制信号V_2,L后，处理器110可控制功率分配电路以将经调制信号V_2,L调制为具有传输功率β²，从而产生对应于用户消息u_2,L的信号X_I，其中传输功率β²小于传输功率

最后，收发器130可将信号X_I、X_II、X_III以及X_IV叠加为叠加信号X，并将叠加信号X传送至强用户设备以及弱用户设备。举例来说，收发器130可通过广播来将叠加信号X传送至强用户设备以及弱用户设备。通过改善强用户设备的至少一LSB的功率，采用调制架构50的非正交多重接取系统的容量将可优于采用调制架构40的非正交多重接取系统的容量。

图6根据本发明的第四实施例示出一种基于点阵划分的下行非正交多重接取的调制架构60的示意图。调制架构60可包括多个调制器以及多个功率分配电路，其中所述多个调制器可包括调制器61(例如但不限于：PAM调制器或QAM调制器)，并且所述多个功率分配电路可包括功率分配电路62(例如：乘法器)。调制架构60可由如图2所示的基站100的收发器130实施。举例来说，收发器130可包括包含了调制器61的多个调制器以及包含了功率分配电路62的多个功率分配电路，其中调制器61耦接至功率分配电路62，并且所述多个调制器以及所述多个功率分配器可分别耦接至处理器110。

在本实施例中，用户消息u_1,H1对应于强用户设备的至少一MSB、用户消息u_1,H2对应于强用户设备的至少一次高有效位(next most significant bit)、用户消息u_1,L2对应于强用户设备的至少一LSB、用户消息u_1,L1对应于强用户设备的至少一次低有效位(nextleast significant bit)、用户消息u_2,H1对应于弱用户设备的至少一MSB、用户消息u_2,H2对应于弱用户设备的至少一次高有效位、用户消息u_2,L2对应于弱用户设备的至少一LSB、用户消息u_2,L1对应于弱用户设备的至少一次低有效位、m₁(m₁＝m_1,H1+m_1,H2+m_1,L1+m_1,L2)为对应于强用户设备的传输位的数量、m_1,H1对应于强用户设备的至少一MSB的数量、m_1,H2对应于强用户设备的至少一次高有效位的数量、m_1,L2对应于强用户设备的至少一LSB的数量、m_1,L1对应于强用户设备的至少一次低有效位的数量、m_2,H1对应于弱用户设备的至少一MSB的数量、m_2,H2对应于弱用户设备的至少一次高有效位的数量、m_2,L2对应于弱用户设备的至少一LSB的数量并且m_2,L1对应于弱用户设备的至少一次低有效位的数量。

在本实施例中，在收发器130通过调制器61将对应于弱用户设备的至少一MSB的用户消息u_2,H1调制为经调制信号V_2,H1后，处理器110可根据对应于强用户设备的传输位的数量m₁、对应于弱用户设备的至少一次高有效位的数量m_2,H2、对应于弱用户设备的至少一LSB的数量m_2,L1以及对应于弱用户设备的至少一次低有效位的数量m_2,L2来决定对应于用户消息u_2,H1的传输功率，其中数量m₁为对应于强用户设备的至少一MSB的数量m_1,H1、对应于强用户设备的至少一次高有效位的数量m_1,H2、对应于强用户设备的至少一LSB的数量m_1,L1以及对应于强用户设备的至少一次低有效位的数量m_1,L2的总和。具体来说，处理器110可控制功率分配电路62以将经调制信号V_2,H1调制为具有传输功率

)，从而产生对应于用户消息u_2,H1的信号X_2,H1。

类似地，在收发器130通过调制器将对应于强用户设备的至少一MSB的用户消息u_1,H1调制为经调制信号V_1,H1后，处理器110可根据对应于强用户设备的至少一次高有效位的数量m_1,H2、对应于强用户设备的至少一LSB的数量m_1,L1、对应于强用户设备的至少一次低有效位的数量m_1,L2、对应于弱用户设备的至少一次高有效位的数量m_2,H2、对应于弱用户设备的至少一LSB的数量m_2,L1以及对应于弱用户设备的至少一次低有效位的数量m_2,L2来决定对应于用户消息u_1,H1的传输功率。具体来说，处理器110可控制功率分配电路以将经调制信号V_1,H1调制为具有传输功率

