专利名称：一种多用户信号的复用方法
技术领域：
本发明涉及无线蜂窝通信下行复用技术，尤指一种无线蜂窝通信中多用户信号的复用方法。
背景技术：
无线蜂窝通信系统的下行链路实质上是点对多点的广播信道模型。多个用户的信号在发射端，如基站复用后发射，复用方式一般采用正交复用方法，如正交频分复用(OFDM)调制系统中的时频复用。在时频复用中，不同用户的信号占用不同的时频资源，因此在接收端不同用户的信号不会产生相互干扰。然而，信号到达不同用户的信道往往有不同的特征，远离基站的用户，也称为远端用户，一般接收到的信号比近端用户接收到的更弱，从而导致更低的接收信噪比(SNR)和更低的频谱效率。
当系统中出现大量的远端用户或者少量远端用户需要使用大量时频资源时，将造成整个基站系统的频谱效率大大下降。另外，当基站系统的时频资源有限时，正交复用会造成最大可支持的用户数，即用户容量受限，也即存在硬容量问题。
为了解决上述问题，专利申请号为03137566.9，发明名称为《非正交分割和时分分割相结合的复用方法》的专利申请中，已提出了一种在星座映射(Mapping)上引入多用户的非正交复用方法，图1是所述专利申请中多用户基于叠加方法的星座映射原理示意图，来自用户1的比特流和来自用户2的比特流分别独立进行星座映射，并分别经过放大后，按照各自的功率在同一时频资源上叠加。
但是，在上述相关专利提出的方法中，由于对用户功率和星座映射方法没有设定条件进行约束，在实际应用系统中会出现一些问题，比如对功率没有严格的限制会造成各用户在接收端的输出信号性能不一致；各用户独立进行星座映射，不能对输出的数据符号进行整体优化，这样，即使在相同的发射功率条件下，也不能充分地利用功率改善接收端的信号性能。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种多用户信号的复用方法，能够使各用户的接收性能保持一致。
为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的一种多用户信号的复用方法，发射端对接收到的比特流中的两个不同信噪比用户的比特流执行如下处理A.按照预设比特个数值KL和KH，分别从低信噪比用户的比特流和高信噪比用户的比特流中取出KL个比特和KH个比特，并将取出的KL个比特和KH个比特组合生成一个比特字对应星座图中的一个星座点；同时获取星座图中的簇间最小欧氏距离和点间最小欧氏距离；B.根据所述星座图中的簇间最小欧氏距离和点间最小欧氏距离，获取当前比特字对应的数据符号后输出。
步骤A中所述将取出的KL个比特和KH个比特组合生成一个比特字的方法为从所述低信噪比用户的比特流中取出的第一个比特至第KL个比特顺序排列成所述比特字的前KL位，从高信噪比用户的比特流中取出的第一个比特至第KH个比特顺序排列成所述比特字的后KH位。
所述星座图为满足以下条件的星座图2KL簇且每簇包含2KH个星座点，从低信噪比用户的比特流中取出的比特对应簇号，从高信噪比用户的比特流中取出的比特对应簇内的某个星座点；簇间最小欧氏距离的平方与点间最小欧氏距离的平方的比值，等于低信噪比用户的信噪比与高信噪比用户的信噪比之比的倒数；或者，簇间最小欧氏距离的平方与点间最小欧氏距离的平方的比值，等于低信噪比用户的信噪比与高信噪比用户的信噪比之比的倒数与预设近似度调整值相加/相减所得的值；每个比特字的取值与每个星座点一一对应。
步骤A中所述获取星座图中簇间最小欧氏距离和点间最小欧氏距离的方法为根据所述比特个数值KH和KL、已知的两个用户的信噪比及发射端给定的发射功率P，获取星座图中的簇间最小欧氏距离和点间最小欧氏距离。
所述获取星座图中的簇间最小欧氏距离和点间最小欧氏距离的方法为A1.根据所述比特个数值KH和KL，选择对应的星座映射表；A2.设置所述星座图中所有星座点的平均功率等于所述给定发射功率P，并根据所述簇间最小欧氏距离的平方与点间最小欧氏距离的平方的比值，等于低信噪比用户的信噪比与高信噪比用户的信噪比之比的倒数，计算星座图中的簇间最小欧氏距离和点间欧氏距离；或者，根据簇间最小欧氏距离的平方与点间最小欧氏距离的平方的比值，等于低信噪比用户的信噪比与高信噪比用户的信噪比之比的倒数与预设近似度调整值相加/相减所得的值，计算星座图中的簇间最小欧氏距离和点间欧氏距离。
