一种多用户叠加的星座点映射方法和装置与流程

本发明涉及无线通信系统中的传输方案，特别是涉及多用户叠加(Superposition)的星座点映射的方法和装置。

背景技术：

传统的3GPP(3rd Generation Partner Project，第三代合作伙伴项目)蜂窝系统中，多用户的下行无线信号是通过{TDM(Time Division Multiplexing，时分复用)，FDM(Frequency Division Multiplexing，频分复用)，CDM(Code Division Multiplexing，码分复用)}中的一种或者多种方式来实现。3GPP R(Release，版本)13中引入了一个新的研究课题(RP-150496)-下行多用户叠加，即利用发送功率的不同区分两个用户的下行无线信号。所述两个用户通常包括一个近用户(即距离基站近)和一个远用户(即距离基站远)，基站为针对远用户的第一信号分配较高的发送功率，同时为针对近用户的第二信号分配较低的发送功率。远用户直接解调第一信号(即将第二信号当噪声处理)，而近用户首先解调第一信号(考虑到近用户较远用户具备更低的路径损耗，译码成功的可能性很高)，然后从接收信号中去除第一信号的干扰得到剩余信号，对剩余信号译码获得第二信号，这就是SIC(Successive Interference Cancellation，连续干扰消除)算法。为了执行SIC，近用户需要获得第一信号和第二信号的调度信息-而远用户可能只需要获得第一信号的调度信息。

需要说明的是，上述SIC算法的具体实现方式由UE(User Equipment，用户设备)厂商自行确定。而作为一种SIC的替代或者补充方案，近UE(或者远UE)能够采用IRC(Interference Rejection Combining，干扰抑制合并)算法对叠加的无线信号进行白化操作，以提高接收性能。IRC算法不要求UE正确译码干扰无线信号，只需要估计干扰无线信号的信道参数即可。

对于多用户叠加，一个需要探讨的问题是如何为相互叠加的两个无线信号选择合适的调制方式，例如3GPP文稿R1-151425和R1-151848 分别介绍了可能的解决方案。现有的解决方案是为相互叠加的两个无线信号分别选择标准的调制方式–QAM，16QAM，64QAM等等。

技术实现要素：

发明人通过研究发现，相互叠加的无线信号的发送功率是不固定的。进一步，上述标准的调制方式在叠加之后不能最大化所述第二信号的星座点(Constellation)之间的最小ED(Eucl idean Distance，欧式空间距)。而众所周知，最小欧式空间距越小，BER(Bit Error Rate，误比特率)越高。

针对上述问题，本发明提供了解决方案。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的UE中的实施例和实施例中的特征可以应用到基站中，反之亦然。进一步的，在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

本发明公开了一种支持多用户叠加的基站中的方法，其中，包括如下步骤：

-步骤A.发送第一无线信号和第二无线信号。

其中，第一无线信号所占用的时频资源和第二无线信号所占用的时频资源全部或者部分重叠。第一无线信号采用第一调制方式，第二无线采用第二调制方式。第一调制方式是xQAM，所述x是4的正整数次幂。第二调制方式对应第二星座图(Constellation)，第二星座图是yQAM旋转第一角度所得到的星座图，第一角度大于0小于90度，所述y是4的正整数次幂。

和传统方法相比，上述方法确保第一调制方式和第二调制方式各自对应的最小ED保持不变，而是通过选择合适的第一角度增大(第一无线信号和第二无线信号)叠加的信号所对应的最小ED。此外，相位旋转本身没有增大第二无线信号的发射功率，即上述方法完全通过星座图设计而获得降低BER(Bit Error Rate，误比特率)。本发明中的4QAM通常被缩写成QAM或者QPSK。本发明中的所述星座图是指星座点所构成的图案，不包括星座点和比特之间的映射关系。

作为一个实施例，第一无线信号的目标接收者是第一UE(即第一无线信号对于第一UE的高层而言是有用信号)，第二无线信号的目标接收 者是第二UE。作为一个子实施例，第一无线信号的调度信令的RNTI(Radio Network Temporary Identity，无线网络暂定标识)被配置给第一UE，第二无线信号的调度信令的RNTI被配置给第二UE。