从而产生对应于用户消息u_1,H1的信号X_1,H1，其中传输功率

小于传输功率

类似地，在收发器130通过调制器将对应于弱用户设备的至少一次高有效位的用户消息u_2,H2调制为经调制信号V_2,H2后，处理器110可根据对应于强用户设备的至少一次高有效位的数量m_1,H2、对应于强用户设备的至少一LSB的数量m_1,L1、对应于强用户设备的至少一次低有效位的数量m_1,L2、对应于弱用户设备的至少一LSB的数量m_2,L1以及对应于弱用户设备的至少一次低有效位的数量m_2,L2来决定对应于用户消息u_2,H2的传输功率。具体来说，处理器110可控制功率分配电路以将经调制信号V_2,H2调制为具有传输功率

从而产生对应于用户消息u_2,H2的信号X_2,H2，其中传输功率

小于传输功率

类似地，在收发器130通过调制器将对应于强用户设备的至少一次高有效位的用户消息u_1,H2调制为经调制信号V_1,H2后，处理器110可根据对应于强用户设备的至少一LSB的数量m_1,L1、对应于强用户设备的至少一次低有效位的数量m_1,L2、对应于弱用户设备的至少一LSB的数量m_2,L1以及对应于弱用户设备的至少一次低有效位的数量m_2,L2来决定对应于用户消息u_1,H2的传输功率。具体来说，处理器110可控制功率分配电路以将经调制信号V_1,H2调制为具有传输功率

从而产生对应于用户消息u_1,H2的信号X_1,H2，其中传输功率

小于传输功率

类似地，在收发器130通过调制器将对应于强用户设备的至少一LSB的用户消息u_1,L1调制为经调制信号V_1,L1后，处理器110可根据对应于强用户设备的至少一次低有效位的数量m_1,L2、对应于弱用户设备的至少一LSB的数量m_2,L1以及对应于弱用户设备的至少一次低有效位的数量m_2,L2来决定对应于用户消息u_1,L1的传输功率。具体来说，处理器110可控制功率分配电路以将经调制信号V_1,L1调制为具有传输功率

从而产生对应于用户消息u_1,L1的信号X_1,L1，其中传输功率

小于传输功率

类似地，在收发器130通过调制器将对应于弱用户设备的至少一LSB的用户消息u_2,L1调制为经调制信号V_2,L1后，处理器110可根据对应于强用户设备的至少一次低有效位的数量m_1,L2以及对应于弱用户设备的至少一次低有效位的数量m_2,L2来决定对应于用户消息u_2,L1的传输功率。具体来说，处理器110可控制功率分配电路以将经调制信号V_2,L1调制为具有传输功率

从而产生对应于用户消息u_2,L1的信号X_2,L1，其中传输功率

小于传输功率

类似地，在收发器130通过调制器将对应于强用户设备的至少一次低有效位的用户消息u_1,L2调制为经调制信号V_1,L2后，处理器110可根据对应于弱用户设备的至少一次低有效位的数量m_2,L2来决定对应于用户消息u_1,L2的传输功率。具体来说，处理器110可控制功率分配电路以将经调制信号V_1,L2调制为具有传输功率

从而产生对应于用户消息u_1,L2的信号X_1,L2，其中传输功率

小于传输功率

类似地，在收发器130通过调制器将对应于弱用户设备的至少一次低有效位的用户消息u_2,L2调制为经调制信号V_2,L2后，处理器110可控制功率分配电路以将经调制信号V_2,L2调制为具有传输功率β²，从而产生对应于用户消息u_2,L2的信号X_2,L2，其中传输功率β²小于传输功率

最后，收发器130可将信号X_2,H1、X_1,H1、X_2,H2、X_1,H2、X_1,L1、X_2,L1、X_1,L2以及X_2,L2叠加为叠加信号X，并将叠加信号X传送至强用户设备以及弱用户设备。举例来说，收发器130可通过广播来将叠加信号X传送至强用户设备以及弱用户设备。

