TWI618435B - Uplink detection method and device in non-orthogonal multiple access system - Google Patents

Uplink detection method and device in non-orthogonal multiple access system Download PDF

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TWI618435B
TWI618435B TW105124392A TW105124392A TWI618435B TW I618435 B TWI618435 B TW I618435B TW 105124392 A TW105124392 A TW 105124392A TW 105124392 A TW105124392 A TW 105124392A TW I618435 B TWI618435 B TW I618435B
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Abstract

本發明揭露了一種非正交多址接入系統中的上行檢測方法及裝置。其方法包括：重複對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測，直至滿足檢測結束條件，第一終端集合由可能在非正交多址接入傳輸單元塊上發送上行資料的終端構成；對每個重複週期內進行導頻啟動檢測確定的第二終端集合中的各終端進行通道估計，第二終端集合有在非正交多址接入傳輸單元塊上實際發送上行資料的終端構成；對每個重複週期內第二終端集合中的各終端進行資料通道的檢測解碼。本發明實施例提供的技術方案，有效降低基地台側導頻啟動檢測和資料檢測的差錯概率，提升了導頻啟動檢測和資料檢測的準確性。

Description

非正交多址接入系統中的上行檢測方法及裝置
本發明屬於通信技術領域，尤其是關於一種非正交多址接入系統中的上行檢測方法及裝置。
第5代移動通信系統(簡稱5G)提出了千兆位元速率(Gbps)使用者體驗速率、超高流量密度、超大連接數、頻譜效率提升、時延降低等技術需求。
為滿足5G對於超大連接數的要求，引入了非正交多址接入技術。
針對要求支持大連接數、低時延、高可靠的5G的移動物聯網應用場景，如果沿用4G系統上行調度演算法，需要大量控制傳訊，其傳訊開銷較大。當連接數量達到一定程度，調度的使用者數受限於控制通道資源。因此，針對移動物聯網應用需要採用免調度機制。
長期演進(LTE)系統因採用調度機制，基地台知道每個用戶的上行導頻發送時刻和位置，從而進行上行檢測。而在終端採用免調度機制接入的情況下，基地台並不知道終端何時發送了資料。這種情況下， 基地台側如何進行上行檢測，是目前需要解決的問題。
本發明提供一種非正交多址接入系統中的上行檢測方法及裝置，以實現終端採用免調度機制接入的情況下基地台側的上行檢測，以滿足5G移動通信系統的海量連接要求。
本發明的技術方案如下。
一方面，本發明提供了一種非正交多址接入系統中的上行檢測方法，包括：重複對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測，直至滿足檢測結束條件，該第一終端集合由可能在該非正交多址接入傳輸單元塊上發送上行資料的終端構成，該非正交多址接入傳輸單元塊由同一個非正交多址接入技術的圖樣矩陣內佔用相同時頻資源的所有非正交多址接入基本傳輸單元構成；在該非正交多址接入傳輸單元塊的時頻資源上，對每個重複週期內進行導頻啟動檢測確定的第二終端集合中的各終端進行通道估計，該第二終端集合由在該非正交多址接入傳輸單元塊上實際發送上行資料的終端構成；根據每個重複週期內第二終端集合中的各終端的通道估計結果和該非正交多址接入傳輸單元塊的時頻資源上的上行資料信號進行資料通道的檢測解碼。
可選的，該檢測結束條件包括以下至少一條： 導頻啟動檢測的重複次數達到重複次數閾值；至少兩個重複週期內進行導頻啟動檢測確定的第二終端集合相同；至少兩個重複週期內進行資料通道的檢測解碼確定的導頻先驗存在概率的相對差值比例不大於設定相對差值比例閾值。
基於上述任意方法實施方式，可選的，該對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測的步驟可以包括：基於導頻信號接收功率，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測。
可選的，該基於導頻信號接收功率，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測的步驟包括：對該非正交多址接入傳輸單元塊上的導頻信號在頻域進行最小二乘(LS)通道估計，得到頻域LS通道估計值；將該頻域LS通道估計值變換到時域，得到時域通道估計值；根據該時域通道估計值確定檢測統計量和判決門限干擾雜訊功率；根據該檢測統計量和判決門限干擾雜訊功率確定該第二終端集合。
