用于执行非正交复用的设备和方法
【专利说明】
[0001] 对相关专利申请的交叉引用
[0002] 本申请要求与本申请具有共同列名发明人并且于2014年8月22日在美国专利商 标局提交的美国临时申请62/040, 671的在先提交日的权益，其全部内容通过引用被并入 本文。此外，本申请通过引用并入与本申请具有共同列名发明人并且于2014年9月18日 在美国专利商标局提交的美国临时申请62/052, 291的全部内容并要求其在先提交日的权 益rm.O
技术领域
[0003] 本公开设及利用用于通信的正交频分复用（(FDM)的通信，并且更具体地，设及复 用方法。
【背景技术】
[0004] 近来，除了现有的移动电话之外，还已经开发了其它的无线通信设备。据估计，至U 2020年，对无线通信资源的需求将比当前的无线通信需求大一千倍，其造成对新的无线通 信资源的需求，运会受现有无线通信技术中的限制所限。在用于无线通信的3GPP国际标准 中，已开发了第五代巧G)标准，其进一步提高了频率利用效率，W适应对无线通信系统不 断增长的需求。 阳0化]在当前的LTE/LTE-A中，采用了正交频分复用（OFDM)，并且利用频域中的正交性 执行复用。此外，载波聚合通过加宽带宽被用来增加无线容量，但是没有解决无线电波资源 枯竭的问题。
[0006] 在一些情况下，增加了（FDM中每子载波的调制阶数，W便增加复用符号的总数 量。例如，LTE使用16QAM(正交幅度调制），LTE-A使用256QAM。在LTE-A的情况下，每子 载波传输的比特的总数增加到八，但是符号之间的距离减小，因此需要更高的每比特能量 与噪声功率谱密度之比巧b/N。)，^维持预定的物理层误码率（PHY BER)。
[0007] 其它复用方法已被引入W解决由于增加每子载波调制的比特的数量所带来的问 题，包括采用包括频率、时间和码的调制符号之间的正交性关系。例如，CFDM与正交频率关 联，W及CDMA与正交码关联。在现在被认为是第五代巧G)的LTE中，使用了滤波器组多载 波（FBMC)调制方法，其采用小波OFDM。FBMC调制通过将时间正交和频率正交在一起使用 使得循环前缀（CP)不必要。此外，保护带也是不必要的，因为带外的福射非常低。FBMC调 制允许更多数量的用户设备扣巧使用相同的带宽；但是，通过消除CP和保护带所获得的提 高量最多为百分之十，运不足W适应对无线通信系统增长的需求。
[0008] 此外，非正交多址接入（non-〇;rthogonal multiple access, NOMA)也被考虑用于 解决由于无线通信系统增加的需求而产生的问题。NOMA允许复用信号基于信噪比（SNIR) 的差异在接收器进行分离并且允许发送信号基于幅度进行复用。例如，两个信号可W被复 用到第一层和第二层中，并且复用信号的发送功率是基于在满足预期邸R的接收器处实现 第一层和第二层的SNIR来确定的。在接收器处，通过从接收信号中减去解调的信号来依次 地恢复复用的层。NOMA允许更大量的复用，但是较低信号层引起与较高层的干扰，运导致发 送功率总体增加，运会对具有有限发送功率的终端设备造成困难。例如，二至=个复用层在 此时被认为是实际的。
[0009] 此外，NOM使用所谓的自适应调制方法来保持小区或终端设备中的发送功率恒 定。例如，自适应调制允许调制量基于接收器处的SNIR来改变。但是，利用取决于被使用 的调制类型的自适应调制通信速度会非常慢，并且频率利用效率会变得甚至更差。
【发明内容】
[0010] 在示例性实施例中，设备包括被配置为利用一个或多个正交码将一个或多个符号 扩展为具有预定数量的比特的扩展信号的电路。扩展信号的幅度通过一个或多个层系数进 行修改并且扩展信号被复用到分层发送信号中。
[0011] 在另一个示例性实施例中，方法包括利用一个或多个正交码将一个或多个符号扩 展为具有预定数量的比特的扩展信号；通过一个或多个层系数修改扩展信号的幅度；将扩 展信号复用到分层发送信号中；并且通过利用一个或多个正交码将接收信号逆扩展来恢复 接收信号层。
[0012] 在另一个示例性实施例中，设备包括被配置为执行下述处理的电路：通过利用一 个或多个正交码将接收信号逆扩展来恢复最高接收信号层，利用一个或多个正交码将最高 接收信号层再扩展并将相应的扩展信号乘W关联的层系数，并且从接收信号中减去再扩展 信号W恢复一个或多个较低的接收信号层。
[0013] 说明性实施例的W上一般描述及其W下的具体描述仅仅是本公开教导的示例性 方面，并不是限制性的。
【附图说明】
[0014] 将容易地获得本公开及其许多附属优点的更完整理解，因为，当结合附图考虑时， 通过参考W下的具体描述，运些将变得更好理解。
[0015] 图IA是根据某些实施例的发送器的示例性框图；
[0016] 图IB是根据某些实施例的发送器调制过程的示例性流程图；
[0017] 图2A是根据某些实施例的接收器的示例性框图；
