TW201840139A - 非正交多工資料傳輸方法及傳輸裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提出一種非正交多工的資料傳輸方法，以及使用該方法的傳輸裝置。所述方法包括：依據速龍碼編碼方式針對多數個資料以及分別對應於該些資料的多數個識別碼進行通道編碼，以產生速龍碼字，其中該些識別碼分別對應多數個接收端。調變速龍碼字以產生多數個調變符元，並廣播該些調變符元。

Description

非正交多工資料傳輸方法及傳輸裝置
本發明是有關於一種資料傳輸方法及裝置，且特別是有關於一種非正交多工資料傳輸方法及傳輸裝置。
由於非正交多工存取（Non-Orthogonal Multiple Access，NOMA）技術在相同頻寬資源下可提供比傳統正交多工存取技術更高的傳輸效率，其已被視為第五代無線通訊系統的多工存取候選技術之一。
在NOMA系統當中，用戶多工存取可以在傳輸端的功率域中進行，而後在接收端使用連續性干擾消除（Successive Interference Cancellation，SIC）技術將多用戶訊號分離開來。具體而言，為了能夠在各個用戶設備端正確地解調出基站傳送的多個用戶資料，在總傳輸功率固定的情況下，NOMA系統會為具有較差通道條件的用戶設備配置較多的傳輸功率，並為具有較佳通道條件的用戶設備配置較少的傳輸功率。藉此，可使用戶設備端透過執行SIC技術來解碼並獲得其本身的用戶資料。然而，利用調整功率實現的非正交多工存取仍存在一些待解決的問題，例如，由於傳輸功率是由基站依據用戶設備的位置而定，因此當多個用戶設備的位置相近時，其被分配的傳輸功率也會相近，如此，容易造成用戶設備執行SIC的效率與正確率降低。
因此，如何解決NOMA系統中位置相近的用戶設備之間的訊號干擾，從而導致的頻寬效益降低問題，實為本領域技術人員所關心的議題之一。
本發明提供一種非正交多工資料傳輸方法及傳輸裝置。
本發明提出一種傳輸裝置，適用於非正交多工的資料傳輸，包括：速龍碼編碼電路、調變電路以及收發電路。速龍碼編碼電路依據速龍碼編碼方式針對多數個資料以及分別對應於多數個資料的多數個識別碼進行通道編碼，以產生速龍碼字，其中多數個識別碼分別對應多數個接收端。調變電路耦接速龍碼編碼電路並調變速龍碼字以產生多數個調變符元。收發電路耦接調變電路並廣播多數個調變符元。
本發明提出一種非正交多工的資料傳輸方法，包括：依據速龍碼編碼方式針對多數個資料以及分別對應於多數個資料的多數個識別碼進行通道編碼，以產生速龍碼字，其中多數個識別碼分別對應多數個接收端。調變速龍碼字以產生多數個調變符元，並廣播多數個調變符元。
基於上述，本發明可以使用錯誤更正編碼程序來達成非正交多工存取的目的，避免使用功率域實施非正交多工存取技術而導致系統效能容易受接收端的位置影響。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1繪示依據本揭露的一實施例適用於非正交多工的資料傳輸的傳輸裝置的電路圖。圖1的實施例是以下行鏈路為範例，然而，本領域技術人員應可由圖1的實施例輕易推知本發明亦可實施於上行鏈路的情形。
在本實施例中，傳輸裝置100適用於非正交多工的資料傳輸，其可包括：速龍碼編碼電路110、調變電路130以及收發電路150。調變電路130耦接速龍碼編碼電路110，其可調變速龍碼字以產生多數個調變符元。舉例而言，調變電路130可對速龍碼字RC進行正交振幅調變，將速龍碼字RC轉換為多個正交振幅調變符元（QAM Symbols）MS，以供收發電路150發送。收發電路150耦接調變電路130，其可在調變電路130產生多數個調變符元MS後，廣播多數個調變符元MS給各個接收端。
速龍碼（Raptor Code）編碼電路110具有多個訊號輸入端，可用以接收多數個資料，各資料中分別包含對應於各資料的多數個識別碼，且各個識別碼分別對應多數個接收端。舉例而言，以速龍碼編碼電路110接收N個資料（資料b1，…，資料bN等）為例，N個資料（資料b1，…，資料bN等）分別包含對應於各資料的N個識別碼（ID1，…，IDN等），且N個識別碼（ID1，…，IDN等）分別對應N個接收端。速龍碼編碼電路110可依據速龍碼編碼方式針對N個資料b1~bN（N為正整數）進行通道編碼（Channel Coding），亦即，在資料b1~bN的每一均為二位元訊號的階段時，將資料b1~bN共同編碼並轉換為速龍碼字RC。