可選的，該對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測的步驟可以包括： 基於導頻信號相關性，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測。
可選的，該基於導頻信號相關性，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測的步驟包括：確定該非正交多址接入傳輸單元塊的時頻資源的每個上行子載波上的導頻信號的自相關矩陣；確定該非正交多址接入傳輸單元塊的時頻資源的每個上行子載波上的導頻信號的自相關矩陣的平均值；確定該平均值中的最大特徵值和最小特徵值；根據該最小特徵值和最大特徵值確定該第二終端集合。
基於上述任意方法實施方式，可選的，該第一終端集合中的終端包括本社區的終端和鄰社區的終端。
另一方面，本發明還提供了一種非正交多址接入系統中的上行檢測裝置，包括：處理器，用於讀取記憶體中的程式，執行下列過程：重複對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測，直至滿足檢測結束條件，該第一終端集合由可能在該非正交多址接入傳輸單元塊上發送上行資料的終端構成，該非正交多址接入傳輸單元塊由同一個非正交多址接入技術的圖樣矩陣內佔用相同時頻資源的所有非正交多址接入基本傳輸單元構成；在該非正交多址接入傳輸單元塊的時頻資源上，對每個重複週期內進行導頻啟動檢測確定的第二終端集合中的各終端進行通道估計， 該第二終端集合由在該非正交多址接入傳輸單元塊上實際發送上行資料的終端構成；根據每個重複週期內第二終端集合中的各終端的通道估計結果和該非正交多址接入傳輸單元塊的時頻資源上的上行資料信號進行資料通道的檢測解碼；收發機，用於在處理器的控制下接收和發送資料；記憶體，用於保存處理器執行操作時所使用的資料。
可選的，該檢測結束條件包括以下至少一條：導頻啟動檢測的重複次數達到重複次數閾值；至少兩個重複週期內進行導頻啟動檢測確定的第二終端集合相同；至少兩個重複週期內進行資料通道的檢測解碼確定的導頻先驗存在概率的相對差值比例不大於設定相對差值比例閾值。
基於上述任意裝置，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測時，處理器可以從記憶體中讀取程式，執行下列過程：基於導頻信號接收功率，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測。
可選的，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測時，處理器可以從記憶體中讀取程式，執行下列過程：對該非正交多址接入傳輸單元塊上的導頻信號在頻域進行 最小二乘(LS)通道估計，得到頻域LS通道估計值；將該頻域LS通道估計值變換到時域，得到時域通道估計值；根據該時域通道估計值確定檢測統計量和判決門限干擾雜訊功率；根據該檢測統計量和判決門限干擾雜訊功率確定該第二終端集合。
可選的，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測時，處理器可以從記憶體中讀取程式，執行下列過程：基於導頻信號相關性，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測。
可選的，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測時，處理器可以從記憶體中讀取程式，執行下列過程：確定該非正交多址接入傳輸單元塊的時頻資源的每個上行子載波上的導頻信號的自相關矩陣；確定該非正交多址接入傳輸單元塊的時頻資源的每個上行子載波上的導頻信號的自相關矩陣的平均值；確定該平均值中的最大特徵值和最小特徵值；根據該最小特徵值和最大特徵值確定該第二終端集合。
基於上述任意裝置，可選的，該第一終端集合中的終端包括 本社區的終端和鄰社區的終端。
本發明實施例提供的技術方案，實現了非正交多址接入系統中，終端免調度的情況下基地台側的上行檢測。通過免啟動檢測可以確定實際接入的終端數量，並通過重複執行免啟動檢測及資料檢測，有效降低基地台側導頻啟動檢測和資料檢測的差錯概率，提升了導頻啟動檢測和資料檢測的準確性，滿足了5G系統海量連接要求。
100-120、200-230‧‧‧步驟
301‧‧‧導頻啟動檢測模組
302‧‧‧通道估計模組
303‧‧‧資料檢測模組
400‧‧‧處理器
410‧‧‧收發機
420‧‧‧記憶體
圖1為本發明一些實施例提供的方法流程圖；圖2為本發明一些實施例提供的方法流程圖；圖3為本發明一些實施例提供的裝置示意圖；圖4為本發明一些實施例提供的基地台結構示意圖；以及圖5為本發明場景一對應的實施例中非正交多址接入傳輸單元塊示意圖。
在對本發明實施例提供的技術方案進行詳細描述之前，首先對非正交多址接入傳輸單元塊進行說明。
本發明實施例中，非正交多址接入傳輸單元塊由同一個非正交多址接入技術的圖樣矩陣內佔用相同時頻資源的所有非正交多址接入基本傳輸單元構成，其佔用的時頻資源大小為LTE版本8(release8)標準版 定義的LTE系統中的物理資源塊(PRB)的N倍，N為上述圖樣矩陣的行數。
