用于多用户空间调制的通信装置及方法与流程
本公开一般地涉及无线通信中的传输技术，更具体而言涉及无线通信中的多用户空间调制技术。
背景技术：
多输入多输出(multiple-inputmultiple-output，mimo)传输系统能够提供复用增益、分集增益和天线增益。因此，多输入多输出技术已被应用在最近的许多通信标准当中，例如ieee402.11n、ieee402.16和3gpp长期演进(long-ternevolution，lte)。然而，多输入多输出技术具有高复杂度和硬件耗费增加的瓶颈。
为了缓解多输入多输出系统的这些弊端，同时保留它的例如高频谱效率的优势，最近提出了一种应用于多输入多输出系统的新的调制方式，称为空间调制(spatialmodulation，sm)。空间调制可以在保证数据传输速率的情况下，降低系统复杂度和硬件耗费。空间调制主要因为以下特点而可以成为物理层新的调制技术。第一，低复杂度和低成本。对于点对点传输而言，在任意时间片，只有一根天线被激活用于数据传输。这使得空间调制可以避免信道间干扰，不需要多天线同步过程，只需要一个射频链路，而且接收端只需要接收一个信息流，从而可以直接应用简单的检测算法。第二，额外的调制阶数。例如，nt根天线带来的额外调制阶数为log2(nt)。因此，虽然在每个时间片只有一根天线被激活，但是空间调制仍然能够提供很高的数据传输速率。
空间调制能够用于点对多点的多用户传输，相应的典型应用场景包括例如蜂窝通信系统中的下行多用户传输，其中基站往往配备有数量较多的天线，从而便于进行空间调制。因此，如何针对点对多点的多用户传输实现空间调制已成为本领域的研究热点之一。
技术实现要素：
在下文中给出了关于本公开的简要概述，以便提供关于本公开的一些方面的基本理解。但是，应当理解，这个概述并不是关于本公开的穷举性概述。它并不是意图用来确定本公开的关键性部分或重要部分，也不是意图用来限定本公开的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出关于本公开的某些概念，以此作为稍后给出的更详细描述的前序。
根据本公开的一方面，提供了一种通信装置，其包括处理电路。该处理电路被配置为：基于预定映射规则，将用于第一接收端通信装置的第一信息比特部分映射到第一信道以及将用于第二接收端通信装置的第一信息比特部分映射到第二信道，以执行对所述第一接收端通信装置和第二接收端通信装置的第一信息比特部分的空间调制；为第一接收端通信装置分配第一传输功率，为第二接收端通信装置分配第二传输功率；以及控制通过所述第一信道以第一传输功率传输用于第一接收端通信装置的第二信息比特部分，同时控制通过所述第二信道以第二传输功率传输用于第二接收端通信装置的第二信息比特部分，其中，在用于第一接收端通信装置的第一信息比特部分和用于第二接收端通信装置的第一信息比特部分相同的情况下，所述第一信道与所述第二信道为同一信道。
根据本公开的另一方面，提供了一种通信装置，其包括处理电路。该处理电路被配置为：对接收到的传输信号执行串行干扰消除，检测用于其他通信装置的信号并将该检测到的信号作为干扰消除，直到检测出用于该通信装置自身的调制符号并检测出传输了所接收到的传输信号的第一信道的序号；以及基于预定映射规则将所述第一信道的序号映射为用于该通信装置自身的第一信息比特部分，基于用于该通信装置自身的调制符号确定用于该通信装置自身的第二信息比特部分。
根据本公开的另一方面，提供了一种由通信装置执行的方法。该方法包括：基于预定映射规则，将用于第一接收端通信装置的第一信息比特部分映射到第一信道以及将用于第二接收端通信装置的第一信息比特部分映射到第二信道，以执行对所述第一接收端通信装置和第二接收端通信装置的第一信息比特部分的空间调制；为第一接收端通信装置分配第一传输功率，为第二接收端通信装置分配第二传输功率；以及控制通过所述第一信道以第一传输功率传输用于第一接收端通信装置的第二信息比特部分，同时控制通过所述第二信道以第二传输功率传输用于第二接收端通信装置的第二信息比特部分，其中，在用于第一接收端通信装置的第一信息比特部分和用于第二接收端通信装置的第一信息比特部分相同的情况下，所述第一信道与所述第二信道为同一信道。
根据本公开的另一方面，提供了一种由通信装置执行的方法。该方法包括：对接收到的传输信号执行串行干扰消除，检测用于其他通信装置的信号并将该检测到的信号作为干扰消除，直到检测出用于该通信装置自身的调制符号并检测出传输了所接收到的传输信号的第一信道的序号；以及基于预定映射规则将所述第一信道的序号映射为用于该通信装置自身的第一信息比特部分，基于用于该通信装置自身的调制符号确定用于该通信装置自身的第二信息比特部分。
根据本公开的另一方面，提供了一种通信装置，其包括处理电路。该处理电路被配置为：基于预定映射规则将用于第一接收端通信装置的第一信息比特部分映射到第一天线集合中的第一天线，将用于第二接收端通信装置的第一信息比特部分映射到第二天线集合中的第二天线，其中，第一天线集合与第二天线集合具有至少一根共同的天线；为第一接收端通信装置分配第一传输功率，为第二接收端通信装置分配第二传输功率；以及使用第一天线以第一传输功率传输用于第一接收端通信装置的第二信息比特部分，使用第二天线以第二传输功率传输用于第二接收端通信装置的第二信息比特部分。
根据本公开的另一方面，提供了一种通信方法，该通信方法包括：基于预定映射规则将用于第一接收端通信装置的第一信息比特部分映射到第一天线集合中的第一天线，将用于第二接收端通信装置的第一信息比特部分映射到第二天线集合中的第二天线，其中，第一天线集合与第二天线集合具有至少一根共同的天线；为第一接收端通信装置分配第一传输功率，为第二接收端通信装置分配第二传输功率；以及使用第一天线以第一传输功率传输用于第一接收端通信装置的第二信息比特部分，使用第二天线以第二传输功率传输用于第二接收端通信装置的第二信息比特部分。
附图说明
本公开可以通过参考下文中结合附图所给出的详细描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并形成说明书的一部分，用来进一步举例说明本公开的实施例和解释本公开的原理和优点。其中：
图1a和图1b是示出空间调制技术的实现原理以及信号传输的示例的示意图；
图2a是示出用于应用空间调制技术进行点对点传输的一个示例系统的示意图；
图2b是示出用于应用空间调制技术进行点对多点传输的一个示例系统的示意图；
图3a是示出根据本公开的实施例的用于应用空间调制技术进行点对多点传输的示例系统的示意图；
图3b是示出根据本公开的实施例的用于应用空间调制技术进行点对多点传输的示例系统的一个例子的示意图；
图3c是示出根据本公开的实施例的用于应用空间调制技术进行点对多点传输的示例系统的该例子的另一示意图；
图4a是示出根据本公开的实施例的用于应用空间调制技术进行点对多点传输的发射端通信装置的示例的功能配置框图；
图4b是示出根据本公开的实施例的用于应用空间调制技术进行点对多点传输的发射端方法的示例的流程图；
图5a是示出根据本公开的实施例的用于应用空间调制技术进行点对多点传输的接收端通信装置的示例的功能配置框图；
图5b是示出根据本公开的实施例的用于应用空间调制技术进行点对多点传输的接收端方法的示例的流程图；
图6是示出根据本公开的实施例的用于应用空间调制技术进行点对多点传输的另一示例系统的示意图；
图7是示出根据本公开的实施例的用于应用空间调制技术进行点对多点传输的另一示例系统的示意图；
图8是示出根据本公开的实施例的用于应用空间调制技术进行点对多点传输的信息比特与天线序号的示例映射规则的图；
图9是示出根据本公开的实施例的使用最大似然算法(maximumlikelihood，ml)进行接收端信号检测的示例方法的流程图；
图10是示出根据本公开的实施例的使用最大比合并算法(maximumratiocombining，mrc)进行接收端信号检测的示例方法的流程图；
图11是示出根据本公开的实施例的用于应用空间调制技术进行点对多点传输的信令交互的示例过程的流程图；
图12a至图12d是分别示出根据本公开的实施例的空间调制技术进行点对多点传输的误比特率性能的示意图；
