一种信号传输方法和装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种信号传输方法，应用于4G或5G系统中的基站上，该方法包括：基站需要向该配对用户发送信号时，使用配置的2N+M阶QAM星座图调制信号并通过信道发送，使用户终端使用本基站通知的星座图解调接收到的信号；若该用户终端为高信噪比的用户终端，则根据信号中高信噪比用户终端的信息比特位数，以及信息比特所在信息比特组合中的位置分离出发送给该用户终端的信号。基于同样的发明构思，本申请还提出一种信号传输装置，能够有效提升系统用户连接支持能力及系统性能。
【专利说明】
_种信号传输方法和装置
技术领域
[0001]本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种数据传输方法和装置。
【背景技术】
[0002]传统的长期演进(Long Term Evolut1n, LTE)系统采用的是OFDM调制，它是基于线性接收机和正交发送的基本思想设计的，这种设计思想主要是考虑到接收机设计简单，易于实现，同时，性能也可以得到保证。
[0003]但是，随着移动互联网业务和物联网业务应用的飞速发展，未来5G对系统容量，用户速率、连接数等指标都提出了很高要求，传统的正交设计思想越来越表现出它的局限性，而非正交技术通过在同一资源上传输不同用户的信息，可以有效提升系统性能，支持更多的用户连接，逐渐引起业界的关注。
[0004]非正交传输技术主要包括功率域叠加方法，码域叠加方法，空域叠加方法等，这些方案都是通过在发送端主动引入用户间干扰，将不同用户的信息在同一资源上叠加传输，在接收端利用SIC或MPA等复杂的接收机处理算法实现干扰消除，利用接收机复杂度的提升来换取系统性能增益。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本申请提供一种数据传输方法和装置，以提升系统用户连接支持能力及系统性能。
[0006]为解决上述技术问题，本申请的技术方案是这样实现的:
[0007]—种信号传输方法，应用于4G或5G系统中的基站上，该方法包括:
[0008]基站将信噪比差值大于预设门限值的两个用户终端作为配对用户，配置2-阶QAM星座图和2$介QAM星座图，并通知高信噪比的用户终端通过配置的2 -阶QAM星座图进行解调，低信噪比的用户终端通过乂阶QAM星座图进行解调；其中，N为信噪比低的用户终端传输的信息比特位数，M为信噪比高的用户终端传输的信息比特位数，所述2-阶QAM星座图为乂阶QAM星座图中的各星座点扩展到2M个星座点后组成的星座图；所述信息比特组合的前N比特为低信噪比的用户终端的信息比特；
[0009]该基站需要向所述配对用户对应的用户终端发送信号时，使用配置的2N+M阶QAM星座图调制信号并通过信道发送，使用户终端使用本基站通知的星座图解调接收到的信号；若该用户终端为高信噪比的用户终端，则根据信号中高信噪比用户终端的信息比特位数，以及信息比特所在信息比特组合中的位置分离出发送给该用户终端的信号。
[0010]—种信号传输装置，应用于4G或5G系统中的基站中，该装置包括:配置单元、调制单元和发送单元；
[0011]所述配置单元，用于将信噪比差值大于预设门限值的两个用户终端作为配对用户，配置2-阶QAM星座图和21介QAM星座图，其中，N为信噪比低的用户终端传输的信息比特位数，M为信噪比高的用户终端传输的信息比特位数，所述2-阶QAM星座图为2 1介QAM星座图中的各星座点扩展到2M个星座点后组成的星座图；所述信息比特组合的前N比特为低信噪比的用户终端的信息比特；
[0012]所述调制单元，用于需要向所述配对用户对应的用户终端发送信号时，使用配置的2N+M阶QAM星座图调制信号；
[0013]所述发送单元，用于通知高信噪比的用户终端通过所述配置单元配置的2-阶QAM星座图进行解调，低信噪比的用户终端通过乂阶QAM星座图进行解调；用于将所述调制单元调制后的信号通过信道发送，使用户终端使用本基站通知的星座图解调接收到的信号；若该用户终端为高信噪比的用户终端，则根据信号中高信噪比用户终端的信息比特位数，以及信息比特所在信息比特组合中的位置分离出发送给该用户终端的信号。