[0018] 图2B是根据某些实施例的接收器解调过程的示例性流程图；
[0019] 图3A是根据某些实施例的复用的层的示例性图；
[0020] 图3B是根据某些实施例的复用的层的示例性图；
[0021] 图4A是根据某些实施例的物理层的误码率的示例性曲线图；
[0022] 图4B是根据某些实施例的物理层的误码率的示例性曲线图；
[0023] 图5是根据某些实施例的设备的示例性框图；
[0024] 图6是根据某些实施例的数据处理系统的示例性示意图；及
[0025] 图7是根据某些实施例的处理器的示例性示意图。
【具体实施方式】 阳0%] 在附图中，相同的标号在若干个视图中表示相同或相应的部分。而且，如本文所使 用的，除非另作说明，否则没有用数词进行限定的词语通常具有"一个或多个"的含义。此 夕F，术语"近似地"、"近似"、"大约"及类似的术语通常指包括在20 %、10 %或5 %的边际内 识别的值W及其之间的任何值的范围。
[0027] 本公开的各方面针对用于在维持预定的误码率标准的同时为调制的发送信号增 加复用符号的数量的复用方法。实施例描述了利用非正交多址接入（NOMA)技术应用具 有正交码的码分复用，W在限制发送功率的增加的同时增加复用符号的总数和频率利用效 率。
[0028] 图IA是根据某些实施例的发送器100的示例性框图。发送器100包括IFFT块 102, IFFT块为包括一个或多个子载波的信号计算IFFT。循环前缀（CP)在CP模块104被 添加到信号，并且射频（R巧前端106将信号转换为无线电频率W被天线108发送。
[0029] 图IA还示出了信号结构如何被发送器100构造和发送的示图。在一些实现中，发 送器100包括被配置为通过利用具有L。比特长度的正交码将符号转换为具有L。比特长度 的扩展信号的关联电路。由于符号经正交码扩展，因此扩展符号的幅度等于原始符号的幅 度的1/Lc。在一种实现中，用于扩展符号的正交码是Walsh码。由于具有Lc比特的正交码 包括Lc个正交码Cd。至ccKL C-1)，因此通过经Lc个正交码Cd。至ccKL C-1)扩展Lc个符号 中的每一个并将结果获得的扩展符号加到一起来执行复用。复用的符号然后与第一层系数 CgO相乘，运产生具有L。个符号的第一层信号。
[0030] 接着，第二层信号通过W下获得：经具有L。比特的正交码将新的符号复用到扩展 符号中，把结果获得的扩展符号加在一起，并将扩展符号乘W第二层系数Cgl来修改符号 的幅度，运产生具有L。个符号的第二层信号。第二层信号然后被复用到第一层信号上，并 且总共（LcXM)个符号通过重复地执行扩展、幅度修改W及复用到之前层上直到第M层的 过程而被复用。
[0031] 根据一种实现，M层中的每一层都利用相同的正交码扩展并且一层或M层可W不 相对于其它层正交。为了能够在接收器分离该M层，各层的幅度被修改，运被称为非正交多 址接入（NOMA)。在本公开中，层系数，CgO至Cg(L^-I),被用来修改每个其它M层的幅度值。 将在本文进一步讨论关于确定层系数的细节。
[0032] 一旦第1层至第M层信号被复用，信号就被分配给子载波。由于直到第M层的每 个信号都已经通过Lc比特扩展，因此Lc比特中的每一比特被分配到(FDM的相应的子载波， 运导致（LcX M)个符号被复用到L。个子载波上。另外的M层信号被分配给子载波，直到发 送器100的所有子载波都被分配。在一种实现中，子载波的总数用成。b表示，并且可W被发 送器100的一个IFFT发送的符号的总数通过下面的方程式表示：
[0033] 林）
[0034] 例如，发送符号的总数可W通过增加分层发送信号的层的数量和/或增加子载波 的数量来增加。
[0035] 可W被发送器100的一个IFFT发送的包括在一个符号中的比特的总数量，Nb,可 W被表示为如下：
[0036]
[0037] 图IB是根据某些实施例的发送器调制过程120的示例性流程图。在一个例子中， 可W被发送器100的IFFT块102处理的子载波的数量Nwb等于2048。此外，与要被复用的 符号关联的层M的总数等于4。
[0038] 在步骤S122,当前层值被初始化为值一。在步骤S124,利用Lt比特长度的正交码 来扩展要被发送的符号。在一种实现中，用于调制发送的符号的正交码是具有4比特长度 Lc的Walsh码，并且该正交码可W被描述如下：
[0039] CdO = (1，1，-1，-1) (3.1)
[0040] Cdl = (1，-1，-1，1) (3.。
[0041] cd2 = (1，-1,1，-1) (3.3)
[0042] cd3 = (1，1，1，1) (3.4)
[0043] 一旦正交码被应用到符号，结果获得的符号就被加到一起。例如，如图IA所示， dataO,datal，data2和data3表不通过正交码cdO,cdl，cd2和cd3复用的扩展符号。
[0044] 在步骤S126,扩展符号乘W第一层系