图12e是示出根据本公开的实施例的低复杂度功率分配和多维网格搜索功率分配的误比特率性能比较的示意图；
图13是作为本公开的实施例中可采用的信息处理设备的个人计算机的示例结构的框图；
图14是示出可以应用本公开的技术的演进型节点(enb)的示意性配置的第一示例的框图；
图15是示出可以应用本公开的技术的enb的示意性配置的第二示例的框图；
图16是示出可以应用本公开的技术的智能电话的示意性配置的示例的框图；以及
图17是示出可以应用本公开的技术的汽车导航设备的示意性配置的示例的框图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细地描述本公开内容的实施例。注意，在本说明书和附图中，用相同的附图标记来表示具有基本上相同的功能和结构的结构元件，并且省略对这些结构元件的重复说明。
在下文中将结合附图对本公开的示例性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是较复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本公开，在附图中仅仅示出了与根据本公开的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本公开关系不大的其他细节。
首先，参照图1a-图2b简要介绍空间调制技术的基本原理以及其在点对点和点对多点传输场景中的一些示例的实现方式。
空间调制的基本思想是将待传输的信息比特映射为两种信息，即幅度相位调制符号(取决于具体调制方式)和天线(或信道)的序号。图1a是示出空间调制技术的实现原理的一个例子的示意图。根据该原理，将待传输的第一信息比特部分映射为天线的序号，并且将待传输的第二信息比特部分映射为调制符号。如图1a的例子所示，对于来自信息流中的待传输的信息比特“101”，将信息比特的例如其中两位“10”映射为天线的序号(这里例如为tx2，即第3根天线)，并且将信息比特的例如另一位“1”映射为调制符号“-1”(假设这里的调制方式为二进制相移键控(bpsk))。因此，总调制阶数b可以表示为：b＝log2(nt)+log2(m)，其中，nt表示天线的总数，m表示调制方式的调制符号数量。例如，对于bpsk，m为2，而对于正交相移键控(qpsk)，m为4。可以看出，在该示例的空间调制中，在每个时间片仅有一根天线发送信号，而其他天线的传输功率为0。通过将一部分信息比特映射到所选择的天线，虽然在一个时间片仅激活一根天线，但仍可以实现较高的数据传输速率。
在从天线发出的信号经由无线信道被发送至接收端的过程中，由于天线在天线阵列中的不同空间位置，从不同天线发出的信号会经历不同的传播模型。图1b是示出应用空间调制技术的信号传输的一个例子的示意图。如图1b的例子所示，假设此时通过例如天线tx2发送信号，则此时天线tx0、tx1和tx3上的传输功率均为0，并且在接收端接收到的信号波形与经由对应于天线tx2的无线信道传输的信号波形相对应，从而接收端可以基于接收到的信号根据相应的信号检测算法(例如，最大比合并检测算法)来实现信号解调，即分别解调出被映射到天线序号的信息比特以及被映射到调制符号的信息比特。
图2a是示出用于应用空间调制技术进行点对点传输的一个示例系统的示意图。在图2a的例子中，发射端处的天线集合中的天线(假设为nt根)全部用于为单个接收端进行空间调制。在该示例系统中，接收端因为被激活的天线的序号用于表示待传输的信息比特而获得的额外调制阶数可以表示为log2(nt)。
当应用空间调制技术进行点对多点传输时，例如在蜂窝通信系统的下行多用户传输场景中，有一种示例方式是将发射端(例如基站)处的天线集合分组。图2b是示出用于应用空间调制技术进行点对多点传输的一个示例系统的示意图。在图2b的例子中，对于k个接收端，将例如nt根天线划分为k组，每组nt/k根天线专用于为特定的单个接收端进行空间调制。不难发现，在图2b的示例系统中，只是将图2a的点对点传输场景中的额外调制阶数log2(nt)直接平分成k份，每个接收端获得一份即
在图2b的示例系统中，为了进行点对多点传输，发射端处的天线资源被简单地分配给多个接收端，每个接收端获得的额外调制阶数很有限，数据传输速率的提升不明显。由于发射端处的天线数量有限，因此该缺陷在接收端越多的情况下将变得越加明显。
在上述点对多点传输的示例系统中，针对多个接收端进行的空间调制可以看做是正交的，即当下被激活的任何一根天线都仅专用于一个接收端，这限制了每个接收端可获得的额外调制阶数以及数据传输速率提升。以下将描述一种非正交的多用户空间调制的通信装置及方法，其中发射端能够利用相同的无线传输资源(例如lte中的物理资源块)复用天线(信道)以同时为多个接收端进行空间调制，即发射端至少有一根天线可以用于多个接收端，从而可以大幅提升每个接收端可获得的额外调制阶数以及数据传输速率。在介绍非正交多用户空间调制之前，需明确以下方面。
首先，在空间调制中，一部分信息比特被映射为天线的序号，另一部分信息比特被映射为调制符号并通过该序号所表示的天线被传输。信息比特到天线序号的映射实际上选择了发射调制符号的天线，也就是选择了传输调制符号的信道。由于天线与信道之间的对应关系，因此“天线”与“信道”这两个术语在本公开的上下文中可以互换使用。在对本公开的实施例的以下描述中，虽然更多地使用“天线”一词，但本领域技术人员应当清楚同样可以使用“信道”一词。
其次，在本公开的实施例中，术语“天线”可以具有其在本领域中的最宽泛的含义。例如，天线可以指单个物理天线或虚拟天线。天线还可以具有与lte标准中的天线端口类似的含义，该天线端口可以对应于参考信号的传输，即在同一参考信号从一个或多个物理天线发射的情况下，这一个或多个物理天线对应于单个天线端口；类似地，在两个不同的参考信号从一个或多个物理天线发射的情况下，这一个或多个物理天线对应于两个单独的天线端口。本领域技术人员根据本公开的示教能够清楚天线一词所可能具有的其他含义。
例如，在于2016年6月8日提交的题名为“用于多天线通信装置的电子设备和方法”的中国专利申请号201610404821.0中，提出了对物理信道重构以获得重构信道从而使多个重构信道之间具有低相关性的方法，该申请的全部内容通过引用的形式全部并入于此。假设从发射端到接收端的任意两个实际物理信道分别为h1和h2，并且这两个信道的信道向量具有强相关性(即，二者的相位差较小)，这样会使得传统空间调制技术的性能劣化。根据该引用的申请的技术，可以利用重构参数[α1，α2]对这两个实际物理信道进行重构，以使得重构信道间的相关性降低(即，使得重构信道向量之间的相位差变大)，更优选地，使得重构信道为彼此正交的，即，
下面将参照图3a描述根据本公开的实施例的用于应用空间调制技术进行点对多点传输的示例系统。
在图3a所示的根据本公开的一个实施例的多用户空间调制系统300a中，发射端(例如基站)310的天线集合330中具有nt(其中nt≥2)根天线，这些天线形成射频通道来为多个接收端(例如，k个接收端1至k)进行下行数据传输。在一个实施例中，接收端可以是蜂窝通信系统小区中的用户装置。在多用户空间调制系统300a中，在任一时间片，发射端310的天线集合330中的任一根天线可以由k个接收端1至k中的多个复用来进行空间调制。换言之，对于全部k个接收端中的任一个，均可以从全部nt根天线中选择任一根天线来发送信号，即全部nt根天线均可作为候选。这与如图2b所示的示例系统中每个接收端对应单独的一组天线形成了对照。例如对于图2b和图3a中的接收端1，图2b中仅发射端处的第1天线集合中的天线可以用于向该接收端发送信号，而图3a中发射端处的任一天线均可以用于向该接收端发送信号。如所指出的，该示例中的发射端和接收端可以分别对应蜂窝通信系统中的基站和用户装置。但需指出的是，在该示例以及以下描述的替换示例中，发射端还可以对应任何需要向多个对端装置发送信息的电子装置(例如，个人电子装置)，接收端可以对应这些对端装置(例如，也为个人电子装置)。
图4a是示出根据本公开的实施例的用于应用空间调制技术进行点对多点传输的发射端通信装置的示例的功能配置框图。该发射端通信装置400可以是图3a中的发射端310处的通信装置的示例。如图4所示，在一个实施例中，发射端通信装置400可以包括空间调制映射单元402、功率分配单元404和传输控制单元406。