[0014]由上面的技术方案可知，本申请中基站将高信噪比和低信噪比的用户终端作为配对用户，在比特域叠加的基础上，基站利用比特映射与星座图的优化设计，在同一符号内调制低信噪比和高信噪比的用户终端的信号，使不同用户终端的数据在同一符号内传输，简单有效的实现不同用户终端的信号的调制和解调，能够有效提升系统用户连接支持能力及系统性能。
【附图说明】
[0015]图1为本申请实施例中针对用户终端I配置的QPSK星座图；
[0016]图2为本申请实施例中配置的24阶QAM星座图示意图；
[0017]图3为本申请实施例中信号传输方法流程示意图；
[0018]图4为本申请实施例中应用于上述技术的装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图并举实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。
[0020]本申请实施例中提出一种信号传输方法，基站将高信噪比和低信噪比的用户终端作为配对用户，在比特域叠加的基础上，基站利用比特与星座图的优化设计，在同一符号内调制低信噪比和高信噪比的用户终端的信号，使不同用户终端的数据在同一符号内传输，简单有效的实现不同用户终端的信号的调制和解调，能够有效提升系统用户连接支持能力及系统性能。
[0021]为了实现本申请，基站需做如下配置:
[0022]基站将信噪比差值大于预设门限值的两个用户终端作为配对用户。其中，预设门限值根据实际应用配置。
[0023]该基站配置2_阶正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulat1n, QAM)星座图和乂阶QAM星座图，并通知高信噪比的用户终端通过配置的2 -阶QAM星座图进行解调，低信噪比的用户终端通过2$介QAM星座图进行解调；其中，N为信噪比低的用户终端传输的信息比特位数，M为信噪比高的用户终端传输的信息比特位数，所述2N+M阶QAM星座图为2 N阶QAM星座图中的各星座点扩展到2M个星座点后组成的星座图；所述信息比特组合的前N比特为低信噪比的用户终端的信息比特。
[0024]为保证整个LTE系统中用户的公平性，所述2N阶星座图中的任一星座点扩展的2 M个星座点到该QPSK星座图中的该星座点的距离相同；扩展的2M个星座点的前N个比特位相同，且为所述2N阶星座图中的用于扩展的星座点；2 -阶QAM星座图中各相邻两个星座点之间的距离相同。
[0025]在具体实现时，N与M可以相同，也可以不同，N可以大于M，也可以小于M，本申请的具体实现不做限制。
[0026]下面具体举例说明星座图的具体配置过程:
[0027]如将信噪比差值大于预设门限值的用户终端I和用户终端2作为配置用户，且用户终端I为低信噪比用户终端，用户终端2为高信噪比用户终端。
[0028]假设N为2，M为2，即，在一次性传输中，用户终端I在信息比特组合占2个比特位，用户终端2在信息比特组合中占2个比特位。
[0029]参见图1，图1为本申请实施例中针对用户终端I配置的QPSK星座图，即22阶QAM星座图。图1中包括4个星座点，能够满足向用户终端一次传输中的两个比特的所有可能情况。
[0030]针对用户终端I和用户终端2传输的信息比特组合配置22+2阶QAM星座图，即2 4阶QAM星座图，24阶QAM星座图为QPSK星座图中的各星座点扩展2 2个星座点后组成的星座图，所述信息比特组合的前2比特为低信噪比的用户终端的信息比特。
[0031 ] 如以图1中的星座点(00)为例，其扩展4个星座点分别为(0000)，(0001)，
(0010)，(0011)，并且扩展后的4个星座点到用于扩展的星座点(00)的距离相同；对于图1中的各个星座点均以该方式扩展，则由图1中的4个点扩展16个点，扩展的16个点组成24阶QAM星座图，24阶QAM星座图中的16个星座点均匀分布在星座图中，即各相邻的星座点的位置距离均相同。
