转W优化多维母星座的距离函数。传输设备通过从第一码本选择第一码字来对 与第一数据层相关联的第一数据进行编码，其中第一码本被专口分配给第一数据层，并通 过从第二码本选择第二码字并将第二码本专口分配给第二数据层来对与第二数据层相关 联的第二数据进行编码，并传输第一码字和第二码字。
[0040] 作为另一示例，接收设备确定多个码本，其中每个码本通过W下方式生成：向基线 多维星座应用一体旋转W产生多维母星座并向多维母星座应用一组运算W产生码本，其中 选择一体旋转W优化多维母星座的距离函数。接收设备接收包括多个码字的输出码字，其 中每个码字属于多个码本中的不同码本，其中多个码本中的每个码本与多个数据层中的不 同数据层相关联，识别输出码字内的多个码字中的第一码字，第一码字属于多个码本中的 专口分配给多个数据层中的第一数据层的第一码本，并解码第一码字W产生第一数据。
[0041] 本发明将相对于特定上下文中的示例实施例进行描述，该特定上正文即使用稀疏 码多址(SCMA)W提供高数据速率来满足对更大数据流量的要求的通信系统。然而，本发明 也可W应用于使用从多维母亲星座推导出的码本W提高通信速率的其它符合标准的和非 标准的通信系统。
[0042]SCMA是一种将数据流编码成多维码字的编码技术，数据流诸如二进制数据流，或 者一般情况下，M进制数据流，其中M为大于或等于2的整数。SCMA直接将数据流编码成多维 码字并规避正交幅度调制（qua化atureamplitudemodulation，QAM)符号映射，运可W使 得编码增益优于常规CDMA编码。值得注意的是，SCMA编码技术使用多维码字而不是QAM符号 传输数据流。
[0043]此外，SCMA编码通过使用不同码本用于不同复用层来提供多址，而不是使用不同 扩频序列用于不同复用层，例如，LDS中的LDS签名，如在常规CDMA编码中常见的那样。另外， SCMA编码通常使用具有稀疏码字的码本，运种稀疏码字使得接收器能够使用低复杂度算 法，如消息传递算法(messagepassingalgorithnuMPA)，来从由接收器接收到的组合码字 中检测出相应码字，从而减少了接收器中的处理复杂度。
[0044] 图Ia示出示例通信系统100。通信系统100包括多个增强型基站(enhancedNodeB,eNB)，如eNB105和eNB107,运些eNB可W服务多个用户设备（userequipment,肥），如UE 110至IlSDeNB也可W称为通信控制器、基站、控制器等，而UE也可W称为移动台、用户、终 端、订户等。一般情况下，eNB可W具有多个发射天线，从而允许eNB向多个肥进行传输、向单 个UE传输多个层，或其组合。另外，第一eNB可W向还正在接收来自第二UE的传输的UE进行 传输。设备(例如，eNB105至107，W及肥110至116)可W使用SCMA进行通信。
[0045] 虽然可W理解，通信系统可W采用能够与多个肥通信的多个eNB，但为简单起见， 仅示出两个eNB和多个肥。
[0046] 通信系统100还可W包括设计设备120,设计设备120可W用于设计供通信系统100 中的eNB、UE等使用的码本。一般情况下，码本可W由传输设备和/或接收设备使用。设计设 备120可W设计多个码本，其中每个码本被分配给不同复用层。设计设备120可W将多个码 本提供给通信系统100中的eNB,eNB转而可W在UE与通信系统100关联时将多个码本提供给 肥。可替代地，设计设备120可W将多个码本保存至存储设备，如中央数据库、远程磁盘驱动 器等。多个码本可W根据需要由eNB和/或UE从存储设备进行检索。
[0047] 图化示出用于编码数据的示例SCMA编码器150。如图化所示，SCMA编码器150使用 扩频解码器160和一个或多个扩频码165将从前向纠错（forwarderrorcorrecting，阳C) 编码器155接收的数据流，例如二进制数据流(bi，b2)，映射至多维码字W获得编码后数据流 (X1，X2，X3，X4)。多维码字可W属于不同多维码本，其中每个码本与不同复用层相关联。如本 文中所论述，复用层可W包括任何层，复用数据流在运些层上可W通过通信系统的共享资 源进行传送。作为示例，复用层可W包括多输入多输出（multipleinputmultiple output,MIMO)空间层、正交频分多址（orthogonalfrequenc^ydivisionmultiple access，0FDMA)音调、时分多址（timedivisionmultipleaccess，TDMA)层等。
[0048] 图2示出用于编码数据的示例SCMA复用方案200。如图2中所示，SCMA复用方案200 可W使用多个码本，如码本210、码本220、码本230、码本240、码本250和码本260。多个码本 中的每个码本分配给不同复用层。每个码本包括多个多维码字。更具体而言，码本210包括 码字211至214,码本220包括码字221至224,码本230包括码字231至234,码本240包括码字 241至244,码本250包括码字251至254,码本260包括码字261至264。