空间调制映射单元402例如可被配置为基于预定映射规则，将用于第一接收端通信装置(例如接收端1)的第一信息比特部分映射到第一信道(例如与天线集合330中的第一天线对应的信道)以及将用于第二接收端通信装置(例如接收端2)的第一信息比特部分映射到第二信道(例如与天线集合330中的第二天线对应的信道)，以执行对第一接收端通信装置(例如接收端1)和第二接收端通信装置(例如接收端2)的第一信息比特部分的空间调制。
功率分配单元404例如可被配置为为第一接收端通信装置(例如接收端1)分配第一传输功率，以及为第二接收端通信装置(例如接收端2)分配第二传输功率。
传输控制单元406例如可被配置为控制通过第一信道(例如与天线集合330中的第一天线对应的信道)以第一传输功率传输用于第一接收端通信装置(例如接收端1)的第二信息比特部分，同时控制通过第二信道(例如与天线集合330中的第二天线对应的信道)以第二传输功率传输用于第二接收端通信装置(例如接收端2)的第二信息比特部分。
在用于第一接收端通信装置(例如接收端1)的第一信息比特部分和用于第二接收端通信装置(例如接收端2)的第一信息比特部分相同的情况下，第一信道与所述第二信道可以为同一信道(例如均为与天线集合330中的同一根天线对应的天线)。换言之，同一信道或同一天线可以同时被不同的接收端通信装置复用。
空间调制映射单元402、功率分配单元404和传输控制单元406中的一个或多个可以通过处理电路来实现。此处，处理电路可以指在计算系统中执行功能的数字电路系统、模拟电路系统或混合信号(模拟和数字的组合)电路系统的各种实现。处理元件可以包括例如诸如集成电路(ic)、asic(专用集成电路)这样的电路、单独处理器核心的部分或电路、整个处理器核心、单独的处理器、诸如现场可编程门阵列(fpga)的可编程硬件设备、和/或包括多个处理器的系统。
可以理解，发射端通信装置400可以以芯片级来实现，或者也可以通过包括其他外部部件而以设备级来实现。例如，发射端通信装置400可以作为整机而工作为多天线通信装置，并且发射端通信装置400还可以包括多根天线。
还应理解，上述各个单元仅是根据其所实现的具体功能划分的逻辑功能模块，而不是用于限制具体的实现方式。在实际实现时，上述各个功能单元可被实现为独立的物理实体，或者也可由单个实体(例如，处理器(cpu或dsp等)、集成电路等)来实现。
以下结合图4b的流程图来详细描述发射端310的通信装置400执行的示例性操作。
在任一时间片，在发射端310的通信装置400处，对于k个接收端中的任一接收端(例如第一接收端通信装置和第二接收端通信装置中的至少一个)，基于预定映射规则将该接收端的第一信息流中的信息比特(即第一信息比特部分)映射到相应的天线，以执行对该信息比特的空间调制(步骤401)。例如，基于该预定映射规则，可以将用于接收端1的第一信息比特部分映射到天线集合330中的第一天线，可以将用于接收端2的第一信息比特部分映射到天线集合330中的第二天线，以此类推，可以将用于接收端k的第一信息比特部分映射到天线集合330中的第k天线。这里，第一、第二天线直到第k天线中可以有至少两根天线是天线序号相同的同一根天线(例如接收端1和2的第一信息比特部分相同)，也可以有至少两根天线是天线序号不同的不同天线(例如接收端1和2的第一信息比特部分不相同)。步骤401例如可以由发射端310的通信装置400的空间调制映射单元402来执行。
上述预定映射规则是规定信息比特与要选择用于传输信息的天线(信道)之间的对应关系的规则，例如如图8的例子所示。图8是示出根据本公开的实施例的用于应用空间调制技术进行点对多点传输的信息比特与天线序号的示例映射规则800的图。在图8示出的例子中，根据映射规则800，当用于接收端的第一信息比特例如分别为00、01、10、11时，相应地将该第一信息比特分别映射到序号为1、2、3、4的天线。应理解，可以映射到天线序号的信息比特的数量与发射端的天线数量nt有关。例如，如果存在4根天线，则可以映射到每根天线的信息比特的数量为2个比特；如果存在8根天线，则可以映射到每根天线的信息比特数量为3个比特。也就是说，可映射的信息比特的数量可以表示为log2nt。因此，本公开的实施例尤其适用于可以部署大量天线的毫米波(mmwave)通信场景。但是，本公开的应用并不限于此，其对所应用的频带没有任何限制。
需说明的是，图8所示的信息比特与天线序号的映射规则800仅是示例性的，对于特定的天线数量可以预先确定不同的映射规则，用于规定信息比特与天线序号之间的映射关系，只要发射端和各个接收端关于该映射规则达成一致即可。该映射关系可以存储在发射端和接收端的存储设备中，并且可以根据信道状态等信息静态配置或动态更新。例如，在一个实施例中，发射端通信装置400还可以包括存储器，该存储器可以被配置为存储预定映射规则以供处理电路读取，该映射规则可以规定信息比特与天线序号之间的映射关系。
根据一种实施方式，不同接收端所应用的预定映射规则可以相同，从而在用于接收端1的第一信息比特部分和用于接收端2的第一信息比特部分相同的情况下(例如均为图8所示的信息比特00的情况下)，所映射到的第一天线与第二天线可以为同一根天线(例如均为图8所示的序号为1的天线)。根据另一种实施方式，不同接收端可以应用不同的预定映射规则，从而在用于接收端1的第一信息比特部分和用于接收端2的第一信息比特部分相同的情况下，所映射到的第一天线与第二天线可以为不同天线；在用于接收端1的第一信息比特部分和用于接收端2的第一信息比特部分不同的情况下，所映射到的第一天线与第二天线仍可以为同一根天线，只要发射端与各个接收端之间关于预定映射规则达成一致。在该另一种实施方式中，只有关于特定的映射规则与发射端达成一致的接收端才可以确定正确的天线序号，可以有利于提升信息传递的安全性。
在一个实施例中，还将该接收端的第二信息流中的信息比特(即第二信息比特部分)映射到特定调制符号，以执行对该信息比特的调制(例如幅度相位调制、频率调制或其他类型的调制)。根据一种实施方式，该特定调制符号例如可以是幅度相位调制方式下的特定幅度相位调制符号(即星座图中的星座点)，以执行对该信息比特的幅度相位调制(步骤407)。在一个实施例中，该特定的幅度相位调制方式可以取决于接收端的信道状态信息(例如，接收端处的接收信噪比条件)，例如较高的接收信噪比可以对应于较高阶的调制方式；反之亦然。这里，“幅度相位调制”包含通过对载波的幅度和相位中的至少一个进行调制以传输数据的任何调制方式，例如但不限于bpsk、qpsk、2ask、4ask或16qam等等。步骤407例如可以由发射端310的通信装置400的空间调制映射单元402来执行。需指出的是，虽然步骤407在图4中被示出为与步骤401并行执行，但在其他的实施例中，步骤407还可以在步骤401之前或之后执行。
需说明的是，在发射端处，多个接收端的第一和第二信息流可以具有多种来源。在一个实施例中，图3a中接收端的第一和第二信息流可以来自同一信息源并以特定方式切分为两个信息流。在另一个实施例中，可以不必对源信息(比如少量而重要的信息传递，例如安全密钥)进行切分，而是使源信息全部进入第一信息流。此时，第二信息流可以不是待传输的信息比特，而是全1、全0或任意辅助的信息比特。也就是说，在该实施例中，利用系统300a仅实现第一信息流的传递。在还有的实施例中，在发射端期望将语音或应用数据传输到接收端的情况下，可能需要利用安全密钥对语音或应用数据进行加密以增强安全性。此时，将待传输的经过加密的语音或应用数据作为第二信息流，将用于对语音或应用数据进行加密的安全密钥作为第一信息流，通过本公开的空间调制技术将与安全密钥对应的信息比特映射为天线序号进行传递。在后两种情况下，通信安全可以得到一定程度的保证。