[0032]参见图2，图2为本申请实施例中配置的24阶QAM星座图示意图。图2中，各星座点的前两个比特位用于映射用户终端I的2个比特位，后两个比特位用户映射用户终端2的比特位；24阶QAM星座图中各相邻节点之间的距离相同。
[0033]当N为2，M为4时，QPSK星座图中的一个星座点扩展24个星座点，同上述生成2 4阶QAM星座图的过程类似生成26阶星座图，这里不再详细描述。
[0034]该基站通知高信噪比的用户终端通过配置的2-阶QAM星座图进行解调，低信噪比的用户终端通过乂阶QAM星座图进行解调，具体实现可以为:
[0035]该基站先将配置的两个星座图都发送给配对的两个用户终端，再通过发送星座图标识通知各用户终端使用的星座图，如使用I标识使用高阶星座图(2-阶QAM星座图)，使用O标识使用低阶星座图⑶阶QAM星座图)。
[0036]如果配对的用户终端为上文举例的用户终端I和用户终端2，则通知用户终端I使用低阶星座图解调接收到的信号；通知用户终端2使用高阶星座图解调接收到的信号。
[0037]由于低阶调制星座图中的星座点之间具有更大的欧式距离，因此，可以用于对低信噪比用户终端的用户信息解调。
[0038]参见图3，图3为本申请实施例中信号传输方法流程示意图。具体步骤为:
[0039]步骤301，基站需要向所述配对用户对应的用户终端发送信号时，使用配置的2n+m阶QAM星座图调制信号。
[0040]步骤302，该基站将调制后的信号通过信道发送，使用户终端使用本基站通知的星座图解调接收到的信号；若该用户终端为高信噪比的用户终端，则根据信号中高信噪比用户终端的信息比特位数，以及信息比特所在信息比特组合中的位置分离出发送给该用户终端的信号。
[0041]低信噪比的用户终端接收到基站发送的信号时，使用基站通知的低阶星座图解调接收到的信号即可。根据图2中的星座图可知，每个象限中用户终端I的信息比特位是相同的，因此，针对用户终端I而言仍然可以等效为使用QPSK星座图调制。
[0042]高信噪比的用户终端接收到基站发送的信号时，使用基站通知的高阶QAM星座图解调接收到的信号，由图2可知，解调出的信号既包括用户终端I对应的信息比特位，也包括用户终端2对应的信息比特位。该用户终端根据本用户终端的比特位在一次性传输的比特组合中的位数(2)，以及在比特组合中的位置(后2位)，将发送用户终端2的信号分离出来。
[0043]本申请实施例中在同一资源上同时传输不同配对用户的信息，提高了频谱效率，可以支持更多的用户数，同时，巧妙的将星座点的比特映射与配对用户的信噪比条件相结合，使低信噪比用户通过低阶解调实现了更加鲁棒的信息传输，而高信噪比用户通过高阶解调和数据分离也可以有效的实现自身数据的解调，这种方法不仅可以有效提升整个系统的性能，而且也保证了整个系统中用户的公平性。
[0044]基于同样的发明构思，本申请还提出一种信号传输装置，应用于4G或5G系统中的基站中。参见图4，图4为本申请实施例中应用于上述技术的装置的结构示意图。该装置包括:配置单元401、调制单元402和发送单元403 ;
[0045]配置单元401，用于将信噪比差值大于预设门限值的两个用户终端作为配对用户，配置2-阶正交幅度调制QAM星座图和2 1介QAM星座图，其中，N为信噪比低的用户终端传输的信息比特位数，M为信噪比高的用户终端传输的信息比特位数，所述2N+M阶QAM星座图为乂阶QAM星座图中的各星座点扩展到2M个星座点后组成的星座图；所述信息比特组合的前N比特为低信噪比的用户终端的信息比特；
[0046]调制单元402，用于需要向所述配对用户对应的用户终端发送信号时，使用配置的2-阶QAM星座图调制信号；
[0047]发送单元403，用于通知高信噪比的用户终端通过配置单元401配置的2_阶QAM星座图进行解调，低信噪比的用户终端通过2$介QAM星座图进行解调；用于将调制单元402调制后的信号通过信道发送，使用户终端使用本基站通知的星座图解调接收到的信号；若该用户终端为高信噪比的用户终端，则根据信号中高信噪比用户终端的信息比特位数，以及信息比特所在信息比特组合中的位置分离出发送给该用户终端的信号。