图7根据本发明的第五实施例示出一种基于点阵划分的下行非正交多重接取的调制架构70的示意图。调制架构70可包括多个调制器以及多个功率分配电路，其中所述多个调制器可包括调制器71(例如但不限于：PAM调制器或QAM调制器)，并且所述多个功率分配电路可包括功率分配电路72(例如：乘法器)。调制架构70可由如图2所示的基站100的收发器130实施。举例来说，收发器130可包括包含了调制器71的多个调制器以及包含了功率分配电路72的多个功率分配电路，其中调制器71耦接至功率分配电路72，并且所述多个调制器以及所述多个功率分配器可分别耦接至处理器110。

在本实施例中，用户消息u_1,H对应于第一用户设备的至少一MSB、用户消息u_1,L对应于第一用户设备的至少一LSB、用户消息u_2,H对应于第二用户设备的至少一MSB、用户消息u_2,L对应于第二用户设备的至少一LSB、用户消息u_3,H对应于第三用户设备的至少一MSB、用户消息u_3,L对应于第三用户设备的至少一LSB、用户消息u_4,H对应于第四用户设备的至少一MSB、用户消息u_4,L对应于第四用户设备的至少一LSB、m_1,H对应于第一用户设备的至少一MSB的数量、m_1,L对应于第一用户设备的至少一LSB的数量、m_2,H对应于第二用户设备的至少一MSB的数量、m_2,L对应于第二用户设备的至少一LSB的数量、m_3,H对应于第三用户设备的至少一MSB的数量、m_3,L对应于第三用户设备的至少一LSB的数量、m_4,H对应于第四用户设备的至少一MSB的数量并且m_4,L对应于第四用户设备的至少一LSB的数量，其中第一用户设备的信道增益大于第二用户设备的信道增益、第二用户设备的信道增益大于第三用户设备的信道增益并且第三用户设备的信道增益大于第四用户设备的信道增益。

在本实施例中，在收发器130通过调制器71将对应于第四用户设备的至少一MSB的用户消息u_4,H调制为经调制信号V_4,H后，处理器110可根据对应于第三用户设备的至少一MSB的数量m_3,H、对应于第二用户设备的至少一MSB的数量m_2,H、对应于第一用户设备的至少一MSB的数量m_1,H、对应于第一用户设备的至少一LSB的数量m_1,L、对应于第二用户设备的至少一LSB的数量m_2,L、对应于第三用户设备的至少一LSB的数量m_3,L以及对应于第四用户设备的至少一LSB的数量m_4,L来决定对应于用户消息u_4,H的传输功率。具体来说，处理器110可控制功率分配电路72以将经调制信号V_4,H调制为具有传输功率

从而产生对应于用户消息u_4,H的信号X_4,H。

类似地，在收发器130通过调制器将对应于第三用户设备的至少一MSB的用户消息u_3,H调制为经调制信号V_3,H后，处理器110可根据对应于第二用户设备的至少一MSB的数量m_2,H、对应于第一用户设备的至少一MSB的数量m_1,H、对应于第一用户设备的至少一LSB的数量m_1,L、对应于第二用户设备的至少一LSB的数量m_2,L、对应于第三用户设备的至少一LSB的数量m_3,L以及对应于第四用户设备的至少一LSB的数量m_4,L来决定对应于用户消息u_3,H的传输功率。具体来说，处理器110可控制功率分配电路以将经调制信号V_3,H调制为具有传输功率

从而产生对应于用户消息u_3,H的信号X_3,H，其中传输功率

小于传输功率

类似地，在收发器130通过调制器将对应于第二用户设备的至少一MSB的用户消息u_2,H调制为经调制信号V_2,H后，处理器110可根据对应于第一用户设备的至少一MSB的数量m_1,H、对应于第一用户设备的至少一LSB的数量m_1,L、对应于第二用户设备的至少一LSB的数量m_2,L、对应于第三用户设备的至少一LSB的数量m_3,L以及对应于第四用户设备的至少一LSB的数量m_4,L来决定对应于用户消息u_2,H的传输功率。具体来说，处理器110可控制功率分配电路以将经调制信号V_2,H调制为具有传输功率