步骤A1中所述选择对应的星座映射表的方法为根据预存在发射端的比特个数值KH和KL与星座映射表的一一对应关系，选择对应的星座映射表。
步骤A2中所述计算星座图中星座点的平均功率的方法为A21.从所述星座映射表中，取出各星座点的数据符号；A22.分别将各星座点的数据符号取绝对值后平方，将平方后各所得值相加，最后计算相加后所得值与星座点总数之商。
步骤A中所述获取星座图中簇间最小欧氏距离和点间最小欧氏距离的方法为预设所述点间最小欧氏距离为归一化值；根据两个用户的信噪比和预设的星座图中的点间最小欧氏距离，获得星座图中的簇间最小欧氏距离。
所述获取星座图中的簇间最小欧氏距离的方法为计算所述高信噪比用户的信噪比与低信噪比用户的信噪比之商，所得商再与所述预设的星座图中的点间最小欧氏距离的平方之积，最后计算所得值的平方根。
该方法还包括预设近似度调整值；
所述获取星座图中的簇间最小欧氏距离的方法为计算所述高信噪比用户的信噪比与低信噪比用户的信噪比之商，所得商与预设近似度调整值相加/相减后再与所述预设的星座图中的点间最小欧氏距离的平方之积，最后计算所得值的平方根。
步骤B中所述获取当前比特字对应的数据符号的方法为B1.根据步骤A生成的比特字，查询用于存储星座图中的比特字与数据符号计算公式的对应关系的预存的星座映射表，获取对应的数据符号计算公式；B2.根据所述获得的星座图中的簇间欧氏距离、预设的星座图中的点间欧氏距离和获得的数据符号计算公式，计算所述当前比特字对应的数据符号。
所述数据符号计算公式包括实数部分计算公式和虚数部分计算公式；所述数据符号计算公式根据不同所述星座图中的簇间最小欧氏距离和点间最小欧氏距离得出，并预设在发射端。
步骤B中所述获取当前比特字对应的数据符号的方法为根据所述比特字，查询用于存储星座图中的比特字与数据符号的对应关系的预设的星座对应表，获取当前比特字对应的数据符号。
该方法进一步包括预设星座图中的簇间最小欧氏距离；所述星座对应表中的数据符号根据不同所述星座图中的簇间最小欧氏距离和点间最小欧氏距离得出，并预设在发射端。
所述星座图进一步满足以下条件不同簇间，所有相邻星座点间的簇间欧氏距离相等且为簇间最小欧氏距离；同一簇内，所有相邻星座点间的欧氏距离相等且为点间最小欧氏距离；所述星座点采用格雷码Gray进行编码。
由上述技术方案可见，本发明对两个信噪比不同的用户，发射端按照预设比特个数值KH和KL，分别从高信噪比用户的比特流中取出KH个比特，从低信噪比用户的比特流中取出KL个比特；之后，发射端将取出的KH个比特和KL个比特组合生成一个比特字，组合方式可以是从低信噪比用户的比特流中取出的第一个比特至第KL个比特顺序排列成该比特字的前KL位，从高信噪比用户的比特流中取出的第一个比特至第KH个比特顺序排列成该比特字的后KH位，即cL，0…cL，KL-1cH，0…cH，KN-1，其中，cL，n和cH，m分别表示从低信噪比用户和高信噪比用户的比特流中取出的第n个比特和第m个比特；同时发射端根据比特个数值KH和KL、已知的两个用户的信噪比及发射端给定的发射功率P，获取星座图中的簇间最小欧氏距离和点间最小欧氏距离，或者发射端根据已知的两个用户的信噪比和预设的星座图中的点间最小欧氏距离，获得星座图中的簇间最小欧氏距离；最后，发射端根据获得的星座图中的簇间最小欧氏距离和点间最小欧氏距离，查询发射端预存的用于存储星座图中比特字与数据符号计算公式的对应关系的星座映射表，或者用于存储星座图中比特字与数据符号的对应关系的星座对应表，获得当前比特字对应的数据符号后输出。本发明多用户联合星座映射的方法，保证了各用户在接收端的输出信号性能的一致性，同时在给定发射功率的条件下，使接收端取得了更好的性能甚至更高的频谱效率。
所述的星座图分成2KL簇，每簇包含2KH个星座点，低信噪比用户的比特对应簇号，高信噪比用户的比特对应簇内的某个星座点。将所有星座点分成簇和点两个层次，有利于接收端通过控制不同层次的星座点来控制解调性能。