因此，在一个实施例中，发射端通信装置400还可以包括切分单元408，其将用于第一、第二接收端通信装置的待传输数据切分为第一信息比特部分以及第二信息比特部分以用于传输，其中第一信息比特部分的长度与nt的取值有关。替选地，发射端通信装置400也可以不包括切分单元408。此时，待传输信息流可以对应于图300a中的各接收端的第一信息流，而第二信息流可以不是调制的数据，而是全1、全0或任意比特信号。这可以应用于在例如军事应用中利用第一信息流承载一些少而重要的信息以提高安全性。本领域技术人员应当清楚，接收端在恢复了第一信息流和第二信息流中的信息比特之后需要对其进行与在发射端对应的处理。例如，在第一信息流和第二信息流是通过切分源信息而获得的情况下，需要在接收端对恢复的第一和第二信息流中的信息比特进行对应的组合处理。
在发射端310的通信装置400处，对接收端分配传输功率，从而形成传输功率分配结果(步骤403)。例如，可以为第一接收端通信装置(例如接收端1)分配第一传输功率以及为第二接收端通信装置(例如接收端2)分配第二传输功率。步骤403例如可以由发射端310的通信装置400的功率分配单元404来执行。
根据一种实施方式，可以根据传输功率分配原则计算传输功率分配结果，该传输功率分配原则可以包括以下中的一者或多者：为距离发射端较近的接收端通信装置分配较低传输功率；为具有较高接收信噪比的接收端通信装置分配较低传输功率；为具有较高数据速率需求的接收端通信装置分配较高传输功率；以及使接收端通信装置的接收信噪比为同一水平。例如，根据一种原则，假设一接收端2的无线信道条件优于接收端1，那么为了使两个接收端能够检测用于自身的信号，则向接收端1分配较大的传输功率，例如p1＝0.8，向接收端k分配较小的功率，例如p2＝0.2(假设总功率为1)，从而基于该传输功率分配进行信号传输。虽然以上给出了功率传输分配原则的几种具体例子，但功率传输分配原则不限于这些具体例子，本领域技术人员能够根据实际应用场合和设计需要来设计其他功率传输分配原则。
在一个实施例中，该传输功率分配结果可以包括指示分配给所有接收端中的每个接收端的传输功率的绝对值或相对值的信息。在另一个实施例中，该传输功率分配结果可以包括指示分配给目标接收端的传输功率的排序或解调顺序的信息。可以将这种排序或解调顺序信息通知给相应的接收端。在一个实施例中，传输功率分配结果可以包含在物理层下行链路控制信息中，例如包含在调度信息中，并且具体地可以由例如lte中的pdcch信道承载。
在一个实施例中，根据针对特定的传输功率分配原则预先计算并存储的传输功率分配结果来进行传输功率分配；在另一个实施例中，实时地计算传输功率分配结果来进行传输功率分配。由此，发射端既可以从系统预置信息表中读取功率分配参数，也可以选择通过用户反馈信息进行实时功率分配调整，这取决于发射端的处理能力。可以看出，离线计算相比实时计算方案可以降低发射端处的计算负荷。
接着，发射端310的通信装置400基于在步骤401中进行的映射进行控制，以将各接收端的第二信息比特部分通过所映射到的天线以相应的传输功率进行传输(步骤405)。例如，控制通过天线集合330中的第一天线以第一传输功率传输用于接收端1的第二信息比特部分，控制通过天线集合330中的第二天线以第二传输功率传输用于接收端2的第二信息比特部分，以此类推，控制通过天线集合330中的第k天线以第k传输功率传输用于接收端k的第二信息比特部分。步骤407例如可以由发射端310的通信装置400的传输控制单元406来执行。
在多个接收端(例如接收端1和接收端2)的第一信息比特部分相同的情况下(例如均为图8所示的信息比特00的情况下)，这多个接收端的第二信息流中的信息比特部分可以通过同一根所映射到的天线(例如均通过图8所示的序号为1的统一根天线)同时进行叠加传输。如前面指出的，天线与信道之间存在对应关系。因此，本领域技术人员会理解，此处将信息比特映射到天线即是将信息比特映射到与该天线对应的信道，通过天线传输信息比特即是通过与该天线对应的信道传输信息比特。
以下结合图3b和3c描述图3a所述的示例系统的一个例子。
图3b是示出根据本公开的一个实施例的用于应用空间调制技术进行点对多点传输的示例系统的一个例子的示意图。在该例子中，发射端可以例如具有4根天线(即nt＝4)。如图3b的例子所示，在发射端310处，接收端的第一信息流中每2个比特基于预定映射规则被映射为天线序号。在本例子中，该预定映射规则可以是如图8所示的映射规则800。在发射端310处，还对接收端分配传输功率，从而形成传输功率分配结果。接着，将多个接收端的第二信息流中的信息比特一起通过根据映射规则800分别映射到的天线进行叠加传输。
在该示例中，根据接收端的接收信噪比情况，采用bpsk调制方式(即星座点符号为+1和-1)对接收端的第二信息流中的每1个比特进行幅度相位调制，并通过上述映射的序号所表示的天线发射。例如要向接收端1发送信息“101”。根据映射规则800，对于接收端1，第一信息流中的2个比特“10”被映射到第3根天线，第二信息流中的1个比特“1”被映射为bpsk调制符号“-1”，则用于接收端1的传输信号向量为[00-10]t。在该向量中，“-1”表示调制符号，该调制符号在该向量中所在位置对应被映射到的天线。在该示例中，第3根天线用于信号发射，其他3根天线功率均为0。此外，例如要向接收端k发送信息“100”。对于接收端k，第一信息流中的2个比特“10”也被映射为第3根天线，第二信息流中的1比特“0”被映射为bpsk调制符号“1”，则用于接收端k的传输信号向量为[0010]t。可以与以上类似地理解该向量的含义。不难看出，由于用于接收端1的第一信息流的比特(第一信息比特)和用于接收端k的第一信息流的比特(第一信息比特)相同(此处均例如为10)，因此用于接收端1和接收端k的调制信号将经由该第一信息比特所映射到的同一根天线(即第3根天线)传输。
还需指出的是，如果用于接收端1和接收端k的第一信息流中的信息比特不同，则根据如图8所示的映射规则800被映射或选择的天线可以不同，该情况如图3c中的示例所示。图3c是示出根据本公开的一个实施例的用于应用空间调制技术进行点对多点传输的图3b的系统的另一示意图。例如要向接收端1发送信息“101”，而要向接收端k发送信息“110”，则根据如图8所示的映射规则800，接收端1的第一信息流中的2个比特“10”被映射到第3根天线，接收端k的第一信息流中的2个比特“11”被映射到第4根天线。相应地，由于用于接收端1的第一信息流的比特(第一信息比特)和用于接收端k的第一信息流的比特(第一信息比特)不同，因此这两个接收端的第二信息流中的1个信息比特将分别通过不同的天线被传输。
图5a是示出根据本公开的实施例的用于应用空间调制技术进行点对多点传输的接收端通信装置的示例的功能配置框图。该接收端通信装置500可以是图3a中的任一接收端k处的通信装置的示例。如图5a所示，在一个实施例中，接收端通信装置500可以包括检测单元504和空间解调映射单元502。
接收端k的检测单元504例如可以被配置为对接收到的传输信号执行串行干扰消除，检测用于其他接收端通信装置(例如接收端1、接收端k等)的信号并将该检测到的信号作为干扰消除，直到检测出用于该通信装置自身(即接收端k)的调制符号并检测出传输了所接收到的传输信号的第一信道(例如与天线集合330中的第一天线对应的信道)的序号。
接收端k的空间解调映射单元502例如可以被配置为基于预定映射规则(例如如图8所示的映射规则800)将第一信道(例如与天线集合330中的第一天线对应的信道)的序号映射为用于该通信装置自身(即接收端k)的第一信息比特部分，基于用于该通信装置自身(即接收端k)的调制符号确定用于该接收端k自身的第二信息比特部分。
检测单元504和空间解调映射单元502中的一个或多个可以通过处理电路来实现。此处，处理电路可以指在计算系统中执行功能的数字电路系统、模拟电路系统或混合信号(模拟和数字的组合)电路系统的各种实现。处理元件可以包括例如诸如集成电路(ic)、asic(专用集成电路)这样的电路、单独处理器核心的部分或电路、整个处理器核心、单独的处理器、诸如现场可编程门阵列(fpga)的可编程硬件设备、和/或包括多个处理器的系统。
可以理解，同样地，接收端通信装置500可以以芯片级来实现，或者也可以通过包括其他外部部件而以设备级来实现。例如，接收端通信装置500可以作为整机而工作为通信装置，并且还可以包括一根或多根天线。
