一种多址接入信道的多用户编码调制传输方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及数字信息传输的多址接入技术领域，特别涉及一种多址接入信道的多 用户编码调制传输方法。
【背景技术】
[0002] 在典型无线/移动数字通信系统中，基站需要与覆盖范围内的多个用户进行通 信。其中对于逼近上行多址接入容量域的多用户编码调制方案的设计，仍然没有得到很好 的解决。
[0003] 传统的上行多用户多址接入方案广泛采用正交多址接入（Orthogonal Multiple Access，0ΜΑ)技术。本质上，OMA是对多址接入信道的带宽资源或符号资源进行正交分割， 得到多个相互正交的正交子信道，每个正交子信道占多址接入信道的一部分带宽资源或符 号资源，传输一个用户的信息。OMA技术实现简单、灵活，但是，网络信息论指出，采用OM 时，其多用户的可达速率域上界距离采用最优叠加编码（Superposition Coding，SC)技术 时的多用户的可达速率域上界差距较大，即多用户联合可达传输速率损失较大。
[0004] 采用叠加编码进行多址接入时，接收端通常采用串行干扰消除（Successive Interference Cancellation，SIC)技术来接收并解调解码多个用户发送的信息。采用SIC 技术需要依次解调相互叠加的多个用户的信号，并依次消除已解调用户信号对后续用户信 号的干扰，因此不同用户信号的解调优先级是不同的。采用基于叠加编码和SIC技术的多 址接入方法，本质上是将多址接入信道的资源在功率域上进行划分，得到多个优先级不同 的层信道，每一层信道用于传输一个用户的信号。SIC使得终端算法实现、导频设计、信道 估计和系统调度复杂度随用户数增加而急剧上升；同时采用SIC会造成接收延时和误码扩 散。除此之外，采用基于叠加编码和SIC技术的多址接入方法时，多用户联合可达信噪比域 受限。
[0005] 同时译码（Simultaneous Decoding，SD)，又称联合译码（Joint Decoding，JD)，是 采用叠加编码进行多址接入的另一种解调解码方式，也可以实现最优的传输性能。相比于 采用SIC技术，采用同时译码技术不是依次解出每个用户的信息，而是采用联合多用户检 测结合迭代译码的方式，经过迭代，可以同时解调出所有用户的信息，因此不同用户信号的 优先级是相同的。采用基于叠加编码和SD的多址接入技术，本质上也是将多址接入信道的 资源在功率域上进行划分，但是得到多个优先级相同的层信道，每一层信道用于传输一个 用户的信号。所以，SD技术不存在SIC接收延时和误码扩散的缺点。
【发明内容】
[0006] 本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
[0007] 为此，本发明的一个目的在于提出一种多址接入信道的多用户编码调制传输方 法。
[0008] 为了实现上述目的，本发明的第一方面的实施例公开了一种多址接入信道的多用 户编码调制传输方法，包括以下步骤：SI :基站根据K个用户的信道条件，确定每个用户的 编码调制参数和发送功率，并通过下行信道告知每个用户，其中，K为基站覆盖范围内基站 准许接入的存在上行传输需求的用户数目，且K个用户中或者编码调制参数不同、或者在 基站端的接收信噪比不同；S2 :根据所述编码调制参数生成每个用户的符号序列，并根据 所述发送功率将所述符号序列发送至所述基站；以及S3 :所述基站对经过多址接入信道的 多个用户信号叠加的所述符号序列进行解调解码，得到每个用户的信息比特的估计值。
[0009] 根据本发明实施例的一种多址接入信道的多用户编码调制传输方法，通过联合优 化不同用户的编码调制方案，使得多用户传输的实际性能逼近多用户联合传输率上界，并 且传输方案适用于多址接入信道下高、中、低频谱效率的各种应用场景。
[0010] 本发明实施例的一种多址接入信道的多用户编码调制传输方法，综合利用编码调 制参数和发送功率调整对应的接收端信噪比区分用户，相对于传统方法，可以在单位带宽 资源接入更多的用户，可以在多种信道条件和多种用户集合的条件下逼近多址接入信道容 量。
[0011]另外，根据本发明上述实施例的一种多址接入信道的多用户编码调制传输方法， 还可以具有如下附加的技术特征：
[0012] 进一步地，所述编码调制参数包括：信道编码、比特交织、星座映射和扩频码。
[0013] 进一步地，所述步骤S2进一步包括：S201 :每个用户根据所述编码调制参数，将信 息比特进行信道编码得到编码比特；S202 :将所述编码比特进行比特交织得到交织比特； S203 :对所述交织比特进行星座映射产生星座符号序列；S204 :所述星座符号序列直接得 到该用户的发送符号序列，或者，将所述星座符号序列进行扩频，产生该用户的发送符号序 列，其中，所述扩频为每个用户将星座映射输出的每个符号，按照该用户的扩频码或扩频图 案，产生一个N符号长的符号序列，N为该用户扩频码的长度且N为自然数；以及，S205 :将 所述发送符号序列处理后根据所述发送功率发送到基站。
[0014] 进一步地，所述编码调制参数是所述基站告知的或传输协议预设的。
[0015] 进一步地，所述解调解码的算法包括串行干扰消除或联合解调解码。
[0016] 进一步地，所述解调解码的过程包括以下步骤:A :多用户联合检测模块通过多个 用户的扩频码和星座映射，结合多个用户的信道状态信息和信道解码反馈的先验信息，得 到每个用户交织比特的外信息；B :每个用户的交织比特的外信息经比特软信息解交织后， 得到每个用户编码比特的先验信息，输入到所述信道解码模块；C :所述信道解码模块进行 软入软出信道解码，得到所述每个用户编码比特的外信息，经比特软信息交织后得到每个 用户交织比特的先验信息，反馈到多用户联合检测模块；以及D :步骤A的所述多用户联合 检测模块和步骤C的所述信道解码模块迭代进行，由信道解码器得到用户信息比特估计 值。
[0017] 进一步地，在所述步骤A中，所述每个用户交织比特的外信息是通过内部迭代或 直接计算得到的。
[0018] 进一步地，在所述步骤D中，所述用户信息比特估计值是通过解码成功或迭代结 束后得到的。
[0019] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0020] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中：
[0021] 图1是本发明一个实施例的一种多址接入信道的多用户编码调制传输方法的流 程图；
[0022] 图2是本发明一个实施例的联合解调解码过程以两个用户为例的示意图；
[0023] 图3是本发明实施例1的一种多用户传输编码调制方案示意图；
[0024] 图4是本发明实施例1中的编码器结构示意图；
[0025] 图5是本发明实施例1中的译码器结构示意图；
[0026] 图6是本发明实施例3中的发送端编码调制方案示意图；
[0027] 图7是本发明实施例3中的接收端译码方案示意图；
[0028] 图8是本发明实施例3中的一种扩频码示意图；
[0029] 图9是本发明实施例4中的用户1采用的QC-LDPC码的校验矩阵示意图；
[0030] 图10是本发明实施例4中的用户2采用的QC-LDPC码的校验矩阵示意图；
[0031] 图11是本发明具体实施例4中的用户1采用的星座映射的示意图；
[0032] 图12是本发明具体实施例4中的用户2采用的星座映射的示意图。
【具体实施方式】
[0033] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0034] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"上"、"下"、"前"、 "后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"等指示的方位或位置关系为基于 附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所 指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发 明的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要 性。
[0035] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相 连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可 以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是 两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本 发明中的具体含义。
[0036] 参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述 和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表