所述星座图中的簇间最小平方欧氏距离与点间最小平方欧氏距离的比值等于对应用户信噪比之比的倒数，即等于低信噪比用户的信噪比与高信噪比用户的信噪比之比的倒数，保证了各用户在接收端解调来自发射端输出的数据符号后，各用户的误符号率近似相等，从而使各用户的接收性能保持了一致。另外，如果满足不同簇间，所有相邻星座点间的簇间欧氏距离相等，即均为dmin，L；同一簇内，所有相邻星座点间的欧氏距离相等，即为dmin，H，那么比特字对应的数据符号的平均功率最小，进一步保证了在给定发射功率的条件下，接收端取得更好的性能甚至更高的频谱效率。
同时，本发明星座图中，比特字的每一种可能取值唯一对应一个星座点，每个星座点也唯一对应比特字的一种取值，保证了接收端能正确对来自发射端的数据符号进行解调，。
另外，所述星座图中的星座点按照格雷码(Gray)进行编码，即同一簇内，欧氏距离为点间最小欧氏距离的相邻的两个星座点所对应的比特字仅有一个比特不同；不同簇间，欧氏距离为簇间最小欧氏距离的两个星座点所对应的比特字也只有一个比特不同。这样，在发生符号误判决的情况下，本发明星座点采用Gray码编码的处理，保证了误比特数最小。
图1是现有技术多用户基于叠加方法的星座映射原理示意图；图2是本发明多用户信号的复用的原理示意图；图3是本发明多用户信号的复用方法的流程图；图4a是本发明较佳星座图一；图4b是本发明较佳星座图二；图4c是本发明较佳星座图三；图4d是本发明较佳星座图四；图4e是本发明较佳星座图五；图4f是本发明较佳星座图六。
具体实施例方式
本发明的核心思想是对两个信噪比不同的用户，发射端按照预设比特个数值KH和KL，分别从高信噪比用户的比特流中取出KH个比特，从低信噪比用户的比特流中取出KL个比特；之后，发射端将取出的KL个比特和KH个比特组合生成一个比特字；同时获取星座图中的簇间最小欧氏距离和点间最小欧氏距离；最后，发射端根据获得的星座图中的簇间最小欧氏距离和预设的星座图中的点间最小欧氏距离，获得当前比特字对应的数据符号后输出。
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举较佳实施例，对本发明进一步详细说明。
图2是本发明多用户信号的复用的原理示意图，从图2可以看出，发射端根据来自不同信噪比用户的比特流，生成比特字，并对生成的比特字进行联合星座映射处理后，输出比特字对应的数据符号。结合图3，图3是本发明多用户信号的复用方法的流程图，这里假设，用户1和用户2的信噪比不同且用户1的信噪比高于用户2的信噪比，称用户1为高信噪比用户，信噪比为SNRH；称用户2为低信噪比用户，信噪比为SNRL，且发射端已获知SNRH和SNRL；同时发射端已设置从高信噪比用户的比特流中取出的比特个数为KH个，从低信噪比用户的比特流中取出的比特个数为KL个，KH和KL的取值与用户的信噪比及接收端解调所需要满足的误码率等有关；发射端接收到两个不同信噪比用户的比特流后，本发明多用户联合星座映射的方法具体描述如下步骤300发射端按照比特个数预设值，分别从来自用户1的比特流和来自用户2的比特流中取出KH个比特和KL个比特，并将取出的两组比特，即KH个比特和KL个比特组合生成一个比特字。
两组比特组合生成一个比特字时，组合方式很多，只要发射端与接收端统一且低信噪比用户的比特对应簇号，高信噪比用户的比特对应簇内的某个星座点即可，这里举其中一种组合方式进行说明从低信噪比用户的比特流中取出的第一个比特至第KL个比特顺序排列成该比特字的前KL位，从高信噪比用户的比特流中取出的第一个比特至第KH个比特顺序排列成该比特字的后KH位，即cL，0…cL，KL-1cH，0…cH，KN-1，其中，cL，n和cH，m分别表示从低信噪比用户和高信噪比用户的比特流中取出的第n个比特和第m个比特。发射端生成的比特字的分布情况可以形象地采用星座图来表示，即星座点对应的标号是比特字，且每个星座点在星座图中的位置对应一个数据符号。
本发明星座图分成2KL簇，每簇包含2KH个星座点，低信噪比用户的比特对应簇号，高信噪比用户的比特对应簇内的某个星座点。将所有星座点分成簇和点两个层次，有利于接收端通过控制不同层次的比特来控制解调性能。
为了保证接收端能正确对来自发射端的数据符号进行解调，本发明星座图中，比特字的每一种可能取值必须唯一对应一个星座点，每一个星座点也唯一对应比特字的一种取值，即比特字的取值与星座点一一对应。