还应理解，上述各个单元仅是根据其所实现的具体功能所划分的逻辑功能模块，而不是用于限制具体的实现方式。在实际实现时，上述各个功能单元可被实现为独立的物理实体，或者也可由单个实体(例如，处理器(cpu或dsp等)、集成电路等)来实现。
以下结合图5b的流程图来详细描述例如接收端k处的通信装置500执行的示例性操作。
在接收端k的通信装置500处，对从发射端310接收到的传输信号执行串行干扰消除，以检测用于其他接收端的信号并将其他接收端的信号作为干扰消除，直到检测出用于该接收端自身的信号(步骤501)。在一个实施例中，用于该接收端k自身的信号可以包括用于该接收端的调制符号和传输了所接收到的传输信号的第一信道的序号。可以理解，第一信道的序号可以与特定天线(例如第一天线)的序号相对应。步骤501例如可以由接收端k处的通信装置500的检测单元504来执行。
在一个实施例中，在接收端k的通信装置500处，接收指示第一天线在传输用于该接收端自身的信号中所使用的传输功率在传输用于所有接收端通信装置(例如包括接收端1、接收端k等)的信号中所使用的传输功率中的排序的信息，其中，串行干扰消除执行的次数取决于该排序。在一个实施例中，在串行干扰消除中，通过检测算法检测用于其他通信装置的信号，该检测算法包括最大似然算法或最大比合并算法。串行干扰消除的具体过程可以参照以下例如关于图9-图10的描述。
在一个实施例中，第一信道的序号可以是基于信道状态信息检测的，该信道状态信息可以是由该接收端k基于第一天线发送的训练序列确定的。
接收端k的通信装置500处，对用于该接收端k自身的信号进行空间解调(步骤503)。在一个实施例中，步骤503中的操作包括在子步骤503a中，基于预定映射规则(例如如图8所示的映射规则800)将传输了所接收到的传输信号的第一信道的序号(例如“1”)映射为用于该接收端k自身的第一信息比特部分(例如“00”)。在另一个实施例中，步骤503中的操作还包括在子步骤503b中，根据相应的幅度相位调制方式，将用于该接收端k的调制符号映射为用于该接收端k的第二信息比特部分。步骤503例如可以由接收端k处的通信装置500的空间解调映射单元502来执行。
在一个实施例中，根据如图8所示的映射规则800，当传输了所接收到的传输信号的第一信道的序号例如分别为1、2、3、4时，相应地将该信道序号分别映射为比特值为00、01、10、11的第一信息比特部分。相应地，在一个实施例中，接收端通信装置500还可以包括存储器，该存储器可以被配置为存储预定映射规则以供处理电路读取，该映射规则可以规定信息比特与天线序号之间的映射关系。
在一个实施例中，接收端k的通信装置500处，接收幅度相位调制方式信息，并且使用由幅度相位调制方式信息指示的幅度相位调制方式确定用于该接收端k自身的第二信息比特部分。
在一个实施例中，接收端k在恢复了第一信息比特部分和第二信息比特部分之后，需要对它们进行与在发射端对应的处理。例如，在第一信息比特部分和第二信息比特部分是在发射端处通过切分源信息而获得的情况下，需要将用于该接收端自身的第一信息比特部分和用于该接收端自身的第二信息比特部分组合为的原始传输数据流。例如，在一种实现方式中，接收端通信装置500还可以包括组合单元508，将用于该通信装置自身的第一信息比特部分和用于该通信装置自身的第二信息比特部分组合为的原始传输数据流。
应理解，图4a和图5a所示的通信装置的功能配置仅为示例，并且本领域技术人员可以根据本公开的原理对上述功能配置进行修改，例如，对上述功能单元进行组合、添加、删除和/或更改。此外，为了避免使得本发明模糊，在图4a和图5a的实施例描述中省略了对于一些公知的功能单元及其操作的描述，但是这些内容是本领域技术人员根据本公开的原理以及本领域公知的知识可以容易实现的。
此外，需要指出，图4b和图5b所示的流程图仅是示例而非限制，并且本领域技术人员还可根据本公开的原理而进行各种变型，例如调整上述方法流程的执行顺序、删除/添加另外的步骤等。
在上述非正交多用户空间调制中，发射端复用天线以同时为多个接收端进行空间调制，从而提升了每个接收端可获得的额外调制阶数以及数据传输速率。如前面所指出的，在上述非正交多用户空间调制中，这种复用“天线”也就是复用“信道”。需说明的是，根据上述思想，本领域技术人员可以构想各种不同的方式来对发射端的天线或信道进行复用。相应地，本领域技术人员可以预先确定不同的映射规则来匹配复用方式。
例如，在一个实施例中，可以对发射端的天线进行分组，从而每一组天线可以被复用以专用于为多个接收端进行空间调制。图6是示出根据本公开的实施例的用于应用空间调制技术进行点对多点传输的该示例系统的示意图，此示例系统是对图3a所示的示例系统的一种变型。在图6所示的示例系统中，发射端310的天线被分组为两个或更多个天线集合(例如集合330-1和330-2)，每个天线集合中的任何一根天线均可以被一个相应的接收端子集中的任何接收端进行复用。例如，天线集合330-1可以被复用以专用于为接收端1和接收端2进行空间调制，天线集合330-2可以被复用以专用于为接收端3和4进行空间调制，每个接收端子集对于相应的天线集合的具体复用方式与参照图3a所描述的类似。需说明的是，在该实施例中，每个接收端获得的额外调制阶数以及数据传输速率提升比发射端天线不分组的情况要小，但仍然大于一根天线专用于一个接收端(即天线不被复用)的情况。这种情况下，需要预先确定与第1天线集合330-1和第2天线集合330-2匹配的映射规则。映射规则需要与天线集合中的天线数量匹配。例如，如果第1天线集合具有4根天线，则可以采用如图8所示的映射规则800；如果第2天线集合具有8根天线，则需预先确定不同的映射规则来规定第一信息流中的3个信息比特与这8根天线的对应关系。映射规则还需要为由不同天线集合服务的多个接收端规定不同的对应关系，以确保用于由不同天线集合服务的这多个接收端的相同比特值能够被映射到相应天线集合中的天线。例如，对于图6中由第1天线集合服务的接收端1和由第2天线集合服务的接收端4，在用于这两个接收端的第一信息比特部分均为“01”时，该信息比特部分需要分别被映射到第1和第2天线集合中的天线。
在另一个实施例中，可以将发射端的天线分组成两个或更多个天线集合但经分组的天线集合之间可具有至少一根共同的天线(即天线集合之间可以至少部分重叠)，每一天线集合可以被专用于为一个或多个接收端进行空间调制。换言之，每个天线集合中的任何一根天线均可以被一个相应的接收端子集中的任何接收端进行复用。图7是示出根据本公开的实施例的用于应用空间调制技术进行点对多点传输的该示例系统的示意图。其中，基于预定映射规则(例如映射规则800)将用于第一接收端通信装置(例如接收端1)的第一信息比特部分映射到第一天线集合(例如第1天线集合330-1)中的第一天线，将用于第二接收端通信装置(例如接收端4)的第一信息比特部分映射到第二天线集合(例如第2天线集合330-2)中的第二天线，其中，第一天线集合与第二天线集合具有至少一根共同的天线(例如天线n1至n2中的至少一根)。为第一接收端通信装置(例如接收端1)分配第一传输功率，为第二接收端通信装置(例如接收端2)分配第二传输功率。使用第一天线以第一传输功率传输用于第一接收端通信装置(例如接收端1)的第二信息比特部分，使用第二天线以第二传输功率传输用于第二接收端通信装置(例如接收端2)的第二信息比特部分。其中，存在特定的信息比特值，使得在用于第一接收端通信装置(例如接收端1)的第一信息比特部分和用于第二接收端通信装置(例如接收端2)的第一信息比特部分均等于该特定的信息比特值的情况下，第一天线和第二天线为同一根天线(即天线n1至n2中的至少一根)。
在一种实现方式中，第一天线集合与第二天线集合可以具有至少一根不是共同的天线。在另一种实现方式中，第一天线集合与第二天线集合可以为同一天线集合，这种情况实际上即等同于图3a所示的示例系统。
需说明的是，在该实施例中，与上面类似地，需要预先确定与第1天线集合330-1和第2天线集合330-2匹配的映射规则。类似地，映射规则需要与天线集合中的天线数量匹配。映射规则还需要为由不同天线集合服务的多个接收端规定相应的对应关系，以确保用于由不同天线集合服务的这多个接收端的相同比特值能够被映射到相应天线集合中的天线。在一种实现方式中，存在特定的信息比特值，使得在接收端1的第一信息流中的信息比特和接收端2的第一信息流中的信息比特均等于该特定的信息比特值的情况下，上述所映射到的第一天线和第二天线为两个天线集合共有的同一根天线。