非正交多址接入基本傳輸單元在時頻資源上的映射可以採用集中式排列，也可以採用分散式排列。其中，集中式排列是指一個非正交多址接入基本傳輸單元關聯的資料符號集中排列；而分散式排列是指一個非正交多址接入基本傳輸單元關聯的資料符號分散排列。分散式排列時，基本傳輸單元對應的圖樣向量各行關聯的資料符號分散排列並映射到不同的PRB中。上述兩種排列方式均適用於本發明。
以下本發明各實施例中，均以圖樣分割多址接入(Pattern Division Multiple Access，PDMA)技術為例進行說明。應當指出的是，其他非正交多址接入技術也適用於本發明實施例，其實現方式可以參照下述各實施例的實現方式。
PDMA基本傳輸單元是時間域資源、頻率域資源、圖樣向量資源和導頻資源四個域資源組成的四元組。其中，PDMA基本傳輸單元對應的時間域資源以一個或者多個OFDM符號為基本單位；PDMA基本傳輸單元對應的頻率域資源以頻域子載波組為基本單位，頻域子載波組包含的子載波個數是非正交多址接入圖樣矩陣行數的整數倍；PDMA基本傳輸單元對應的圖樣向量資源以非正交多址接入圖樣矩陣中的一列為基本單位；PDMA基本傳輸單元對應的導頻資源以一組正交導頻集合 中的一個正交導頻為基本單位。
本發明實施例中，假設分配給不同終端的導頻是完全正交的，具體的正交方式可以但不限於以下的一種或者多種方式的組合：碼分複用(CDM)、頻分複用(FDM)和時分複用(TDM)。
下面結合附圖對本發明實施例進行詳細描述。
本發明一些實施例提供的一種非正交多址接入系統中的上行檢測方法，如圖1所示，具體包括如下步驟。
步驟100、重複對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測，直至滿足檢測結束條件，第一終端集合由可能在該非正交多址接入傳輸單元塊上發送上行資料的終端構成。
本發明實施例中，不對如何確定第一終端集合的具體實現方式進行限定。例如，將本社區記載的全部終端作為第一終端集合中的終端，可選的，還將從鄰社區獲知的終端作為第一終端集合中的終端。第一終端集合包括的終端數量取決於基地台的實際處理能力。
步驟110、在上述非正交多址接入傳輸單元塊的時頻資源上，對每個重複週期內進行導頻啟動檢測確定的第二終端集合中的各終端進行通道估計，該第二終端集合有在該非正交多址接入傳輸單元塊上實際發送上行資料的終端構成。
步驟120、根據每個重複週期內第二終端集合中的各終端的通道估計結果和上述非正交多址接入傳輸單元塊的時頻資源上的上行資料信號進行資料通道的檢測解碼。
本發明實施例提供的方法，實現了非正交多址接入系統中， 終端免調度的情況下基地台側的上行檢測。通過免啟動檢測可以確定實際接入的終端數量，並通過重複執行免啟動檢測及資料檢測，有效降低基地台側導頻啟動檢測的差錯概率，提升了導頻啟動檢測的準確性，滿足了5G系統海量連接要求。
本發明實施例中，導頻啟動檢測的實現原理如下：假設終端採用單發射天線，非正交多址接入傳輸單元塊內支援的線上終端總數為M(即第一終端集合中的終端數量)，實際有業務發送的終端集合(第二終端集合)中的終端數量為K，導頻序列長度為L pilot ，則基地台側的導頻信號可表示為：
其中， p 是接收的導頻信號向量，維度為ML pilot ×1； H s 為等效通道估計矩陣，維度為ML pilot ×ML pilot ，定義如下： 其中，和都是L pilot ×L pilot 的對角矩陣(k=1,2,…M),的對角線上元素表示導頻子載波的通道係數，是對角線元素為全1或者全0的對角矩陣，當終端k有資料發送時，對角線元素為全1，否則全0。 I 和 H 分別表示所有終端通道係數矩陣和示性函數的對角矩陣，定義如下：
B 為所有M個終端導頻序列組成的列向量，，維度是ML pilot ×1，其中，都是L pilot ×1的列向量(k=1,2,…M)； n 為包含鄰社區干擾和社區內熱雜訊在內的干擾雜訊向量，維度為ML pilot ×1。
根據上述公式可知，導頻啟動檢測的目標是判斷檢測矩陣I中的矩陣(k=1,2,…M)中哪些對角線元素為全0，哪些對角線元素為全1。取值為0則為未發送資料的終端，取值為1則為有資料發送的終端。
本發明實施例中，可選的，上述檢測結束條件包括以下至少一條：導頻啟動檢測的重複次數達到重複次數閾值；至少兩個重複週期內進行導頻啟動檢測確定的第二終端集合相同；至少兩個重複週期內進行資料通道的檢測解碼確定的導頻先驗存在概率的相對差值比例不大於設定相對差值比例閾值。
其中，導頻啟動檢測的重複次數是指對第一終端集合的導頻啟動檢測的重複次數。
上述實施例可以但不僅限於通過圖2所示的流程圖表示。其中：
步驟200、判斷是否滿足上述檢測結束條件，如果滿足，流程結束，否則，執行步驟210。
步驟210、對非正交多址接入傳輸單元塊上的第一終端集合中的各個終端進行導頻啟動檢測，執行步驟220。
步驟210的執行結果為確定出第二終端集合。
步驟220、對第二終端集合中的各終端進行通道估計，執行步驟230。
步驟230、根據第二終端集合中各終端的通道估計結果和上行資料信號，進行資料通道的檢測解碼，返回步驟200。