作为一个实施例，所述旋转第一角度是以原点为中心，顺时针方向旋转。作为一个实施例，所述旋转第一角度是以原点为中心，逆时针方向旋转。作为一个实施例，第一无线信号的目标接收者是第一UE，第二无线信号的目标接收者是第二UE。作为一个实施例，第一角度小于45度(Degree)。作为一个实施例，第一无线信号和第二无线信号都在PDSCH(Physical Downl ink Shared Channel，物理下行共享信道)上传输。作为一个实施例，所述无线信号中的一个调制符号映射到一个RE(Resource Element，资源粒子)上。

作为一个实施例，所述UE根据第二星座图采用Viterbi算法译码第二无线信号。

具体的，根据本发明的一个方面，其特征在于，所述步骤A还包括如下步骤：

-步骤A1.发送第一信令，第一信令指示{第一角度，第一数值}中的至少之一。

其中，第一数值指示第一无线信号的发送功率和第二无线信号的发送功率的差值。

作为一个实施例，第一信令是物理层信令。作为一个实施例，第一信令是高层信令。作为一个实施例，第一信令是第二无线信号的调度信令。作为一个实施例，所述发送功率的单位是dBm(毫分贝)。作为一个实施例，第一数值是第一无线信号的EPRE(Energy Per Resource Element，每资源粒子的能量)减去第二无线信号的EPRE的差，第一数值大于等于0。

具体的，根据本发明的一个方面，其特征在于，还包括如下步骤：

-步骤B.接收第二信令，第二信令指示第二无线信号所对应的传输块被错误译码

-步骤C.发送第三无线信号。

其中，第二信令是物理层信令，第二无线信号和第三无线信号对应同一个传输块，第三无线信号采用第三调制方式，第三调制方式是zQAM， 所述在z是4的正整数次幂。

上述方面的本质是，第二无线信号的重传信号可能采用标准的(即非旋转的)星座图。作为一个实施例，所述基站在第三无线信号所占用的时频资源上只发送第三无线信号(即不和其他无线信号相叠加)。作为一个实施例，第三无线信号的调度信令不包括用于辅助SIC操作的信息(即第三无线信号的目标UE在第三无线信号所占用的时频资源上不执行SIC操作)。

作为一个实施例，第二信令在PUCCH(Physical Upl ink Control Channel，物理上行控制信道)上传输，第二信令由第二无线信号的目标接收者发送。

具体的，根据本发明的一个方面，其特征在于，所述步骤A还包括如下步骤：

-步骤A2.发送下行RS(Reference Signal，参考信号)。

其中，第一无线信号，第二无线信号和所述下行RS由相同的P个天线端口发送，所述P是正整数。

作为一个实施例，所述下行RS是LTE(Long Term Evolution，长期演进)中的URS(UE-specific RS，UE特定参考信号)。

具体的，根据本发明的一个方面，其特征在于，所述旋转是顺时针旋转，或者所述旋转是逆时针旋转。第一角度小于45度，第一角度随着第一数值的增加而减小。

作为一个实施例，第一角度的正弦函数值的平方和第一数值对应的线形值的倒数成线形关系，所述线形关系对应的斜率和所述x以及所述y有关。作为一个子实施例，所述x为4，所述y为16，所述线形关系的斜率是9/16。作为一个子实施例，所述x为16，所述y为4，所述线形关系的斜率是1/9。作为一个子实施例，所述x等于所述y，第一角度的正弦函数值的平方等于第一数值对应的线形值的倒数乘以1/4。

本发明公开了一种支持多用户叠加的UE中的方法，其中,包括如下步骤：

-步骤A.接收第一无线信号和第二无线信号。

其中，第一无线信号所占用的时频资源和第二无线信号所占用的时频资源全部或者部分重叠。第一无线信号采用第一调制方式，第二无线 采用第二调制方式。第一调制方式是xQAM，所述x是4的正整数次幂。第二调制方式对应第二星座图，第二星座图是yQAM旋转第一角度所得到的星座图，第一角度大于0小于90度，所述y是4的正整数次幂。

作为一个实施例，所述UE根据第一无线信号的发送功率和xQAM星座图译码第一无线信号(即在译码第一无线信号时不采用叠加的星座图)。上述实施例的优点是具备良好的后向兼容性。