星座点可以采用自然码、格雷码(Gray)等进行编码，但是，如果采用Gray码进行编码，即同一簇内，欧氏距离为点间最小欧氏距离的相邻的两个星座点所对应的比特字仅有一个比特不同；不同簇间，欧氏距离为簇间最小欧氏距离的两个星座点所对应的比特字也只有一个比特不同，这样，在发生符号误判决的情况下，本发明星座点采用Gray码编码的处理，保证了误比特数最小，进一步保证了在给定发射功率的条件下，接收端取得更好的性能甚至更高的频谱效率。
另外，考虑到实用性，通常取KL＝1或者2，且KL+KH≤4。
步骤301发射端获取星座图中的簇间最小欧氏距离和星座图中的点间最小欧氏距离。
通常，点间最小欧氏距离一般用dmin，H表示，簇间最小欧氏距离一般用dmin，L表示。
根据现有技术，基于OFDM的下行链路，发送功率为P，那么两个不同信噪比用户的接收信噪比分别为SNRH=P|hH|2NH---(1)]]>SNRL=P|hL|2NL---(2)]]>在公式(1)和(2)中，hH为高信噪比用户的信道冲击响应，hL为低信噪比用户的信道冲击响应；NH为高信噪比用户所在信道中的加性噪声功率，NL为低信噪比用户所在信道中的加性噪声功率。这里，接收信噪比也就是文中提到的信噪比。
如果接收端采用最大似然准则解调来自接收端输出的数据符号信息，那么高信噪比用户解调后的误符号率Ps，H和低信噪比用户解调后的误符号率Ps，L可以分别近似表示为公式(3)和公式(4)所示Ps,H≈MHQ(dmin,H2|hH|2NH)---(3)]]>Ps,L≈MLQ(dmin,L2|hL|2NL)---(4)]]>在公式(3)和(4)中，MH、ML是两个常数，dmin，L2和dmin，H2分别表示星座图中的簇间最小平方欧氏距离和星座图中的点间最小平方欧氏距离。
本发明中，假设dmin,L2dmin,H2=SNRHSNRL---(5)]]>那么，根据以上公式(1)～(4)，不难得出两个用户的误符号率近似相等，按照实际情况，这里可以忽略MH和ML的影响。
基于以上分析，根据公式(5)，在发射端，采用满足簇间最小平方欧氏距离与点间最小平方欧氏距离的比值等于对应用户信噪比之比的倒数，即等于低信噪比用户的信噪比与高信噪比用户的信噪比之比的倒数的星座图，保证了用户1和用户2在接收端解调来自发射端输出的数据符号后，Ps，H与Ps，L近似相等，从而保证了各用户的接收性能的一致性。
从上面分析可以看出，由于用户的误符号率主要由簇间最小欧氏距离和点间最小欧氏距离决定，因此在保证一定的误符号率的条件下，如果不同簇间，所有相邻星座点间的簇间欧氏距离相等，即均为dmin，L；同一簇内，所有相邻星座点间的欧氏距离相等，即为dmin，H，那么比特字对应的数据符号的平均功率最小。如果同一簇中/不同簇间相邻星座点的距离大于点间最小欧氏距离/簇间最小欧氏距离，那么可以把对应的点/簇向原点方向移动，使欧氏距离减小到最小距离，这样既降低了功率，同时也保证了最小欧氏距离不变，也就是说，保证了解调的性能不变，这样，进一步保证了，在给定发射功率的条件下，能使接收端取得更好的性能甚至更高的频谱效率。
需要说明的是，根据实际情况，可通过对公式(5)的调整，进一步提高Ps，H与Ps，L近似度，比如设定近似度调整值Δ，并将公式(5)调整为dmin,L2dmin,H2=SNRHSNRL±Δ---(5′)]]>公式(5’)中Δ的取值范围一般为0＜Δ＜1，比如Δ＝0.5等。本步骤中，dmin，H、SNRH和SNRL均为已知，根据公式(5)或公式(5’)，容易得出dmin，L，即dmin,L=dmin,H2×SNRHSNRL---(6)]]>或dmin,L=dmin,H2×(SNRHSNRL±Δ)---(6′)]]>本步骤中，假定预设dmin，L为归一化值，即等于1，则根据公式(5)或(5’)和已知的用户的信噪比，可以计算出dmin，H。