步驟230執行的結果至少包括確定出導頻先驗存在概率。
基於上述任意方法實施例，可選的，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測的一種實現方式可以是：基於導頻信號接收功率，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測。
基於導頻信號接收功率，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測的具體實現方式有多種。本發明實施例提供一種可選的實現方式如下：確定上述非正交多址接入傳輸單元塊的時頻資源的每個上行子載波上的導頻信號的平均功率；基於該平均功率，確定上述非正交多址接入傳輸單元塊的時頻資源的所有上行子載波上的導頻信號的協方差矩陣的平均值；根據該協方差矩陣的平均值確定上述第二終端集合。
假設終端k在第nsub個子載波上、第nr根接收天線上的通道 估計值Hk,nr(nsub)，對於無數據發送的終端，所有天線上的平均功率；對於有資料發送的終端，，其中，σ 2表示干擾熱雜訊功率，P1表示上行功率控制條件下單位資源元素(RE)的平均接收信號功率。因此，可以利用傳統的通道估計演算法完成所有線上終端所佔用的PDMA基本傳輸單元對應的導頻資源的通道估計，再利用上述導頻信號的運算式判斷哪些PDMA基本傳輸單元有終端進行資料發送。具體的：
步驟一、對非正交多址接入傳輸單元塊上的導頻在頻域進行最小二乘(LS)通道估計，得到頻域LS通道估計值。
步驟二、將該頻域LS通道估計值變換到時域，得到時域通道估計值。
其中，可以但不僅限於進行離散傅裡葉逆變換(IDFT)變換到時域。
步驟三、根據該時域通道估計值計算檢測統計量Λ和判決門限干擾雜訊功率。
具體的：選取目標終端的時域信號窗，計算時域信號窗內導頻的接收功率，作為檢測統計量Λ；
其中，k表示終端編號，N R 為接收信號的天線個數，n sub 表示子載波索引，N sub 表示總的子載波個數。
定義判決門限為Th=β‧σ 2，其中，σ 2為干擾雜訊功率，β可 以根據目前的虛警率來進行選擇，例如：β=3。
其中，干擾雜訊功率的計算包括但不限於以下兩種方法：方法1：當導頻分配時預留了至少一個空閒視窗，計算該空閒窗內的所有時域徑的平均功率作為干擾雜訊功率σ 2；方法2：把除了目標社區終端時域信號窗之外的全部時域徑作為候選干擾雜訊窗，按照功率值對候選干擾雜訊窗內的所有時域徑進行從小到大的排序，選擇前面的N個值計算平均值，作為干擾雜訊功率σ 2，其中，N取值為大於等於2的整數。
步驟四、按照下式進行判決：
可選的，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測的另一種實現方式可以是：基於導頻信號相關性，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測。
其基本思想是將多天線接收到的信號組成Hk(nsub)中(維度NR×1的列向量)元素間具有相關性，這種相關性來自於多天線信號。從而使得Hk(nsub)的自相關矩陣非對角線的元素具有非零值，使得分解的最大值和最小特徵值具備比較大的差異，而白色雜訊實際上自相關矩陣可以近似認為是對角陣，且所有特徵值幾乎相等。接收信號特徵值及雜訊特徵值的這種差異，可以用於檢測信號。
基於導頻信號相關性，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的 第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測的實現方式有多種。本發明例舉一種可選的實現方式，如下：確定非正交多址接入傳輸單元塊的時頻資源的每個上行子載波上的導頻信號的自相關矩陣；確定非正交多址接入傳輸單元塊的時頻資源的每個上行子載波上的導頻信號的自相關矩陣的平均值；確定該平均值中的最大特徵值和最小特徵值；根據最小特徵值和最大特徵值確定第二終端集合。
例如：
步驟一、計算每個子載波上導頻接收信號的自相關矩陣 R H (n sub )：
其中，N R 為接收信號的天線個數，k表示使用者索引。
步驟二、計算所有上行子載波上導頻信號的自相關矩陣的平均值：
步驟三、獲取的最大特徵值和最小特徵值，分別為λ max和λ min。
步驟四、得到檢測統計量並判決，其中檢測統計量為：Λ=λ max/λ min
步驟五、定義判決門限為γ 1，按照下式進行判決。
下面結合具體應用場景，對本發明實施例提供的技術方案進行詳細說明。
場景一：採用超載率為233%的PDMA【3,7】圖樣矩陣，基於導頻信號接收功率進行導頻啟動檢測，基地台具有2根接收天線，檢測結束條件為：導頻啟動檢測的重複次數達到重複次數閾值(取值為2)，β=3。
場景一的上行免調度的PDMA傳輸單元塊如圖5所示。
圖5中的PDMA傳輸單元塊包含了在相同的時頻資源組內的28個候選的PDMA基本傳輸單元。下面分別介紹導頻資源和PDMA圖樣向量資源的分配情況，0到6對應相同導頻資源和不同的PDMA圖樣向量，7到13同樣對應相同導頻資源和不同的圖樣向量；0、7、14、21對應同一PDMA圖樣向量和不同的導頻資源，1、8、15、22也對應同一PDMA圖樣向量、不同的導頻資源，依此類推。