作为一个实施例，所述接收包括信道均衡，信道译码。作为一个实施例，所述接收包括MIMO接收(球形译码或者MMSE-IRC)，信道译码。

具体的，根据本发明的一个方面，其特征在于，所述步骤A还包括如下步骤：

-步骤A1.接收第一信令，第一信令指示{第一角度，第一数值}中的至少之一。

其中，第一数值指示第一无线信号的发送功率和第二无线信号的发送功率的差值。

具体的，根据本发明的一个方面，其特征在于，还包括如下步骤：

-步骤B.发送第二信令，第二信令指示第二无线信号所对应的传输块被错误译码

-步骤C.接收第三无线信号。

其中，第二信令是物理层信令，第二无线信号和第三无线信号对应同一个传输块，第三无线信号采用第三调制方式，第三调制方式是zQAM，所述在z是4的正整数次幂。

具体的，根据本发明的一个方面，其特征在于，所述步骤A还包括如下步骤：

-步骤A2.接收下行RS。

其中，第一无线信号，第二无线信号和所述下行RS由相同的P个天线端口发送，所述P是正整数。

具体的，根据本发明的一个方面，其特征在于，所述旋转是顺时针旋转，或者所述旋转是逆时针旋转。第一角度小于45度，第一角度随着第一数值的增加而减小。

具体的，根据本发明的一个方面，其特征在于，所述步骤A还包括如下步骤：

-步骤A3.译码第一无线信号，从接收信号中消除第一无线信号的干扰，译码第二无线信号。

本发明公开了一种支持多用户叠加的UE中的方法，其中,包括如下步骤：

-步骤A.接收第一信令，接收第一无线信号，利用叠加信号的星座图译码第一无线信号。

其中，第一无线信号所占用的时频资源和第二无线信号所占用的时频资源全部或者部分重叠。第一无线信号采用第一调制方式，第二无线采用第二调制方式。第一调制方式是xQAM，所述x是4的正整数次幂。第二调制方式对应第二星座图，第二星座图是yQAM旋转第一角度所得到的星座图，第一角度大于0小于90度，所述y是4的正整数次幂。第一信令指示{第一角度，第一数值}中的至少之一，第一数值指示第一无线信号的发送功率和第二无线信号的发送功率的差值。

作为一个实施例，所述UE是多用户叠加中的远UE。

作为所述利用叠加信号的星座图译码第一无线信号的一个实施例，所述UE首先对接收信号执行信道均衡操作，然后对软比特执行Viterbi译码操作–其中给定软比特到第一星座点的欧几里得(Euclid)距离是给定软比特到叠加星座图中由第一星座点叠加第二星座图所形成的所有星座点的欧几里得距离的平均值，第一星座点是第一调制方式对应星座图中的任意一个星座点。

本发明公开了一种支持多用户叠加的基站设备，其中，包括如下模块：

第一模块：用于发送第一无线信号和第二无线信号。

其中，第一无线信号所占用的时频资源和第二无线信号所占用的时频资源全部或者部分重叠。第一无线信号采用第一调制方式，第二无线采用第二调制方式。第一调制方式是xQAM，所述x是4的正整数次幂。第二调制方式对应第二星座图，第二星座图是yQAM旋转第一角度所得到的星座图，第一角度大于0小于90度，所述y是4的正整数次幂。

本发明公开了一种支持多用户叠加的用户设备，其中,包括如下模块：

第一模块：用于接收第一无线信号和第二无线信号。

其中，第一无线信号所占用的时频资源和第二无线信号所占用的时频资源全部或者部分重叠。第一无线信号采用第一调制方式，第二无线采用第二调制方式。第一调制方式是xQAM，所述x是4的正整数次幂。第二调制方式对应第二星座图，第二星座图是yQAM旋转第一角度所得到的星座图，第一角度大于0小于90度，所述y是4的正整数次幂。

本发明公开了一种支持多用户叠加的用户设备，其中,包括如下模块：

第一模块：用于接收第一信令，接收第一无线信号，利用叠加信号的星座图译码第一无线信号。

其中，第一无线信号所占用的时频资源和第二无线信号所占用的时频资源全部或者部分重叠。第一无线信号采用第一调制方式，第二无线采用第二调制方式。第一调制方式是xQAM，所述x是4的正整数次幂。第二调制方式对应第二星座图，第二星座图是yQAM旋转第一角度所得到的星座图，第一角度大于0小于90度，所述y是4的正整数次幂。第一信令指示{第一角度，第一数值}中的至少之一，第一数值指示第一无线信号的发送功率和第二无线信号的发送功率的差值。