速龍碼可為噴泉碼（Fountain Code）的一種，速龍碼的編碼方式可將資料b1~bN編寫為一串具有無限的編碼符元序列的速龍碼字RC。在理想情況下，在速龍碼字RC經調變而轉換為具有無限編碼符元序列的多數個調變符元MS後，接收端僅須從傳輸裝置100持續廣播的多數個調變符元MS中獲得大小和原始資料b1~bN相同或稍大的子集合，即可將其還原成包含資料b1~bN的速龍碼字RC'，並由速龍碼字RC'還原出原始的資料b1~bN，其中，速龍碼字RC'為速龍碼字RC的子集合。
在本實施例中，速龍碼編碼電路110可包括多數個錯誤更正碼（Error-Correction Code，ECC）編碼電路113以及抹除碼（Erasure Code）編碼電路111。每個錯誤更正碼編碼電路113都分別具有一個訊號輸入端，以分別接收資料b1~bN。錯誤更正碼編碼電路113依據錯誤更正碼方式針對資料b1~bN以及分別對應於資料b1~bN的識別碼ID1~IDN進行編碼，以產生分別對應於識別碼ID1~IDN的多個錯誤更正碼碼字L1~LN。錯誤更正碼可例如是低密度奇偶檢查碼（Low-Density Parity-Check，LDPC）或BCH碼等不同種類的錯誤更正碼，本發明並不限於此。舉例而言，錯誤更正碼編碼電路113可分別依據LDPC編碼方式分別針對資料b1~bN以及與其各自對應的識別碼ID1~IDN進行編碼，以分別輸出錯誤更正碼碼字L1~LN。
抹除碼編碼電路111耦接錯誤更正碼編碼電路113以及調變電路130，其可依據抹除碼方式針對錯誤更正碼碼字L1~LN進行編碼，將錯誤更正碼碼字L1~LN轉換為速龍碼字RC。接著，再由調變電路130調變速龍碼字RC以產生多數個調變符元MS。抹除碼編碼電路111使用的抹除碼可例如是盧比變換（Luby Transform，LT）碼，本發明並不限於此。
在本實施例中，傳輸裝置100可例如是eNB（演進節點B）、家用eNB（Home eNB）、高級基地台（Advanced Base Station，ABS）、基站收發系統（Base Transceiver System，BTS）、存取點、本籍基地台（Home BS）、中繼器、中間節點、中間設備以及/或者基於衛星的通訊基地台，但本發明的可實施方式並不限於此。
調變電路130可透過例如振幅偏移調變（Amplitude-Shift Keying，ASK）、相位偏移調變（Phase-Shift Keying，PSK）、正交振幅調變（Quadrature Amplitude Modulation，QAM）以及頻率偏移調變（Frequency-Shift Keying，FSK）等方式調變輸入訊號，將輸入訊號轉換為調變符元（Modulation Symbols）以供收發電路發送，但本發明的可實施方式並不限於此。
收發電路150可例如是傳送器電路、類比-數位（Analog-to-Digital，A/D）轉換器、數位-類比（Digital-to-Analog，D/A）轉換器、低噪音放大器、混頻器、濾波器、阻抗匹配器、傳輸線、功率放大器、一個或多個天線電路及本地儲存媒體元件的其中之一或其組合，但本發明並不限於此。
圖2繪示依據本揭露的一實施例適用於非正交多工的資料傳輸的接收端的電路圖。圖2的實施例是以下行鏈路為範例，然而，本領域技術人員應可由圖2的實施例輕易推知本發明亦可實施於上行鏈路的情形。
在本實施例中，接收端200適用於非正交多工的資料傳輸，其可包括：速龍碼解碼電路210、解調變電路230以及收發電路250。在本實施例中，假設與接收端200對應的資料為資料bn以及識別碼IDn，其中1≦n≦N且n為正整數。
收發電路250可接收對應於多個資料的多數個調變符元，本實施例以收發電路250接收具有N個資料（資料b1，…，資料bN）的一組調變符元NS為例，並假設對應於接收端200的資料為資料bn，其中1≦n≦N且n為正整數。解調變電路230耦接收發電路250。解調變電路230可對調變符元進行解調，以還原出經調變前的訊號。
在本實施例中，接收端200可接收多數個調變符元NS，並針對多數個調變符元NS進行解調變以及解碼，以獲得N個資料b1~bN以及與資料b1~bN分別對應的識別碼ID1~IDN，並且，接收端200可針對識別碼ID1~IDN進行識別，由識別碼ID1~IDN之中選出對應於接收端200的選中識別碼IDn。接著，接收端可依據選中識別碼IDn讀取對應選中識別碼IDn的資料bn。
詳細而言，解調變電路230可解調該組調變符元NS以獲得速龍碼字RC'。例如，假設該組調變符元NS為正交振幅調變符元，則解調變電路230可對該組調變符元NS進行正交振幅解調，將組調變符元NS轉換為包含了N個資料（資料b1，…，資料bN）的速龍碼字RC'。