即使第一天线集合适用第一映射规则而第二天线集合适用不同的第二映射规则，既属于第一天线集合又属于第二天线集合的天线仍可被映射以相同的第一信息流。例如，在第一天线集合中，用于接收端的第一信息流为01映射到该天线，而在第二天线集合中，仍是用于接收端的第一信息流为01映射到该天线。在这种情况下，对任何接收端，解调规则都可以是相同的。
然而，针对不同的接收端(换言之，针对不同的天线集合)，既属于第一天线集合又属于第二天线集合的天线也可以被映射以不同的第一信息流。例如，在第一天线集合中，用于一个接收端的第一信息流为01映射到该天线，而在第二天线集合中，用于另一接收端的第一信息流为10映射到该天线。在这种情况下，不同接收端的解调规则可以不同。例如上述的一个接收端将该天线的序号解调为比特01，而上述的另一接收端将该天线的需要解调为比特10。只要发射端和接收端双方事先的映射规则一致即可。
需说明的是，图6-7的示例中的发射端和接收端可以分别使用上述发射端通信装置400和接收端通信装置500实现。尽管使用的映射规则可以不同，但是所执行的映射操作、功率分配操作和传输控制操作等与参照图3a、图4a-5b所描述的类似。
下面将结合以上描述，分别详细描述应用本公开的技术的发射端通信装置400和接收端通信装置500的工作过程的一个具体示例。
在该示例中，发射端通信装置400控制以在各个信道上传输正交的训练序列，以供接收端通信装置确定各个信道的信道状态信息，从而执行空间调制解调。通过发送训练序列(例如，lte系统中的导频信号)进行信道估计，可以获得发射端通信装置400到第k个接收端(即接收端k)的信道矩阵h(k)为：
其中
在任一时间片，在发射端通信装置400处，对于k个接收端中的任一接收端，例如接收端k，如上述步骤401那样，空间调制映射单元402基于预定映射规则将该接收端的第一信息流中的信息比特映射到nt根天线中的相应天线以执行对该信息比特的空间调制。进一步地，如上述步骤407那样，发射端通信装置400还可以根据接收端反馈(或者根据来自接收端的参考信号测量得到)的信道状态信息(例如cqi(channelqualityindicator))选择相应的幅度相位调制方式，并且使用所选择的相应的幅度相位调制方式传输用于该接收端的第二信息比特部分。例如，在图3a的示例中，还将该接收端的第二信息流中的信息比特映射到特定的幅度相位调制方式下的特定幅度相位调制符号(即星座图中的星座点)，以执行对该信息比特的幅度相位调制。特定的幅度相位调制方式下的幅度相位调制符号总数(即星座图中的星座总点数)可以表示为mk。该特定的幅度相位调制方式可以取决于信道条件，例如接收端处的接收信噪比条件，其中较高的接收信噪比可以对应于较高阶的调制方式；反之亦然。
接收端k的第一信息流和第二信息流中的信息比特在分别经过天线映射和幅度相位调制符号映射之后，将形成如下的传输信号向量：
其中jk表示所映射到的天线的序号，mk表示所映射到的幅度相位调制符号在特定幅度相位调制方式下的mk个幅度相位调制符号中的序号。该传输信号向量中共有分别与nt根天线相对应的nt个元素，
对于接收端k来说，考虑了天线映射(或称天线选择)的总的空间调制符号集合可以写成如下形式：
|x(k)|＝mknt式(5)
其中|·|表示集合中的元素数量，式(5)的含义是上述总的空间调制符号集合中有mknt个元素。可以看出，接收端k的总调制阶数由两部分组成，即传统幅度相位调制阶数和空间调制带来的额外调制阶数，总的调制阶数可以写成如下形式：
bk＝log2(mk)+log2(nt)式(6)
可以看出，相比如图2b所示的对天线进行分组的示例系统，具有根据本公开的实施例的发射端通信装置400的多用户空间调制系统(例如系统300a)能够获得更高的额外调制阶数提升，并且该额外调制阶数提升与如图2a所示的点对点空间调制系统的额外调制阶数提升是可比的。
在发射端通信装置400处，如上述步骤403那样，功率分配单元404为各个接收端分配传输功率，例如对接收端k分配传输功率pk，从而形成传输功率分配结果。例如，该传输功率分配结果可以包括指示分配给每个接收端的传输功率的绝对值或相对值的信息。在其他的示例中，该传输功率分配结果可以还包括或替换地包括指示分配给每个接收端的传输功率的排序或解调顺序的信息。功率分配单元404还可以向各接收端通知传输功率分配结果。
此处值得说明的是，功率分配单元404进行传输功率分配需要考虑接收端串行干扰消除操作的需求。在本公开的实施例的系统中，发射端可以通过相同的时频资源叠加传输多个接收端的传输信号。因此相应地，每个接收端将需要通过串行干扰消除来检测用于其他接收端的传输信号，并进而检测和解调用于该接收端自身的传输信号。
作为示例，假设发射端310可以经由第一物理通信链路l1与接收端1通信并且经由第二通信链路lk与接收器k通信。假设第一物理通信链路l1的无线电条件较差(例如由于接收端1离发射端310较远)并且第二物理通信链路lk的无线电条件较好(例如由于接收端k离发射端310较近)。该情形可能是临时的，这是因为无线电条件会不断变化。换句话说，对于特定的无线电传输功率来说，接收端1的信号干扰噪声比sinr和载波干扰c/i比低于接收端k的相应sinr和c/i比(或比其低得多)。在已知两个接收端1和接收端k的相对无线电条件的情况下，发射端310可以针对特定的时间片和特定的载波频率在这两个接收端之间按比例分配传输功率预算，使得与既定用于传输接收端k(较好无线电条件下的接收端)的第二调制符号的功率相比，用较高的功率传输接收端1(较差无线电条件下的接收端)的第一调制符号。
如此，在给定当前无线电条件和因向接收端k传输第二调制符号引起的额外干扰的情况下，发射端310可以分配足够功率用于传输接收端1的第一调制符号，以允许接收端1对该第一调制符号解码。发射端310可以接着分配较少的功率用于传输接收端k的第二调制符号，但该较少的功率仍然足以使接收端k消除或减小由第一调制符号的传输而造成的干扰来解码第二调制符号。发射端310接着在相同的时频资源上传输这两个调制符号，因此可以认为这两个调制符号彼此“碰撞”。然而，由于用相比传输第二调制符号的功率高的功率来传输第一调制符号，所以第二调制符号对于接收端1可以仅呈现为噪声或干扰增加。如果这两个调制符号的传输之间的功率偏移足够高，那么接收端1处sinr或c/i比的降级可能较小甚至无关紧要。
因此，如果相对于第一调制符号的传输速率、当前无线电条件和由第二调制符号的传输造成的额外干扰以足够高的功率传输第一调制符号，那么接收端1应当能够解调第一调制符号。而且，由于接收端k的无线电条件较好，接收端k会以优于接收端1的sinr或c/i比接收到第一调制符号，所以接收端k也应当能够解调第一调制符号(在一个例子中，接收端k可以知晓第一调制符号的调制方式)。一旦接收端k解调了第一调制符号，接收端k就可以将其处理为干扰，并使用干扰消除技术从在接收第一和第二调制符号期间接收到的总体传输信号中消除该干扰。消除该干扰后得到的剩余信号可以表示组合有来自其他来源的噪声和干扰的第二调制符号。如果相对于第二调制符号的传输速率和接收端k的无线电条件以足够高的功率(但低于用于传输第一调制符号的功率)传输第二调制符号，那么接收端k应当能够解调第二调制符号。
应当清楚，上述干扰消除过程可以扩展到更多个接收端，例如三个以上的接收端。具体地，可以分配最高的功率用于向处于最差无线电条件中的接收端进行传输，可以分配最低的功率用于向处于最好的无线电条件中的接收端进行传输，并且可以分配中间功率用于向处于中间无线电条件中的接收端进行传输。处于最好的无线电条件中的接收端可以接着解调既定用于处于最差的无线电条件中的接收端的调制符号，从接收信号中消除该解调符号的干扰，再解调既定用于处于中间无线电条件中的接收器的调制符号，消除该解调符号的干扰，并且最后解调既定用于其自身的调制符号，该解调/消除过程可以称为串行干扰消除。同样地，处于中间无线电条件中的接收器可以解调既定用于处于最弱的无线电条件中的接收端的调制符号，从接收信号中消除该解调符号的干扰，并且再解调既定用于其自身的调制符号。处于最弱的无线电条件中的接收端可以直接解调既定用于其自身的调制符号，因为这个调制符号是以最高功率进行传输的。应当理解，所属领域的技术人员能够将串行干扰消除技术扩展到四个或四个以上接收端而不需要额外试验或进一步创造性劳动。还应理解，分配给特定接收端的传输功率的排序与该接收端在进行串行干扰消除中的解调顺序可以是对应的。一般而言，被分配较高传输功率的接收端的解调顺序可以相对靠前。