另外，接收端还可以根据发射端给定的发射功率P、已知的用户的信噪比和预设的比特个数值KH和KL，获取星座图中的簇间最小欧氏距离和点间最小欧氏距离，具体实现如下如上所述，根据KH和KL可以确定采用的星座图类型，也就确定了采用的星座映射表，在发射端KH和KL与星座映射表是一一对应存储的；另外，星座图中所有星座点的平均功率为将各星座点的数据符号取绝对值后平方，将平方后各所得值相加，最后计算相加后所得值与星座点总数之商，如公式(7)等式左边所示，且星座图中所有星座点的平均功率等于给定的发射功率P，即1MΣi=0M-1|si|2=P---(7)]]>其中，M=2KH+KL,]]>用于表示星座图中星座点的总数；si对应星座点的实数部分和虚数部分，即si＝实数部分的值+i虚数部分的值，实数部分和虚数部分的计算公式可以从预存的所述星座映射表中查出来。
这样，联合公式(5)和公式(7)，或联合公式(5’)和公式(7)，可以计算出星座图中的簇间最小欧氏距离和点间最小欧氏距离。
例如假设KH＝1，KL＝1，SNRH＝4，SNRL＝1，P＝1，那么根据比特个数值KH和KL，确定星座图对应的星座映射表即步骤302中的星座映射表1和公式(7)，不难得出平均功率等于14(dmin,L2+dmin,H2),]]>设该功率等于给定的发射功率1，就有14(dmin,L2+dmin,H2)=1]]>同时，根据公式(5)有dmin,L2dmin,H2=SNRHSNRL=4]]>根据上述两个方程解两个未知数dmin，L和dmin，H，则计算可得dmin,H=2/5,dmin,L=4/5]]>需要说明的是，步骤300和步骤301可以不分执行顺序。
步骤302发射端根据得到的星座图中的簇间最小欧氏距离和点间最小欧氏距离，获取比特字对应的数据符号后，将得到的数据符号输出。
为了获得比特字对应的数据符号，本发明提供两种方法一查询预设星座映射表。
星座映射表用于存储星座图中比特字与数据符号计算公式的对应关系，其中数据符号计算公式包括实数部分计算公式和虚数部分计算公式两个部分。星座映射表根据本发明星座图得出且预设在发射端，不同的星座图对应不同的星座映射表。
图4a是本发明较佳星座图一，图4a中，比特字的组成是cL，0cH，0，即KH为1，KL为1，星座图一分成2KL簇，即2簇；每簇包含2KH，即2个星座点。从图4a中可见，比特字采用Gray码进行编码，其中一簇包括比特字10和比特字11，另一簇包括比特字00和比特字01；比特字01和比特字11间所示的欧氏距离为dmin，L，比特字11和比特字10间所示的欧氏距离为dmin，H，根据图4a所示的星座图一，容易得出该星座图对应的星座映射表，如表1所示
表1以图4a中所示星座图为例，假设步骤300中生成的比特字为01，本步骤中，通过查询预设的表1，可以得到比特字01对应的数据符号计算公式分别为实数部分等于dmin，L/2，虚数部分等于dmin，H/2；然后根据步骤301中获得的dmin，L和dmin，H，可以计算出比特字01对应的数据符号。
图4b是本发明较佳星座图二，图4b中，比特字的组成是cL，0cH，0cH，1，即KH为2，KL为1，星座图二分成2KL簇，即2簇；每簇包含2KH，即4个星座点。从图4b中可见，比特字采用Gray码进行编码，其中一簇包括比特字110，比特字111，比特字101和比特字100，另一簇包括比特字010，比特字011，比特字001和比特字000；比特字001和比特字101间所示的欧氏距离为dmin，L，比特字101和比特字111间所示的欧氏距离为dmin，H，根据图4b所示的星座图二，容易得出该星座图对应的星座映射表，如表2所示
表2以图4b中所示星座图为例，假设步骤300中生成的比特字为010，本步骤中，通过查询预设的表2，可以得到比特字010对应的数据符号的计算公式分别为实数部分等于dmin，L/2，虚数部分等于-3dmin，H/2；然后根据步骤301中获得的dmin，L和dmin，H，可以计算出比特字010对应的数据符号。
图4c是本发明较佳星座图三，图4c中，比特字的组成是cL，0cH，0cH，1cH，2，即KH为3，KL为1，星座图三分成2KL簇，即2簇；每簇包含2KH，即8个星座点。从图4c中可见，比特字采用Gray码进行编码，其中一簇包括比特字1110、1010、1111、1011、1101、1001、1100和比特字1000，另一簇包括比特字0010、0110、0011、0111、0001、0101、0000和比特字0100；比特字0000和比特字1000间所示的欧氏距离为dmin，L，比特字1000和比特字1001间所示的欧氏距离为dmin，H，根据图4c所示的星座图三，容易得出该星座图对应的星座映射表，如表3所示