不失一般性，假設採用PDMA【3,7】圖樣矩陣B PDMA,3×7，每一列上對應於兩個導頻，並且導頻在矩陣B PDMA,3×7的三行對應的三個RE資源上都發送。終端1~7映射到矩陣B PDMA,3×7的第1列到第7列，對應於導頻1~7；終端8~14同樣映射到矩陣B PDMA,3×7的第1列到第7列，對應於導頻8~14。B PDMA,3×7定義如下：
其中，Pilot User_7和Pilot User_14分別終端使用者7和終端14對應的PDMA導頻。
本實施例中，「非正交多址接入傳輸單元塊」定義為由PDMA圖樣矩陣B PDMA,3×7內佔用相同的3個PRB塊組的所有PDMA基本傳輸單元。
假設在某個時刻，終端1~6和14有資料發送，終端7~13沒有資料發送，記終端User_n在第n r 根接收天線上進行通道估計獲取的通道估計向量。
第一輪迴圈：
步驟一、判斷是否滿足檢測結束條件，不滿足，進入步驟二。
步驟二、基地台對於免調度基本單元上所有可能的線上終端集合(第一終端集合)M進行導頻啟動檢測，獲取有效終端集合(即第二終端集合)K，進入步驟三。
具體根據下式進行導頻的啟動檢測，
其中，M=14，Th=3σ 2。
判斷得到有效終端集合由終端1~6構成。
步驟三、基地台對於步驟二得到的有效終端集合K中的每個終端進行通道估計，進入步驟四。
步驟四、基地台根據步驟三的通道估計值和接收信號進行資料通道的檢測解碼，輸出經過資料檢測解碼器更新後的導頻先驗存在概率， 並返回步驟一。
其中，PDMA等效通道估計矩陣為：
其中，⊙表示矩陣的對應位置元素點乘；
第二輪迴圈：
步驟一、判斷是否滿足檢測結束條件，不滿足，進入步驟二。
步驟二、基地台對於免調度基本單元上所有可能的線上終端集合M進行導頻的啟動檢測，獲取有效終端集合K，進入步驟三。
根據下式進行導頻的啟動檢測，
其中，M=14，Th=3σ 2。
判斷得到第二終端集合有終端1~6和14構成。
步驟三、基地台對於步驟二得到的有效終端集合K中的每個終端進行通道估計，進入步驟四。
步驟四、基地台根據步驟三的通道估計值和接收信號進行資料通道的檢測解碼，輸出經過資料檢測解碼器更新後的導頻先驗存在概率，並返回步驟一。
其中，PDMA等效通道估計矩陣為：
其中，⊙表示矩陣的對應位置元素點乘；
第三輪迴圈：
步驟一、判斷是否滿足檢測結束條件，由於接收端檢測的迴圈次數為3，大於最大次數門限2，滿足結束條件，流程結束。
場景二：採用超載率為150%的PDMA【4,6】圖樣矩陣，基於導頻信號相關性進行導頻啟動檢測，基地台具有4根接收天線，檢測結束條件為：前後兩次導頻啟動檢測得到的有效終端集合(第二終端集合)完全相等。
不失一般性，假設採用PDMA【4,6】圖樣矩陣B PDMA,4×6，每一列上對應於兩個導頻，並且導頻在矩陣B PDMA,4×6的四行對應的四個PRB資源上都發送。終端1~6映射到矩陣B PDMA,4×6的第1列到第6列，對應於導頻1~6；終端7~12同樣映射到矩陣B PDMA,4×6的第1列到第6列，對應於導頻7~12；相鄰社區的終端13~18同樣映射到矩陣B PDMA,4×6的第1列到第6列，對應於導頻1~6。B PDMA,4×6定義如下：
其中，Pilot User_1、Pilot User_7和Pilot User_13分別表示終端1、終端7和終端13對應的PDMA導頻。
本實施例中，「非正交多址接入傳輸單元塊」定義為由PDMA圖樣矩陣B PDMA,4×6內佔用相同的4個PRB塊組上的所有PDMA基本傳輸單元。
假設在某個時刻，終端1~5、10~11、18有資料發送，其它終端沒有資料發送，記終端User_n在第n r 根接收天線上進行通道估計獲取 的通道估計向量。
第一輪迴圈：
步驟一、判斷是否滿足檢測結束條件，不滿足，進入步驟二。
步驟二、基地台對於免調度基本單元上所有可能的線上終端集合M進行導頻的啟動檢測，獲取有效終端集合K，進入步驟三。
根據下式進行導頻的啟動檢測，
其中，M=18，γ 1=2。
判斷得到集合K包含7個終端1~5、10~11。
步驟三、基地台對於步驟二得到的有效終端集合K中的每個終端進行通道估計，進入步驟四。
步驟四、基地台根據步驟三的通道估計值和接收信號進行資料通道的檢測解碼，輸出經過資料檢測解碼器更新後的導頻先驗存在概率，並進入步驟一。
其中，PDMA等效通道估計矩陣為：
其中，⊙表示矩陣的對應位置元素點乘。
第二輪迴圈：
步驟一、判斷是否滿足檢測結束條件，不滿足，進入步驟二。
步驟二、基地台對於免調度基本單元上所有可能的線上終端集合M進行導頻的啟動檢測，獲取有效終端集合K，進入步驟三。
根據下式進行導頻的啟動檢測，
其中，M=18，γ 1=2。
判斷得到集合K包含7個終端1~5、10~11。
步驟三、基地台對於步驟二得到的有效終端集合K中的每個使用者進行通道估計，進入步驟四。
步驟四、基地台根據步驟二的通道估計值和接收信號進行資料通道的檢測解碼，輸出經過資料檢測解碼器更新後的導頻先驗存在概率，進入步驟一。
其中，PDMA等效通道估計矩陣為：