从而产生对应于用户消息u_2,H的信号X_2,H，其中传输功率

小于传输功率

类似地，在收发器130通过调制器将对应于第一用户设备的至少一MSB的用户消息u_1,H调制为经调制信号V_1,H后，处理器110可根据对应于第一用户设备的至少一LSB的数量m_1,L、对应于第二用户设备的至少一LSB的数量m_2,L、对应于第三用户设备的至少一LSB的数量m_3,L以及对应于第四用户设备的至少一LSB的数量m_4,L来决定对应于用户消息u_1,H的传输功率。具体来说，处理器110可控制功率分配电路以将经调制信号V_1,H调制为具有传输功率

从而产生对应于用户消息u_1,H的信号X_1,H，其中传输功率

小于传输功率

类似地，在收发器130通过调制器将对应于第一用户设备的至少一LSB的用户消息u_1,L调制为经调制信号V_1,L后，处理器110可根据对应于第二用户设备的至少一LSB的数量m_2,L、对应于第三用户设备的至少一LSB的数量m_3,L以及对应于第四用户设备的至少一LSB的数量m_4,L来决定对应于用户消息u_1,L的传输功率。具体来说，处理器110可控制功率分配电路以将经调制信号V_1,L调制为具有传输功率

从而产生对应于用户消息u_1,L的信号X_1,L，其中传输功率

小于传输功率

类似地，在收发器130通过调制器将对应于第二用户设备的至少一LSB的用户消息u_2,L调制为经调制信号V_2,L后，处理器110可根据对应于第三用户设备的至少一LSB的数量m_3,L以及对应于第四用户设备的至少一LSB的数量m_4,L来决定对应于用户消息u_2,L的传输功率。具体来说，处理器110可控制功率分配电路以将经调制信号V_2,L调制为具有传输功率

从而产生对应于用户消息u_2,L的信号X_2,L，其中传输功率

小于传输功率

类似地，在收发器130通过调制器将对应于第三用户设备的至少一LSB的用户消息u_3,L调制为经调制信号V_3,L后，处理器110可根据对应于第四用户设备的至少一LSB的数量m_4,L来决定对应于用户消息u_3,L的传输功率。具体来说，处理器110可控制功率分配电路以将经调制信号V_3,L调制为具有传输功率

从而产生对应于用户消息u_3,L的信号X_3,L，其中传输功率

小于传输功率

类似地，在收发器130通过调制器将对应于第四用户设备的至少一LSB的用户消息u_4,L调制为经调制信号V_4,L后，处理器110可控制功率分配电路以将经调制信号V_4,L调制为具有传输功率β²，从而产生对应于用户消息u_4,L的信号X_4,L，其中传输功率β²小于传输功率

最后，收发器130可将信号X_4,H、X_3,H、X_2,H、X_1,H、X_1,L、X_2,L、X_3,L以及X_4,L叠加为叠加信号X，并将叠加信号X传送至第一用户设备、第二用户设备、第三用户设备以及第四用户设备。举例来说，收发器130可通过广播来将叠加信号X传送至第一用户设备、第二用户设备、第三用户设备以及第四用户设备。

图8根据本发明的一实施例示出一种基于点阵划分的下行非正交多重接取的调制方法的流程图，其中所述调制方法可由如图2所示的基站110实施。在步骤S801中，将弱用户设备的至少一最高有效位调制为具有第一传输功率。在步骤S802中，将弱用户设备的至少一最低有效位调制为具有第二传输功率，其中第二传输功率小于第一传输功率。在步骤S803中，将强用户设备的至少一第二最高有效位调制为具有第三传输功率，其中第三传输功率介于第一传输功率与第二传输功率之间。