[0048]较佳的，所述2$介QAM星座图中的任一星座点扩展的2 M个星座点到该QPSK星座图中的该星座点的距离相同；
[0049]所述2_阶QAM星座图中各相邻两个星座点之间的距离相同。
[0050]上述实施例的单元可以集成于一体，也可以分离部署；可以合并为一个单元，也可以进一步拆分成多个子单元。
[0051]综上所述，本申请通过基站将高信噪比和低信噪比的用户终端作为配对用户，在比特域叠加的基础上，基站利用比特与星座图的优化设计，在同一符号内调制低信噪比和高信噪比的用户终端的信号，使不同用户终端的数据在同一符号内传输，简单有效的实现不同用户终端的信号的调制和解调，能够有效提升系统用户连接支持能力及系统性能。
[0052]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明保护的范围之内。
【主权项】
1.一种信号传输方法，应用于4G或5G系统中的基站上，其特征在于，该方法包括: 基站将信噪比差值大于预设门限值的两个用户终端作为配对用户，配置2-阶正交幅度调制QAM星座图和2$介QAM星座图，并通知高信噪比的用户终端通过配置的2-MQAM星座图进行解调，低信噪比的用户终端通过乂阶QAM星座图进行解调；其中，N为信噪比低的用户终端传输的信息比特位数，M为信噪比高的用户终端传输的信息比特位数，所述2n+m阶QAM星座图为乂阶QAM星座图中的各星座点扩展到2 M个星座点后组成的星座图；所述信息比特组合的前N比特为低信噪比的用户终端的信息比特； 该基站需要向所述配对用户对应的用户终端发送信号时，使用配置的2-阶QAM星座图调制信号并通过信道发送，使用户终端使用本基站通知的星座图解调接收到的信号；若该用户终端为高信噪比的用户终端，则根据信号中高信噪比用户终端的信息比特位数，以及信息比特所在信息比特组合中的位置分离出发送给该用户终端的信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述2、介QAM星座图中的任一星座点扩展的2Μ个星座点到该2 , QAM星座图中的该星座点的距离相同； 2-阶QAM星座图中各相邻两个星座点之间的距离相同。3.一种信号传输装置，应用于4G或5G系统中的基站中，其特征在于，该装置包括:配置单元、调制单元和发送单元； 所述配置单元，用于将信噪比差值大于预设门限值的两个用户终端作为配对用户，配置2-阶正交幅度调制QAM星座图和2 1介QAM星座图，其中，N为信噪比低的用户终端传输的信息比特位数，M为信噪比高的用户终端传输的信息比特位数，所述2Ν+Μ阶QAM星座图为2$介QAM星座图中的各星座点扩展到2Μ个星座点后组成的星座图；所述信息比特组合的前N比特为低信噪比的用户终端的信息比特； 所述调制单元，用于需要向所述配对用户对应的用户终端发送信号时，使用配置的2Ν+Μ阶QAM星座图调制信号； 所述发送单元，用于通知高信噪比的用户终端通过所述配置单元配置的2-阶QAM星座图进行解调，低信噪比的用户终端通过乂阶QAM星座图进行解调；用于将所述调制单元调制后的信号通过信道发送，使用户终端使用本基站通知的星座图解调接收到的信号；若该用户终端为高信噪比的用户终端，则根据信号中高信噪比用户终端的信息比特位数，以及信息比特所在信息比特组合中的位置分离出发送给该用户终端的信号。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于， 所述21介QAM星座图中的任一星座点扩展的2 Μ个星座点到该QPSK星座图中的该星座点的距离相同； 所述2-阶QAM星座图中各相邻两个星座点之间的距离相同。
【文档编号】H04L27/26GK105991503SQ201510077259
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月13日
【发明人】魏克军
【申请人】工业和信息化部电信研究院