在该示例中，功率分配单元404为第一接收端通信装置分配第一传输功率以及为第二接收端通信装置分配第二传输功率可以包括：根据传输功率分配原则计算传输功率分配结果。本领域技术人员会清楚，这种传输功率分配只要确保接收端能够进行串行干扰消除即可。如前面所描述的，传输功率分配原则包括以下中的一者或多者：为距离发射端较近的接收端通信装置分配较低传输功率；为具有较高接收信噪比的接收端通信装置分配较低传输功率；为具有较高数据速率需求的接收端通信装置分配较高传输功率；以及使接收端通信装置的接收信噪比为同一水平。以下具体介绍这些传输功率分配原则。
接收信噪比原则
接收端向发射端反馈接收信噪比信息，发射端将较多的功率分配给接收信噪比较低的用户，将较少的功率分配给接收信噪比较高的用户。这样，接收信噪比较低的接收端可以通过较少次数的串行干扰消除操作实现数据解调，而接收信噪比较高的接收端可以通过串行干扰消除操作消除其他接收端的干扰，解调自己的数据。该原则与以上实施例中描述的功率分配原则相同。
距离原则
距离原则是为距离发射端较近的接收端通信装置分配较低传输功率，为距离发射端较远的接收端通信装置分配较高传输功率。一般而言，在干扰等其他情况基本相同的情况下，如果接收端到发射端的距离越大，则接收端处的接收功率越小，接收信噪比也越小；如果接收端到发射端的距离越小，则接收端处的接收功率越大，接收信噪比也越大。因此，接收端到发射端的距离可以看作是能够反映接收端处的接收信噪比的一种指标。在距离信息可知的情况下，距离原则可以作为接收信噪比原则的附加或替换原则。
数据速率需求原则
接收端可以首先向发射端反馈数据传输需求，发射端可以根据接收端需求、接收端优先级等因素，对多个接收端进行功率分配。例如，需要较高数据传输速率的接收端，发射端可以分配较多的功率以支持较高的相位幅度调制阶数来提升数据传输速率。
公平原则
接收端可以首先向接收端反馈接收信噪比，接收端可以通过进行功率分配使得多个接收端的最终接收信噪比趋于相等，实现多个接收端之间的服务公平原则。
本公开的实施例不受功率分配原则的限定，本领域技术人员可以根据特定的目标需求制定其他功率分配原则，相应的方案仍然落入本公开的范围内。
应当理解，根据不同的功率分配原则为多个接收端进行功率分配，实际上是以不同的目标求解优化问题，这些目标诸如最小化所有接收端的平均误比特率(ber)、最小化所有接收端的最大ber、使所有接收端的接收sinr相等，等等。可以将该优化问题表述为：
其中f(·)表示目标函数，argminf(·)表示使f(·)最小的变量(p1,p2,…pk)的值。作为对直接求解该优化问题的替代，例如也可以使用多维网格搜索(multiplegridsearch,mgs)来以相对低的复杂度获得数值近似最优解。具体地，总功率可以被分为n份(例如，被平均分为n份)，mgs遍历所有的可能分配模式。可以看出，随着网格值1/n的减小，数值解的性能可以改善，但同时也导致计算复杂度的提升。对于k＝2、n＝10的简单情形，mgs方法使p1从1/n遍历到(n-1)/n而遍历所有n-1种可能的分配模式。考虑功率降序排列，即p1＞p2，搜索量可以减半。
针对某一优化目标，mgs方法可以根据式(7)得出具体的功率分配值。但随着网格值减小或接收端数量增大，mgs方法的复杂度会很快提升。本公开还提供一种低复杂度的高效功率分配方法，该方法特别地考虑到在计算所有k个接收端的平均ber时，该ber主要来自具有最小接收sinr的接收端(即具有最小接收sinr的接收端可能成为瓶颈)这一现象，从而以使所有接收端的接收sinr相等为优化目标。在发射端总功率量的约束下，该方法通过使所有接收端的接收sinr相等而计算出将为每个接收端分配的功率。
该方法将各接收端处的接收sinr表示为待分配功率的函数、令这些接收sinr相等，并在发射端总功率量的约束下从方程组求解出各接收端处的待分配功率。该方法的一个示例过程可以如下。
在计算所有k个接收端的平均ber时，ber主要来自具有最小接收sinr的接收端。在接收端k处，在执行了串行干扰消除之后的接收sinr可以表示为：
其中，接收端k处的接收天线数为nr，噪声向量表示为
接着，分配给接收端k的功率pk可以表示为：
在具体实现中，可以首先假设pk＝α，接着根据上式依次计算出pk-1、pk-2直到p1。之后，通过功率约束条件
与多维网格搜索相比，这里提出的低复杂度功率分配方法能够直接计算功率分配参数。在以下的仿真分析中将对这两种方法的性能进行比较。
应当指出，上述功率分配过程可以根据系统中接收端的状态实时计算功率分配结果，也可以以离线模式预先计算并将功率分配结果存储在配置表中。相应地，在一个实施例中，根据针对特定的传输功率分配原则预先计算并存储的传输功率分配结果来进行传输功率分配；在另一个实施例中，实时地计算传输功率分配结果来进行传输功率分配。由此，发射端既可以从系统预置信息表中读取功率分配参数，也可以选择通过用户反馈信息进行实时功率分配调整，这取决于发射端的处理能力。可以看出，离线计算相比实时计算方案可以降低发射端处的计算负荷。
在发射端通信装置400处，如上述步骤405那样，传输控制单元406可以控制以通过由空间调制映射单元402映射的天线以由功率分配单元404分配的传输功率传输各接收端的第二信息比特部分。
具体地，在图3a中，将k个接收端的传输信号向量叠加在一起通过所映射到的天线进行传输，最终的总传输信号可以写成：
至此，详细描述了在应用本公开的技术的示例中发射端通信装置400的工作过程。下面详细描述在该示例中接收端通信装置500的对应工作过程。
在接收端通信装置500处，检测单元504可以对从发射端接收到的传输信号执行串行干扰消除以检测用于其他接收端通信装置的信号并将该信号作为干扰消除，直到检测出用于接收端通信装置500自身的信号，其中用于接收端通信装置500自身的信号可以包括用于该通信装置的调制符号和传输了所接收到的传输信号的天线的序号。此处，天线的序号可以是基于信道状态信息检测的，该信道状态信息是由接收端通信装置500基于该天线发送的训练序列确定的。串行干扰消除的具体过程可以参照以下例如关于图9-图10的描述。此外，接收端通信装置500可以接收指示第一天线在传输用于该通信装置自身的信号中所使用的传输功率在传输用于所有通信装置的信号中所使用的传输功率中的排序或解调顺序的信息，其中，串行干扰消除执行的次数取决于该排序或解调顺序。
空间解调映射单元502可以基于预定映射规则(例如图8所示的示例的预定映射规则800)将传输了所接收到的传输信号的天线的序号映射为用于该接收端通信装置500自身的第一信息比特部分，以及根据相应的幅度相位调制方式将用于该通信装置的调制符号映射为用于该接收端的第二信息比特部分。这里的第一信息比特部分可以对应于图3a-3c和图6-7中用于该接收端的第一信息流中的比特信息，第二信息比特部分可以对应于图3a-3c和图6-7中用于该接收端的第二信息流中的比特信息。
以下参照图9-图10描述根据本公开的实施例的串行干扰消除过程。
假设在图3a中的第k个接收端k处，从发射端310接收到的传输信号可以写成如下形式：
其中ρk表示接收端k的接收机增益，
根据以上的串行干扰消除的思路，假设发射端向k个接收端1至接收端k进行传输，对于接收端k来说，需要先检测被分配了比自己高的传输功率的接收端的信号并将其作为干扰消除，接着再检测并解调自己的信号。在一个实施例中，接收端在串行干扰消除中通过检测算法检测用于其他接收端的信号，检测算法可以包括例如最大似然算法(maximumlikelihood，ml)或最大比合并算法(maximumratiocombining，mrc)这样的检测算法。