相比现有公开技术，本发明具有如下技术优势：

-.在不改变针对远用户的发送功率的前提下，增加针对远用户的无线信号的最小ED，降低BER。或者等效的，在针对远用户的无线信号的BER不变的前提下，降低针对近用户的无线信号的BER。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更加明显：

图1示出了根据本发明的一个实施例的下行多用户叠加的传输流程图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的第一无线信号和第二无线信号的叠加星座图；

图3示出了根据本发明的又一个实施例的第一无线信号和第二无线信号的叠加星座图；

图4示出了根据本发明的一个实施例的基站中的处理装置的结构框 图；

图5示出了根据本发明的一个实施例的UE中的处理装置的结构框图；

具体实施方式

下文将结合附图对本发明的技术方案作进一步详细说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

实施例1

实施例1示例了下行多用户叠加的传输流程图，如附图1所示。附图1中，基站N1是UE U2和UE U3的服务小区的维持基站，其中方框F1中的步骤是可选步骤。

对于基站N1，在步骤S11中发送第一信令，第一信令指示第一数值。在步骤S12中发送第一无线信号和第二无线信号。在步骤S13中，接收第二信令，第二信令指示第二无线信号所对应的传输块被错误译码。在步骤S14中，发送第三无线信号。

对于UE U2，在步骤S21中接收第一信令，根据第一信令确定第一数值和第一角度。在步骤S22中接收第一无线信号和第二无线信号。在步骤S23中发送第二信令。在步骤S24中接收第三无线信号。

对于UE U3，在步骤S31中接收第一信令，根据第一信令确定第一数值和第一角度。在步骤S32中接收第一无线信号。

实施例1中，第一数值指示第一无线信号的发送功率和第二无线信号的发送功率的差值。第一无线信号所占用的时频资源和第二无线信号所占用的时频资源全部或者部分重叠。第一无线信号采用第一调制方式，第二无线采用第二调制方式。第一调制方式是xQAM，所述x是4的正整数次幂。第二调制方式对应第二星座图，第二星座图是yQAM旋转第一角度所得到的星座图，第一角度大于0小于90度，所述y是4的正整数次幂。第二信令是物理层信令，第二无线信号和第三无线信号对应同一个传输块，第三无线信号采用第三调制方式，第三调制方式是zQAM，所述在z是4的正整数次幂。

作为实施例1的子实施例1，第一无线信号的调度信令的标识RNTI被分配给UE U3，第二无线信号的调度信令的标识RNTI被分配给UE U2。

作为实施例1的子实施例2，第一无线信号的发送功率大于第二无线信号的发送功率，即第一数值大于0dB。

作为实施例1的子实施例3，第一无线信号和第二无线信号共享相同的URS天线端口。

作为实施例1的子实施例4，第二星座图是yQAM顺时针旋转或者逆时针旋转第一角度所得到的星座图，第一角度大于0小于45度。

作为实施例1的子实施例5，第一信令指示第一数值，UE U2和UE U3根据第一数值确定第一角度(即第一数值和第一角度存在预定义的映射关系)。

实施例2

实施例2示例了第一无线信号和第二无线信号的叠加星座图，如附图2所示。附图2中，五角星对应第一无线信号的调制信号的星座点，围绕在一颗给定五角星周围的四个实心圆点是第二星座图中的星座点，第二星座图的原点为所述给定五角星，第二星座图的I轴和Q轴方向同所述叠加星座图的I轴和Q轴方向分别保持一致。

实施例2中，第一无线信号的调制方式是4QAM，第二星座图是4QAM对应的星座图逆时针旋转第一角度。第一无线信号的模(幅度的绝对值)为a(线形值)，第二无线信号的模为1(线形值)，第一角度的正弦函数值的平方等于第一数值对应的线形值的倒数乘以1/4，即第一角度的正弦函数值乘以第一数值对应的线形值的平方根等于1/2，即a·sinθ＝0.5。其中θ是第一角度，第一数值为a的平方对应的分贝值。

第一角度和第一数值的上述关系最大化叠加后的星座图中的最小ED–即附图2中的双箭头线d1连接的两个星座点之间的距离等于双箭头线d2连接的两个星座点之间的距离。

实施例3

实施例3示例了又一个第一无线信号和第二无线信号的叠加星座图，如附图3所示。附图3中，五角星对应第一无线信号的调制信号的星座点，围绕在一颗给定五角星周围的16个实心圆点组成第二星座图，第二星座图的原点为所述给定五角星，第二星座图的I轴和Q轴方向同所述叠加星座图的I轴和Q轴方向分别保持一致。