综上所述，本发明的支持基于点阵划分的下行非正交多重接取的基站及调制方法可用于提升基于点阵划分的非正交多重接取系统的信道容量；基站可通过功率分配来将强用户设备的最高有效位的传输功率调整为介于弱用户设备的最高有效位以及最低有效位之间；基站还可以根据强用户设备或弱用户设备的最高有效位或最低有效位的数量来进行功率分配；本发明的基站还可为强用户设备以及弱用户设备的多个位个别地分配传输功率，以使强用户设备的所有位获得比弱用户设备的所有位较高的传输功率总和，从而达到比传统基于点阵划分的非正交多重接取系统还高的信道容量。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (16)

1.一种支持基于点阵划分的下行非正交多重接取的基站，用于与强用户设备以及弱用户设备进行通信，其特征在于，所述基站包括：

收发器；以及

处理器，耦接所述收发器，其中所述处理器经配置以执行：

将所述弱用户设备的至少一最高有效位调制为具有第一传输功率；

将所述弱用户设备的至少一最低有效位调制为具有第二传输功率，其中所述第二传输功率小于所述第一传输功率；以及

将所述强用户设备的至少一第二最高有效位调制为具有第三传输功率，其中所述第三传输功率介于所述第一传输功率与所述第二传输功率之间。

2.根据权利要求1所述的基站，其中所述处理器还经配置以执行：

根据所述至少一最低有效位的数量决定所述第三传输功率。

3.根据权利要求1所述的基站，其中所述处理器还经配置以执行：

根据所述至少一第二最高有效位的数量决定所述第一传输功率。

4.根据权利要求1所述的基站，其中所述处理器还经配置以执行：

将所述强用户设备的至少一第二最低有效位调制为具有第四传输功率，其中所述第四传输功率小于所述第三传输功率。

5.根据权利要求4所述的基站，其中所述第四传输功率小于所述第二传输功率。

6.根据权利要求5所述的基站，其中所述处理器还经配置以执行：

根据所述至少一第二最低有效位的数量决定所述第二传输功率。

7.根据权利要求4所述的基站，其中所述第四传输功率大于所述第二传输功率。

8.根据权利要求7所述的基站，其中所述处理器还经配置以执行：

根据所述至少一最低有效位的数量决定所述第四传输功率。

9.一种用于与强用户设备以及弱用户设备进行通信的调制方法，适用于支持基于点阵划分的下行非正交多重接取的基站，其特征在于，所述调制方法包括：

将所述弱用户设备的至少一最高有效位调制为具有第一传输功率；

将所述弱用户设备的至少一最低有效位调制为具有第二传输功率，其中所述第二传输功率小于所述第一传输功率；以及

将所述强用户设备的至少一第二最高有效位调制为具有第三传输功率，其中所述第三传输功率介于所述第一传输功率与所述第二传输功率之间。

10.根据权利要求9所述的调制方法，其中将所述强用户设备的所述至少一第二最高有效位调制为具有所述第三传输功率的步骤包括：

根据所述至少一最低有效位的数量决定所述第三传输功率。

11.根据权利要求9所述的调制方法，其中将所述弱用户设备的所述至少一最高有效位调制为具有所述第一传输功率的步骤包括：

根据所述至少一第二最高有效位的数量决定所述第一传输功率。

12.根据权利要求9所述的调制方法，还包括：

将所述强用户设备的至少一第二最低有效位调制为具有第四传输功率，其中所述第四传输功率小于所述第三传输功率。

13.根据权利要求12所述的调制方法，其中所述第四传输功率小于所述第二传输功率。

14.根据权利要求13所述的调制方法，其中将所述弱用户设备的所述至少一最低有效位调制为具有所述第二传输功率的步骤包括：

根据所述至少一第二最低有效位的数量决定所述第二传输功率。

15.根据权利要求12所述的调制方法，其中所述第四传输功率大于所述第二传输功率。

16.根据权利要求15所述的调制方法，其中将所述强用户设备的所述至少一第二最低有效位调制为具有所述第四传输功率的步骤包括：

根据所述至少一最低有效位的数量决定所述第四传输功率。

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