其中，⊙表示矩陣的對應位置元素點乘。
第三輪迴圈：
步驟一、判斷是否滿足檢測結束條件，由於前後兩次導頻啟動檢測得到的有效終端集合完全相等，滿足檢測結束條件，流程結束。
基於與方法同樣的公開構思，本發明一些實施例還提供一種非正交多址接入系統中的上行檢測裝置，如圖3所示，包括：導頻啟動檢測模組301，用於重複對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測，直至滿足檢測結束條件，該第一終端集合由可能在該非正交多址接入傳輸單元塊上發送上行資料的終端構成；通道估計模組302，用於在該非正交多址接入傳輸單元塊的時頻資源上，對每個重複週期內進行導頻啟動檢測確定的第二終端集合中的各終端進行通道估計，該第二終端集合有在該非正交多址接入傳輸單元 塊上實際發送上行資料的終端構成；資料檢測模組303，用於根據每個重複週期內第二終端集合中的各終端的通道估計結果和該非正交多址接入傳輸單元塊的時頻資源上的上行資料信號進行資料通道的檢測解碼。
本發明實施例提供的裝置，實現了非正交多址接入系統中，終端免調度的情況下基地台側的上行檢測。通過免啟動檢測可以確定實際接入的終端數量，並通過重複執行免啟動檢測及資料檢測，有效降低基地台側導頻啟動檢測的差錯概率，提升了導頻啟動檢測的準確性，滿足了5G系統海量連接要求。
可選的，該檢測結束條件包括以下至少一條：導頻啟動檢測的重複次數達到重複次數閾值；至少兩個重複週期內進行導頻啟動檢測確定的第二終端集合相同；至少兩個重複週期內進行資料通道的檢測解碼確定的導頻先驗存在概率的相對差值比例不大於設定相對差值比例閾值。
基於上述任意裝置實施例，該導頻啟動檢測模組可以用於：基於導頻信號接收功率，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測。
可選的，該導頻啟動檢測模組用於：對該非正交多址接入傳輸單元塊上的導頻信號在頻域進行LS通道估計，得到頻域LS通道估計值；將該頻域LS通道估計值變換到時域，得到時域通道估計 值；根據該時域通道估計值確定檢測統計量和判決門限干擾雜訊功率；根據該檢測統計量和判決門限干擾雜訊功率確定該第二終端集合。
該導頻啟動檢測模組也可以用於：基於導頻信號相關性，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測。
可選的，該導頻啟動檢測模組用於：確定該非正交多址接入傳輸單元塊的時頻資源的每個上行子載波上的導頻信號的自相關矩陣；確定該非正交多址接入傳輸單元塊的時頻資源的每個上行子載波上的導頻信號的自相關矩陣的平均值；確定該平均值中的最大特徵值和最小特徵值；根據該最小特徵值和最大特徵值確定該第二終端集合。
基於上述任意裝置實施例，可選的，該第一終端集合中的終端包括本社區的終端和鄰社區的終端。
基於與方法同樣的公開構思，本發明一些實施例還提供一種基地台，如圖4所示，包括：處理器400，用於讀取記憶體420中的程式，執行下列過程：重複對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測，直至滿足檢測結束條件，該第一終端集合由 可能在該非正交多址接入傳輸單元塊上發送上行資料的終端構成；在該非正交多址接入傳輸單元塊的時頻資源上，對每個重複週期內進行導頻啟動檢測確定的第二終端集合中的各終端進行通道估計，該第二終端集合有在該非正交多址接入傳輸單元塊上實際發送上行資料的終端構成；根據每個重複週期內第二終端集合中的各終端的通道估計結果和該非正交多址接入傳輸單元塊的時頻資源上的上行資料信號進行資料通道的檢測解碼；收發機410，用於在處理器400的控制下接收和發送資料；記憶體420，用於保存處理器400執行操作時所使用的資料。
其中，在圖4中，匯流排架構可以包括任意數量的互聯的匯流排和橋，具體由處理器400代表的一個或多個處理器和記憶體420代表的記憶體的各種電路連結在一起。匯流排架構還可以將諸如週邊設備、穩壓器和功率管理電路等之類的各種其他電路連結在一起，這些都是本領域所公知的，因此，本文不再對其進行進一步描述。匯流排介面提供介面。收發機410可以是多個元件，即包括發送機和接收機，提供用於在傳輸介質上與各種其他裝置通信的單元。處理器400負責管理匯流排架構和通常的處理，記憶體420可以存儲處理器400在執行操作時所使用的資料。
可選的，該檢測結束條件包括以下至少一條：導頻啟動檢測的重複次數達到重複次數閾值；至少兩個重複週期內進行導頻啟動檢測確定的第二終端集 合相同；至少兩個重複週期內進行資料通道的檢測解碼確定的導頻先驗存在概率的相對差值比例不大於設定相對差值比例閾值。
基於上述任意基地台實施例，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測時，處理器可以從記憶體中讀取程式，執行下列過程：基於導頻信號接收功率，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測。