表3以图4c中所示星座图为例，假设步骤300中生成的比特字为0101，本步骤中，通过查询预设的表3，可以得到比特字0101对应的数据符号的计算公式分别为实数部分等于dmin，L/2+dmin，H，虚数部分等于dmin，H/2；然后根据步骤301中获得的dmin，L和dmin，H，可以计算出比特字0101对应的数据符号。
图4d是本发明较佳星座图四，图4d中，比特字的组成是cL，0cL，1cH，0，即KH为1，KL为2，星座图四分成2KL簇，即4簇；每簇包含2KH，即2个星座点。从图4d中可见，比特字采用Gray码进行编码，其中一簇包括比特字000和比特字001，第二簇包括比特字100和比特字101，第三簇包括比特字111和比特字110，最后一簇包括比特字010和比特字011；比特字100和比特字000间所示的欧氏距离为dmin，L，比特字100和比特字101间所示的欧氏距离为dmin，H，且比特字100和比特字101间的连线与横轴成45度夹角，根据图4d所示的星座图四，容易得出该星座图对应的星座映射表，如表4所示
表4以图4d中所示星座图为例，假设步骤300中生成的比特字为101，本步骤中，通过查询预设的表4，可以得到比特字101对应的数据符号的计算公式分别为实数部分等于-dmin，L/2-dmin，H/，虚数部分等于dmin，L/2；然后根据步骤301中获得的dmin，L和dmin，H，可以计算出比特字101对应的数据符号。
图4e是本发明较佳星座图五，图4e中，比特字的组成是cL，0cL，1cH，0cH，1，即KH为2，KL为2，星座图五分成2KL簇，即4簇；每簇包含2KH，即4个星座点。从图4e中可见，比特字采用Gray码进行编码，其中一簇包括比特字0000、0010、0011和比特字0001，第二簇包括比特字1010、1000、1001和比特字1011，第三簇包括比特字1101、1111、1100和比特字1110，最后一簇包括比特字0111、0101、0110和比特字0100；比特字1011和比特字0011间所示的欧氏距离为dmin，L，比特字0010和比特字0000间所示的欧氏距离为dmin，H，根据图4e所示的星座图五，容易得出该星座图对应的星座映射表，如表5所示
表5以图4e中所示星座图为例，假设步骤300中生成的比特字为1110，本步骤中，通过查询预设的表5，可以得到比特字1110对应的数据符号的计算公式分别为实数部分等于-dmin，L/2，虚数部分等于-dmin，L/2-dmin，H；然后根据步骤301中获得的dmin，L和dmin，H，可以计算出比特字1110对应的数据符号。
以上仅以符合本发明要求的五个较佳星座图为例，说明了本发明步骤302的具体实现方法，对于其它符合本发明要求的星座图，这里不再一一列举。只要是符合本发明星座图要求的星座图均可以采用本发明方法获得发射端比特字对应的数据符号，同时达到本发明保证了各用户的接收性能保持一致，同时在给定发射功率的条件下，使得接收端取得更好的性能甚至更高的频谱效率的目的。
方法二查询预设星座对应表。
星座对应表用于存储星座图中比特字与数据符号的对应关系，其中数据符号包括实数部分的值和虚数部分的值两个部分。星座对应表根据本发明的星座映射表计算得出且预设在发射端，本发明某个星座图中的参数，如dmin，H和dmin，L等的不同取值对应不同的星座对应表，也就是说，方法一中所述某张星座映射表，按照dmin，H和dmin，L的不同值，对应不同的星座对应表。
这样，在步骤302中，只需根据步骤300中生成的比特字、步骤301中获得的dmin，L和dmin，H，通过查询发射端预设的星座对应表，即可直接得出比特字对应的数据符号。
一般可以根据实际情况，采用方法二的处理，在发射端预先存储几种星座图对应的几种常用参数的星座对应表，这样可以省去繁琐的计算过程。