在本實施例中，多數個調變符元NS為多數個調變符元MS的子集合，而多數個調變符元MS可以由傳輸裝置100依據速龍碼編碼方式針對N個資料b1~bN進行通道編碼而產生。於圖1實施例提到的速龍碼特性，在理想情況下，接收端200僅須由多數個調變符元MS中接收大小和原始資料b1~bN相同或稍大的子集合，例如所述多數個調變符元NS，即可將其還原成包含資料b1~bN的速龍碼字RC'，並由速龍碼字RC'還原出原始的資料b1~bN。
速龍碼解碼電路210耦接解調變電路230，在解調變電路230解調出速龍碼字RC'後，速龍碼解碼電路210可針對速龍碼字RC'進行解碼，由識別碼ID1~IDN中識別出對應於接收端200的選中識別碼IDn，接著，接收端200便可藉由選中識別碼IDn識別出屬於接收端200的資料n並進行讀取。
在本實施例中，速龍碼解碼電路210可包括抹除碼解碼電路211以及錯誤更正碼解碼電路213。抹除碼解碼電路210耦接解調變電路230，其可依據抹除碼方式針對速龍碼字RC'進行解碼，以獲得對應N個資料（資料b1，…，資料bN）的錯誤更正碼碼字LC。抹除碼解碼電路211使用的抹除碼可例如是LT碼，本發明並不限於此。
錯誤更正碼解碼電路213耦接抹除碼解碼電路211，在抹除碼解碼電路211獲得錯誤更正碼碼字LC後，錯誤更正碼解碼電路213可依據錯誤更正碼針對錯誤更正碼碼字LC進行解碼，以獲得選中識別碼IDn，並藉由選中識別碼IDn識別出屬於接收端200的資料n。錯誤更正碼可例如是LDPC碼或BCH碼等不同種類的錯誤更正碼，本發明並不限於此。
此外，接收端200可例如是移動站、先進移動站（Advanced Mobile Station，AMS）、伺服器、用戶端、桌上型電腦、膝上型電腦、網路電腦、工作站、個人數位助理（Personal Digital Assistant，PDA）、平板電腦（Tablet Personal Computer、Tablet PC）、掃描器、電話裝置、尋呼機、相機、電視、掌上型視頻遊戲裝置、音樂裝置、無線感測器等等，但本發明的可實施方式並不限於此。
解調變電路230可使用例如振幅偏移調變、相位偏移調變、正交振幅調變以及頻率偏移調變等調變方式對調變符元進行解調，以還原出經調變前的訊號，但本發明的可實施方式並不限於此。
在另一方面，收發電路250可例如是傳送器電路、類比-數位（Analog-to-Digital，A/D）轉換器、數位-類比（Digital-to-Analog，D/A）轉換器、低噪音放大器、混頻器、濾波器、阻抗匹配器、傳輸線、功率放大器、一或多個天線電路及本地儲存媒體元件的其中之一或其組合，但本發明並不限於此。
圖3繪示依據本揭露的一實施例非正交多工的資料傳輸方法的流程圖。在步驟S301中，速龍碼編碼電路110依據速龍碼編碼方式針對多數個資料b1~bN以及分別對應於資料的多數個識別碼ID1~IDN進行通道編碼，以產生速龍碼字RC，其中識別碼ID1~IDN分別對應多數個接收端。在步驟S303中，調變電路130調變速龍碼字RC以產生多數個調變符元MS。在步驟S305中，收發電路150廣播調變符元MS。
關於上述步驟的實施細節，在前述的實施例中已有詳盡的說明，此處恕不多贅述。
綜上所述，本發明可以使用錯誤更正編碼程序來達成非正交多工存取的目的。多個接收端可透過各自對應的識別碼以將屬於自身的資料從接收到的多個資料中分離出來。此外，本發明的接收端並不須透過SIC技術從接收的訊號中解調出屬於自身的資料，因此，在多個接收端位置相近的情況下，接收端之間也不會因為各自資料的傳輸功率相近而互相干擾，造成頻寬效益降低。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧傳輸裝置
110‧‧‧速龍碼編碼電路
111‧‧‧抹除碼編碼電路
113‧‧‧錯誤更正碼編碼電路
130‧‧‧調變電路
150、250‧‧‧收發電路
200‧‧‧接收端
210‧‧‧速龍碼解碼電路
211‧‧‧抹除碼解碼電路
213‧‧‧錯誤更正碼解碼電路
230‧‧‧解調變電路
b1、bN、bn‧‧‧資料
ID1、IDN、IDn‧‧‧識別碼
L1、LN、LC‧‧‧錯誤更正碼碼字
MS、NS‧‧‧多數個調變符元
RC、RC'‧‧‧速龍碼字
S301、S303、S305‧‧‧步驟
圖1繪示依據本揭露的一實施例適用於非正交多工的資料傳輸的傳輸裝置的電路圖。 圖2繪示依據本揭露的一實施例適用於非正交多工的資料傳輸的接收端的電路圖。 圖3繪示依據本揭露的一實施例非正交多工的資料傳輸方法的流程圖。

Claims (13)