[0049] 相应码本中的每个码字可W映射至不同数据，例如，二进制值。作为说明性示例， 码字211、221、231、241、251和261映射至二进制值'00'，码字212、222、232、242、252和262映 射至二进制值'01'，码字213、223、233、243、253和263映射至二进制值'10'，码字214、224、 234、244、254和264映射至二进制值'11'。应注意，虽然图2中的码本被描绘为每个具有四个 码字，但SCMA码本一般可W具有任何数量的码字。作为示例，SCMA码本可W具有8个码字(例 如，映射至二进制值'〇〇〇'……' 111'）、16个码字（例如，映射至二进制值'0000'……' 1111'），或更多。
[0化0]如图2所示，根据在复用层上传输的二进制数据，从各码本210、220、230、240、250 和260中选择不同码字。在该示例中，从码本210中选择码字214,因为二进制值'11'正在第 一复用层上传输;从码本222中选择码字220，因为二进制值'01'正在第二复用层上传输;从 码本233中选择码字230,因为二进制值'10'正在第=复用层上传输;从码本242中选择码字 240,因为二进制值'01'正在第四复用层上传输;从码本252中选择码字250,因为二进制值' 01'正在第五复用层上传输;从码本260中选择码字264，因为二进制值' 11'正在第六复用层 上传输。码字214、222、233、242、252和264可^随后组合在一起^形成复用数据流280，复用 数据流380通过网络的共享资源进行传输。应注意，码字214、222、233、242、252和264是稀疏 码字，因此可W在接收到复用数据流280后使用诸如MPA的低复杂度算法进行识别。
[0051] 图3a示出用于生成码本360的技术300。码本360可W在使用SCMA的通信系统中使 用。一般情况下，码本360可W从一个或多个多维复星座推导出来。如图3a所示，技术300包 括选择参数310至355,运些参数包括映射矩阵310、实多维星座320、实一体矩阵330、多维复 母星座340、置换运算符350、W及相位与共辆运算符355。此外，运算符X表示矩阵乘法运算， 同时运算符@表示置换运算。应注意，在一些实施例中，多个多维复母星座可W用于生成码 本。技术300可W包括向资源节点的传入分支分配相位共辆运算符的额外步骤。码本360可 W通过W图3所示的方式组合参数310至355来获得。总之，多维复母星座340(例如，通过将 实多维星座320与实一体矩阵330相乘产生（W及如果实多维星座320与实一体矩阵330相乘 的结果是实数，通过实数到复数转换产生））可W通过相位与共辆运算符355乘W映射矩阵 310进行置换，映射矩阵310可能已根据分配给特定的复用层或用户的非零音调确定下来。
[0052] 根据一示例实施例，多维复母星座340可W设计成使得多样性增益最大化。此外， 可W使乘积距离最大化同时保持欧几里得距离，运对于分布式音调可能尤其有用，例如在 SCMA码本中使用的那些。根据该示例实施例，提供了一种在设计用于生成SCMA码本的多维 复母星座，如多维复母星座340中使用的系统化方法。
[0053] 图3b示出用于生成多维复母星座的技术370的高级视图。如前文所论述，一体旋转 372可W使用矩阵乘法运算374应用到N维复星座373W产生多维母星座375,多维母星座375 是旋转后N维复星座。然而，为了在通信系统，如SCMA通信系统中获得良好性能，在选择N维 复星座373时可W使用的设计标准是使最小欧几里得距离最大化。另外，其它设计标准可能 是减少每个星座中邻近点的数量。应注意，一体旋转372可W应用于实数和/或虚数域中。
[0054]-体旋转372还可W根据W下设计标准进行选择:指定一体旋转372优化(例如，最 大化或最小化)多维母星座375中的点的距离函数同时保持N维复星座373的欧几里得距离。 一般可W认为距离函数是多维母星座375中的点的投影的距离的函数。作为示例，距离函数 可W是多维母星座375中的点的投影的最小乘积距离，该最小乘积距离可W描述为多维母 星座375中的每对点的投影的距离的乘积的最小值。距离函数的其它示例包括:多维母星座 375中的星座点的平均乘积距离(例如，逐对平均）、多维母星座375的星座点对的投影距离 的广义平均的最小值的P次幕(其中P的范围为[0，1])等。应注意，可W使用多维母星座375 中的点的投影的距离的任何特定函数作为距离函数。用于一体旋转372的次优设计标准可 W是增大上述设计标准(使多维母星座375中的点的投影的最小乘积距离最小化同时保持N 维复星座373的欧几里得距离），但同时减少每复用维的投影数量。作为说明性示例，N维复 星座373可能包含16个点，但为了降低检测复杂度，应用一体旋转372之后，多维母星