从以上本发明多用户联合星座映射的方法，可以看出，根据满足本发明要求的星座图所对应的星座映射表或星座对应表，在发射端对多用户的组合比特字进行联合星座映射后得到的数据符号，保证了接收端解调该数据符号时，各用户的误符号率近似相等，从而保证了接收性能的一致性；另外，在给定发射功率的条件下，能使接收端取得更好的性能甚至更高的频谱效率。
需要说明的是，以上仅以两个用户的联合星座映射为例对本发明方法进行详细描述，本发明的方法也适用于三个或三个以上用户的联合星座映射。
图4f是以三个用户为例的本发明较佳星座图六，假设用户1的信噪比为SNR1，用户2的信噪比为SNR2，用户3的信噪比为SNR3，且SNR1＜SNR2＜SNR3，则dmin,12dmin,22=SNR2SNR1,dmin,22dmin,32=SNR3SNR2]]>图4f中，比特字的组成是c1c2c3，即K1为1，K2为1，K3为1，图4f中可见，比特字采用Gray码进行编码，星座图六分成2KL大簇，即2大簇；第一大簇比特字为000、001、010、011，第二大簇包括比特字100、101、110、111；每一大簇包括两2K2小簇，即2各小簇，第一大簇的第一小簇为000、001，第一大簇的第二小簇为010、011；第二大簇的第一小簇为100、101，第二大簇的第二小簇为110、111。用户1的比特标识大簇号，用户2的比特标识一个大簇里小簇号，而用户3则标识一个大簇里的一个小簇下的某点。。从比特字010和比特字110间所示的欧氏距离为dmin，1，比特字011和比特字010间所示的欧氏距离为dmin，3，比特字011和比特字001间所示的欧氏距离为dmin，2，根据图4e所示的星座图六，容易得出该星座图对应的星座映射表，如表6所示
表6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。
权利要求
1.一种多用户信号的复用方法，其特征在于，发射端对接收到的比特流中的两个不同信噪比用户的比特流执行如下处理A.按照预设比特个数值KL和KH，分别从低信噪比用户的比特流和高信噪比用户的比特流中取出KL个比特和KH个比特，并将取出的KL个比特和KH个比特组合生成一个比特字对应星座图中的一个星座点；同时获取星座图中的簇间最小欧氏距离和点间最小欧氏距离；B.根据所述星座图中的簇间最小欧氏距离和点间最小欧氏距离，获取当前比特字对应的数据符号后输出。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A中所述将取出的KL个比特和KH个比特组合生成一个比特字的方法为从所述低信噪比用户的比特流中取出的第一个比特至第KL个比特顺序排列成所述比特字的前KL位，从高信噪比用户的比特流中取出的第一个比特至第KH个比特顺序排列成所述比特字的后KH位。
3.根据权利要求1所述的方法。其特征在于，所述星座图为满足以下条件的星座图2KL簇且每簇包含2KH个星座点，从低信噪比用户的比特流中取出的比特对应簇号，从高信噪比用户的比特流中取出的比特对应簇内的某个星座点；簇间最小欧氏距离的平方与点间最小欧氏距离的平方的比值，等于低信噪比用户的信噪比与高信噪比用户的信噪比之比的倒数；或者，簇间最小欧氏距离的平方与点间最小欧氏距离的平方的比值，等于低信噪比用户的信噪比与高信噪比用户的信噪比之比的倒数与预设近似度调整值相加/相减所得的值；每个比特字的取值与每个星座点一一对应。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤A中所述获取星座图中簇间最小欧氏距离和点间最小欧氏距离的方法为根据所述比特个数值KH和KL、已知的两个用户的信噪比及发射端给定的发射功率P，获取星座图中的簇间最小欧氏距离和点间最小欧氏距离。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取星座图中的簇间最小欧氏距离和点间最小欧氏距离的方法为A1.根据所述比特个数值KH和KL，选择对应的星座映射表；A2.