  1. 一種傳輸裝置，適用於非正交多工的資料傳輸，包括： 一速龍碼編碼電路，依據速龍碼編碼方式針對多數個資料以及分別對應於該些資料的多數個識別碼進行通道編碼，以產生一速龍碼字，其中該些識別碼分別對應多數個接收端； 一調變電路，耦接該速龍碼編碼電路，該調變電路調變該速龍碼字以產生多數個調變符元；以及 一第一收發電路，耦接該調變電路，該第一收發電路廣播該些調變符元。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的傳輸裝置，其中該速龍碼編碼電路，更包括： 多數個錯誤更正碼編碼電路，依據錯誤更正碼方式針對該些資料以及分別對應該些資料的該些識別碼進行編碼，以產生分別對應於該些識別碼的多數個錯誤更正碼碼字；以及 一抹除碼編碼電路，依據抹除碼方式針對該些錯誤更正碼碼字進行編碼，以獲得該速龍碼字。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的傳輸裝置，其中該錯誤更正碼為BCH碼以及低密度奇偶檢查碼的其中之一，且該抹除碼為盧比變換碼。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的傳輸裝置，其中該些接收端中的一第一接收端接收該些調變符元的子集合，並針對該些調變符元的子集合進行解調以及解碼，以獲得該些資料及該些識別碼，並且，該第一接收端識別該些識別碼以獲得對應於該第一接收端的一選中識別碼，以讀取對應該選中識別碼的資料。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的傳輸裝置，其中該第一接收端包括： 一第二收發電路，接收該些調變符元的子集合； 一解調變電路，耦接該第二收發電路，該解調變電路解調該些調變符元的子集合，以獲得對應於該些資料的該速龍碼字的子集合；以及 一速龍碼解碼電路，耦接該解調變電路，該速龍碼解碼電路針對該速龍碼字的子集合進行解碼，以獲得對應於該第一接收端的該選中識別碼。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的傳輸裝置，其中該第一接收端更包括： 一抹除碼解碼電路，耦接該解調變電路，該抹除碼解碼電路依據抹除碼方式針對該速龍碼字的子集合進行解碼，以獲得對應於該些資料的一第一錯誤更正碼碼字；以及 一錯誤更正碼解碼電路，耦接該抹除碼解碼電路，該錯誤更正碼解碼電路依據錯誤更正碼針對該第一錯誤更正碼碼字進行解碼，以獲得該選中識別碼。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的傳輸裝置，其中各該資料為二位元訊號。
  8. 一種非正交多工的資料傳輸方法，包括： 依據速龍碼編碼方式針對多數個資料以及分別對應於該些資料的多數個識別碼進行通道編碼，以產生一速龍碼字，其中該些識別碼分別對應多數個接收端；以及 調變該速龍碼字以產生多數個調變符元，並廣播該些調變符元。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的資料傳輸方法，更包括： 依據錯誤更正碼方式針對該些資料以及分別對應該些資料的該些識別碼進行編碼，以產生分別對應於該些識別碼的多數個錯誤更正碼碼字；以及 依據抹除碼方式針對該些錯誤更正碼碼字進行編碼，以獲得該速龍碼字。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的資料傳輸方法，其中該錯誤更正碼為BCH碼以及低密度奇偶檢查碼的其中之一，且該抹除碼為盧比變換碼。
  11. 如申請專利範圍第8項所述的資料傳輸方法，更包括： 由各該接收端接收該些調變符元的子集合，並針對該些調變符元的子集合進行解調以及解碼，以獲得該些資料及該些識別碼；以及 識別該些識別碼以獲得一選中識別碼，並讀取對應該選中識別碼的資料。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的資料傳輸方法，更包括： 由該接收端解調該些調變符元的子集合，以獲得對應於該些資料的該速龍碼字的子集合； 由該接收端依據抹除碼方式針對該速龍碼字的子集合進行解碼，以獲得一第一錯誤更正碼碼字；以及 由該接收端依據錯誤更正碼針對該第一錯誤更正碼碼字進行解碼，以獲得該些資料及該些識別碼。
  13. 如申請專利範圍第8項所述的資料傳輸方法，其中各該資料為二位元訊號。
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