实施例3中，第一无线信号的调制方式是4QAM，第二星座图是16QAM 对应的星座图顺时针旋转第一角度。第一无线信号的功率为a的平方(线形值)，第二无线信号的平均功率为1(线形值)，第一角度的正弦函数值的平方等于第一数值对应的线形值的倒数乘以9/16，即第一角度的正弦函数值乘以第一数值对应的线形值的平方根等于0.75，即a·sinθ＝0.75。其中θ是第一角度，第一数值为a的平方对应的分贝值。

第一角度和第一数值的上述关系最大化叠加后的星座图中的最小ED–即附图3中的双箭头线d1连接的两个星座点之间的距离等于双箭头线d2连接的两个星座点之间的距离。

实施例4

实施例4示例了一个基站中的处理装置的结构框图，如附图4所示。附图4中，基站处理装置300主要由发送模块301，接收模块302和发送模块303组成，其中虚线框中标识的接收模块302和发送模块303是可选的。

发送模块301用于发送第一无线信号和第二无线信号以及发送下行RS。接收模块302用于接收第二信令，第二信令指示第二无线信号所对应的传输块被错误译码。发送模块303用于发送第三无线信号。

实施例4中，第一无线信号所占用的时频资源和第二无线信号所占用的时频资源全部重叠。第一无线信号采用第一调制方式，第二无线采用第二调制方式。第一调制方式是xQAM，所述x是4的正整数次幂。第二调制方式对应第二星座图，第二星座图是yQAM顺时针旋转或者逆时针旋转第一角度所得到的星座图，第一角度大于0小于45度，所述y是4的正整数次幂。第一无线信号，第二无线信号和所述下行RS由相同的P个天线端口发送(即UE根据所述下行RS估计第一无线信号和第二无线信号所经历的无线信道的参数)，所述P是正整数。第二信令在PUCCH上传输，第二无线信号和第三无线信号对应同一个传输块，第三无线信号采用第三调制方式，第三调制方式是zQAM，所述在z是4的正整数次幂。第一角度随着第一数值的增加而减小。所述P个天线端口是LTE中的天线端口{7，8，9，10，11，12，13，14}中P个。

作为实施例4的子实施例1，所述P为1。

实施例5

实施例5示例了一个UE中的处理装置的结构框图，如附图5所示。附 图5中，UE处理装置400主要由接收模块401，发送模块402和接收模块403组成，其中虚线框中标识的发送模块402和接收模块403是可选的。

接收模块401用于接收第一信令和第一无线信号。第一信令指示{第一角度，第一数值}中的至少之一。

实施例5中，第一无线信号所占用的时频资源和第二无线信号所占用的时频资源全部重叠。第一无线信号采用第一调制方式，第二无线采用第二调制方式。第一调制方式是xQAM，所述x是4的正整数次幂。第二调制方式对应第二星座图，第二星座图是yQAM旋转第一角度所得到的星座图，第一角度大于0小于90度，所述y是4的正整数次幂。第一数值指示第一无线信号的发送功率和第二无线信号的发送功率的差值。

作为实施例5的子实施例1，接收模块401还用于译码第一无线信号，从接收信号中消除第一无线信号的干扰，接收并译码第二无线信号。

作为实施例5的子实施例2，发送模块402用于发送第二信令，第二信令指示第二无线信号所对应的传输块被错误译码。接收模块403用于接收第三无线信号。其中，第二信令是物理层信令，第二无线信号和第三无线信号对应同一个传输块，第三无线信号采用第三调制方式，第三调制方式是zQAM，所述在z是4的正整数次幂。

作为实施例5的子实施例3，第一信令在PDCCH(Physical Downlink Control Channel，物理下行控制信道)或者EPDCCH(Enhanced PDCCH，增强的物理下行控制信道)上传输。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器，硬盘或者光盘等。可选的，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或者多个集成电路来实现。相应的，上述实施例中的各模块单元，可以采用硬件形式实现，也可以由软件功能模块的形式实现，本申请不限于任何特定形式的软件和硬件的结合。本发明中的UE或者终端包括但不限于手机，平板电脑，笔记本，上网卡，汽车等无线通信设备。本发明中的基站包括但不限于宏蜂窝基站，微蜂窝基站，家庭基站，中继基站等无线通信设备。

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，所做的任何修改，等同替换，改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。