设置所述星座图中所有星座点的平均功率等于所述给定发射功率P，并根据所述簇间最小欧氏距离的平方与点间最小欧氏距离的平方的比值，等于低信噪比用户的信噪比与高信噪比用户的信噪比之比的倒数，计算星座图中的簇间最小欧氏距离和点间欧氏距离；或者，根据簇间最小欧氏距离的平方与点间最小欧氏距离的平方的比值，等于低信噪比用户的信噪比与高信噪比用户的信噪比之比的倒数与预设近似度调整值相加/相减所得的值，计算星座图中的簇间最小欧氏距离和点间欧氏距离。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤A1中所述选择对应的星座映射表的方法为根据预存在发射端的比特个数值KH和KL与星座映射表的一一对应关系，选择对应的星座映射表。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤A2中所述计算星座图中星座点的平均功率的方法为A21.从所述星座映射表中，取出各星座点的数据符号；A22.分别将各星座点的数据符号取绝对值后平方，将平方后各所得值相加，最后计算相加后所得值与星座点总数之商。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤A中所述获取星座图中簇间最小欧氏距离和点间最小欧氏距离的方法为预设所述点间最小欧氏距离为归一化值；根据两个用户的信噪比和预设的星座图中的点间最小欧氏距离，获得星座图中的簇间最小欧氏距离。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述获取星座图中的簇间最小欧氏距离的方法为计算所述高信噪比用户的信噪比与低信噪比用户的信噪比之商，所得商再与所述预设的星座图中的点间最小欧氏距离的平方之积，最后计算所得值的平方根。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，该方法还包括预设近似度调整值；所述获取星座图中的簇间最小欧氏距离的方法为计算所述高信噪比用户的信噪比与低信噪比用户的信噪比之商，所得商与预设近似度调整值相加/相减后再与所述预设的星座图中的点间最小欧氏距离的平方之积，最后计算所得值的平方根。
11.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤B中所述获取当前比特字对应的数据符号的方法为B1.根据步骤A生成的比特字，查询用于存储星座图中的比特字与数据符号计算公式的对应关系的预存的星座映射表，获取对应的数据符号计算公式；B2.根据所述获得的星座图中的簇间欧氏距离、预设的星座图中的点间欧氏距离和获得的数据符号计算公式，计算所述当前比特字对应的数据符号。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于所述数据符号计算公式包括实数部分计算公式和虚数部分计算公式；所述数据符号计算公式根据不同所述星座图中的簇间最小欧氏距离和点间最小欧氏距离得出，并预设在发射端。
13.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤B中所述获取当前比特字对应的数据符号的方法为根据所述比特字，查询用于存储星座图中的比特字与数据符号的对应关系的预设的星座对应表，获取当前比特字对应的数据符号。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于该方法进一步包括预设星座图中的簇间最小欧氏距离；所述星座对应表中的数据符号根据不同所述星座图中的簇间最小欧氏距离和点间最小欧氏距离得出，并预设在发射端。
15.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述星座图进一步满足以下条件不同簇间，所有相邻星座点间的簇间欧氏距离相等且为簇间最小欧氏距离；同一簇内，所有相邻星座点间的欧氏距离相等且为点间最小欧氏距离；所述星座点采用格雷码Gray进行编码。
全文摘要
本发明公开了一种多用户信号的复用方法，对两个信噪比不同的用户，发射端按照预设比特个数值K
文档编号H04L5/00GK1913415SQ20051009124
公开日2007年2月14日 申请日期2005年8月12日 优先权日2005年8月12日
发明者王艺 申请人:华为技术有限公司