可選的，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測時，處理器從記憶體中讀取程式，執行下列過程：對該非正交多址接入傳輸單元塊上的導頻信號在頻域進行LS通道估計，得到頻域LS通道估計值；將該頻域LS通道估計值變換到時域，得到時域通道估計值；根據該時域通道估計值確定檢測統計量和判決門限干擾雜訊功率；根據該檢測統計量和判決門限干擾雜訊功率確定該第二終端集合。
對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測時，處理器也可以從記憶體中讀取程式，執行下列過程： 基於導頻信號相關性，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測。
可選的，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測，處理器從記憶體中讀取程式，執行下列過程：確定該非正交多址接入傳輸單元塊的時頻資源的每個上行子載波上的導頻信號的自相關矩陣；確定該非正交多址接入傳輸單元塊的時頻資源的每個上行子載波上的導頻信號的自相關矩陣的平均值；確定該平均值中的最大特徵值和最小特徵值；根據該最小特徵值和最大特徵值確定該第二終端集合。
基於上述任意基地台實施例，可選的，該第一終端集合中的終端包括本社區的終端和鄰社區的終端。
本領域內的技術人員應明白，本發明的實施例可提供為方法、系統、或電腦程式產品。因此，本發明可採用完全硬體實施例、完全軟體實施例、或結合軟體和硬體方面的實施例的形式。而且，本發明可採用在一個或多個其中包含有電腦可用程式碼的電腦可用存儲介質(包括但不限於磁碟記憶體、CD-ROM、光學記憶體等)上實施的電腦程式產品的形式。
本發明是參照根據本發明實施例的方法、設備(系統)、和電腦程式產品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由電腦程式指令實現流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些電腦程式指令到通用電腦、 專用電腦、嵌入式處理機或其他可程式設計資料處理設備的處理器以產生一個機器，使得通過電腦或其他可程式設計資料處理設備的處理器執行的指令產生用於實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。
這些電腦程式指令也可存儲在能引導電腦或其他可程式設計資料處理設備以特定方式工作的電腦可讀記憶體中，使得存儲在該電腦可讀記憶體中的指令產生包括指令裝置的製造品，該指令裝置實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。
這些電腦程式指令也可裝載到電腦或其他可程式設計資料處理設備上，使得在電腦或其他可程式設計設備上執行一系列操作步驟以產生電腦實現的處理，從而在電腦或其他可程式設計設備上執行的指令提供用於實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。
儘管已描述了本發明的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附申請專利範圍意欲解釋為包括優選實施例以及落入本發明範圍的所有變更和修改。
顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明申請專利範圍及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。

Claims (14)

  1. 一種參考信號映射方法，包括：一種非正交多址接入系統中的上行檢測方法，包括：重複對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測，直至滿足檢測結束條件，該第一終端集合由可能在該非正交多址接入傳輸單元塊上發送上行資料的終端構成，該非正交多址接入傳輸單元塊由同一個非正交多址接入技術的圖樣矩陣內佔用相同時頻資源的所有非正交多址接入基本傳輸單元構成；在該非正交多址接入傳輸單元塊的時頻資源上，對每個重複週期內進行導頻啟動檢測確定的第二終端集合中的各終端進行通道估計，該第二終端集合由在該非正交多址接入傳輸單元塊上實際發送上行資料的終端構成；根據每個重複週期內第二終端集合中的各終端的通道估計結果和該非正交多址接入傳輸單元塊的時頻資源上的上行資料信號進行資料通道的檢測解碼。
  2. 如請求項1所述的參考信號映射方法，其中，該檢測結束條件包括以下至少一條：導頻啟動檢測的重複次數達到重複次數閾值；至少兩個重複週期內進行導頻啟動檢測確定的第二終端集合相同；至少兩個重複週期內進行資料通道的檢測解碼確定的導頻先驗存在概率的相對差值比例不大於設定相對差值比例閾值。
  3. 如請求項1或2所述的參考信號映射方法，其中，該對非正交多址接 入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測的步驟包括：基於導頻信號接收功率，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測。
  4. 如請求項3所述的參考信號映射方法，其中，該基於導頻信號接收功率，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測的步驟包括：對該非正交多址接入傳輸單元塊上的導頻信號在頻域進行最小二乘(LS)通道估計，得到頻域LS通道估計值；將該頻域LS通道估計值變換到時域，得到時域通道估計值；根據該時域通道估計值確定檢測統計量和判決門限干擾雜訊功率；根據該檢測統計量和判決門限干擾雜訊功率確定該第二終端集合。
  5. 如請求項1或2所述的參考信號映射方法，其中，該對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測的步驟包括：基於導頻信號相關性，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測。
  6. 如請求項5所述的參考信號映射方法，其中，該基於導頻信號相關性，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測的步驟包括：確定該非正交多址接入傳輸單元塊的時頻資源的每個上行子載波上的導頻信號的自相關矩陣； 確定該非正交多址接入傳輸單元塊的時頻資源的每個上行子載波上的導頻信號的自相關矩陣的平均值；確定該平均值中的最大特徵值和最小特徵值；根據該最小特徵值和最大特徵值確定該第二終端集合。
  7. 如請求項1或2所述的參考信號映射方法，其中，該第一終端集合中的終端包括本社區的終端和鄰社區的終端。
  8. 一種非正交多址接入系統中的上行檢測裝置，包括：處理器，用於讀取記憶體中的程式，執行下列過程：重複對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測，直至滿足檢測結束條件，該第一終端集合由可能在該非正交多址接入傳輸單元塊上發送上行資料的終端構成，該非正交多址接入傳輸單元塊由同一個非正交多址接入技術的圖樣矩陣內佔用相同時頻資源的所有非正交多址接入基本傳輸單元構成；在該非正交多址接入傳輸單元塊的時頻資源上，對每個重複週期內進行導頻啟動檢測確定的第二終端集合中的各終端進行通道估計，該第二終端集合由在該非正交多址接入傳輸單元塊上實際發送上行資料的終端構成；根據每個重複週期內第二終端集合中的各終端的通道估計結果和該非正交多址接入傳輸單元塊的時頻資源上的上行資料信號進行資料通道的檢測解碼；收發機，用於在處理器的控制下接收和發送資料；記憶體，用於保存處理器執行操作時所使用的資料。
  9. 如請求項8所述的非正交多址接入系統中的上行檢測裝置，其中，該檢測結束條件包括以下至少一條：導頻啟動檢測的重複次數達到重複次數閾值；至少兩個重複週期內進行導頻啟動檢測確定的第二終端集合相同；至少兩個重複週期內進行資料通道的檢測解碼確定的導頻先驗存在概率的相對差值比例不大於設定相對差值比例閾值。
  10. 如請求項8或9所述的非正交多址接入系統中的上行檢測裝置，其中，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測時，處理器可以從記憶體中讀取程式，執行下列過程：基於導頻信號接收功率，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測。
  11. 如請求項10所述的非正交多址接入系統中的上行檢測裝置，其中，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測時，處理器可以從記憶體中讀取程式，執行下列過程：對該非正交多址接入傳輸單元塊上的導頻信號在頻域進行最小二乘(LS)通道估計，得到頻域LS通道估計值；將該頻域LS通道估計值變換到時域，得到時域通道估計值；根據該時域通道估計值確定檢測統計量和判決門限干擾雜訊功率；根據該檢測統計量和判決門限干擾雜訊功率確定該第二終端集合。
  12. 如請求項8或9所述的非正交多址接入系統中的上行檢測裝置，其中，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測時，處理器可以從記憶體中讀取程式，執行下列過程： 基於導頻信號相關性，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測。
  13. 如請求項12所述的非正交多址接入系統中的上行檢測裝置，其中，對非正交多址接入傳輸單元塊對應的第一終端集合中的各終端進行導頻啟動檢測時，處理器可以從記憶體中讀取程式，執行下列過程：確定該非正交多址接入傳輸單元塊的時頻資源的每個上行子載波上的導頻信號的自相關矩陣；確定該非正交多址接入傳輸單元塊的時頻資源的每個上行子載波上的導頻信號的自相關矩陣的平均值；確定該平均值中的最大特徵值和最小特徵值；根據該最小特徵值和最大特徵值確定該第二終端集合。
  14. 如請求項8或9所述的非正交多址接入系統中的上行檢測裝置，其中，該第一終端集合中的終端包括本社區的終端和鄰社區的終端。
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