为了方便描述，这里假设传输功率分配结果表示为p1＞p2＞…＞pk，即传输功率分配大小按照接收端序号降序排序。下面分别参照图9和图10所示的接收端信号检测方法来阐述如何使用ml算法和mrc算法进行信号检测和解调。
ml算法：
图9是示出根据本公开的实施例的使用ml算法进行接收端信号检测的示例方法的流程图。ml算法是一种最优检测算法，该算法的具体思想如下。对于具有最高功率分配的接收端1，能够根据下式从接收到的信号y(1)检测用于该接收端的天线序号和幅度相位调制符号的序号：
其中，j1，ml表示用于该接收端的天线序号，m1，ml表示幅度相位调制符号的序号，
对于接收端k，需要基于该接收端在传输功率分配结果中的排序，从接收到的信号中检测被分配了较高功率的前(k-1)个接收端(即在传输功率分配结果中排序靠前的接收端)的信号并将它们作为干扰消除。具体地，基于下式从接收到的信号中检测第1个接收端1的信号：
可以理解，式(15)的处理是对发射端天线集合中的多根天线到该接收端的信道增益和特定调制方式下的调制符号的组合进行穷尽搜索，以找出与接收到的信号y(k)最接近的信道增益和调制符号组合。
应当指出，此处的
接着，基于下式从该经更新的接收信号中检测第2个接收端的信号：
进而再次对接收信号进行更新，直到消除了第k-1个接收端造成的干扰，获得最终更新的接收信号为：
最终，接收端k根据下式检测用于其自身的信号：
基于天线序号根据预定的映射规则可以确定用于接收端k的第一信息流中的比特信息，并且基于幅度相位调制符号可以确定用于接收端k的第二信息流中的比特信息。由于ml算法需要对如式(4)所示的空间调制符号集合进行穷尽搜索，因此计算复杂度与mk和nt的乘积相关。
根据ml算法的上述具体思想，图9的接收端信号检测的示例方法如下进行操作。对于任一接收端的接收信号，使op的初值等于该接收端在传输功率分配结果中的排序或解调顺序，在框901，同时检测用于该接收信号中的传输功率分配最高的接收端的天线序号和幅度相位调制符号。这里，如果在传输功率分配中具有最高传输功率，则op的初值为1，随着所分配的传输功率递减，op的初值递增。在一个实施例中，天线的序号可以是基于相应的信道状态信息检测的，该信道状态信息是由接收端通信装置500基于相应的天线发送的训练序列确定的。在框903，将排序op值减1。在框905，判断op值是否为0。如果op值为0，则表明无需对接收信号进行干扰消除或者已经对接收信号完成干扰消除，方法前进到框909；否则表明仍需要消除来自传输功率分配较高的接收端的干扰，方法前进到框907。在框907，可以将用于传输功率分配最高的接收端的信号作为干扰从接收信号中消除，得到经更新的接收信号。接着，方法返回到框901，对于经更新的接收信号和上述经更新的排序op，再次执行框901-905的操作。在框909，基于最近在框901中检测到的天线序号，根据预定的映射规则确定用于该接收端的第一信息流中的比特信息，并且基于最近在框901中检测到的调制符号确定用于该接收端的第二信息流中的比特信息。
mrc算法：
图10是示出根据本公开的实施例的使用mrc算法进行接收端信号检测的示例方法的流程图。mrc算法是可以代替ml算法的次优检测算法。在mrc算法中，与ml算法同时检测用于接收端的天线序号和幅度相位调制符号不同，需要首先检测用于接收端的天线序号，接着在已知天线序号的情况下检测用于接收端的幅度相位调制符号。以从接收端k的接收信号中消除用于第1个接收端1的信号的干扰为例，对于接收端k，首先对发射端天线集合中的多根天线到该接收端的信道增益进行穷尽搜索，基于下式从其接收到的信号中检测用于第1个接收端1的天线序号：
接着，在已知天线序号
除了上述差异外，mrc算法的其他处理与上面参照ml算法描述的类似，在此不再重复。由于mrc算法将用于接收端的天线序号与幅度相位调制符号分开检测，因此计算复杂度与mk、nt二者之和相关。
根据mrc算法的思想的接收端信号检测的方法如图10所示。在图9的方法中，在框901中同时检测用于接收端的天线序号和幅度相位调制符号。与此相比，图10所示的方法分别在框1001a和1001b中完成用于接收信号中的传输功率分配最高的接收端的天线序号和幅度相位调制符号检测。除了上述差异外，图10中的其他处理与上面参照图9描述的类似，在此不再重复。
当然，在其他实施例中，本领域技术人员还可以采用其他检测算法来进行上述串行干扰消除，在此不再一一详细描述。
为了进一步有利于理解上述根据本公开的空间调制技术，下面将参照图11具体描述发射端与接收端之间的信令交互过程。
图11示出根据本公开的实施例的用于应用空间调制技术进行点对多点传输的信令交互的示例过程的流程图。具体地，在步骤1101，发射端310控制通过各天线在对应的信道上向接收端1至接收端k发送正交的训练序列(例如导频信号)，以供接收端(例如，第一接收端通信装置和第二接收端通信装置)确定各个信道的信道状态信息，从而执行空间调制解调。在步骤1102，各接收端基于所接收到的训练序列进行信道估计以确定各个信道的信道状态信息(例如snr或c/i比)，并且在步骤1103向发射端反馈信息，其中包括信道状态信息以及业务需求等。发射端310可以基于反馈信息确定各接收端的无线电条件，进而进行上述的传输功率分配以及确定幅度相位调制方式。在一个实施例中，发射端310可以为控制在各个信道上传输正交的训练序列，以供接收端1至k确定各个信道的信道状态信息，从而执行空间调制解调。相应地，接收端1至k可以基于信道状态信息检测天线的序号。在另一个实施例中，发射端310可以根据接收端1至k的信道状态信息选择相应的幅度相位调制方式，并且使用所选择的相应的幅度相位调制方式传输用于接收端1至k的第二信息流中的信息比特。相应地，接收端1至k可以从接收端310接收幅度相位调制方式信息，并且使用由幅度相位调制方式信息指示的幅度相位调制方式确定用于该接收端自身的第二信息流中的信息比特。
在步骤1104，发射端310向接收端1至k发送空间调制配置信息，该空间调制配置信息可以包括例如上述的传输功率分配结果和幅度相位调制方式信息。在一个实施例中，该传输功率分配结果可以仅是分配给每个接收端的功率的排序或解调顺序。在步骤1105，发射端将经非正交空间调制的传输信号发送给接收端1至k，该传输信号可以是用于各接收端的传输信号向量叠加在一起而形成的最终的总传输信号。在1106，每个接收端通过串行干扰消除进行天线序号检测和幅度相位调制符号检测，并进而确定用于该接收端的信息比特。在一个实施例中，接收端1至k可以接收指示在传输用于该接收端自身的信号中所使用的传输功率在传输用于所有接收端的信号中所使用的传输功率中的排序的信息，其中上述串行干扰消除执行的次数可以取决于该排序。串行干扰消除的具体过程可以参照以上例如关于图9-图10的描述，在此不再重复。
根据本公开的非正交多用户空间调制技术，通过发射端复用天线以同时为多个接收端进行空间调制，提升了每个接收端可获得的额外调制阶数以及数据传输速率。换个角度讲，根据本公开的非正交多用户空间调制技术在保持数据传输速率不变的情况下可以改善接收端的解调性能。应当理解，上述发射端通信装置400以及该通信装置400的其他实现方式(例如基站)也可以具有进行正交空间调制的能力。发射端通信装置400可以根据需要动态决定是否启用根据本公开的实施例的非正交空间调制，从而获得上述性能改善。例如，只在数据传输资源紧张或者用户业务时延要求较高的情况下才启用非正交空间调制。相应地，发射端通信装置400可以包括切换(switch)单元，并通过该切换单元控制是否启用非正交空间调制。在一个实施例中，发射端通信装置400还可以通过该切换单元控制在如本文图3a、图6-图7所示的示例实现方式以及其他可能的替换方式之间切换。
下面将参照图12a至12d所示的性能仿真结果说明本公开的技术对通信系统性能的提升。
这里采用蒙特卡洛随机方法进行仿真实验，通过106次的随机信道仿真，绘制了平均误比特率(biterrorrate，ber)相对于接收天线的接收信噪比(snr)的性能曲线图。具体思路是：首先以多个接收端的平均误比特率最低为目标函数，通过多维网格搜索(mgs)来获取多个接收端之间的功率分配的近似最优点；接着绘制接收端的平均误比特率和接收信噪比之间的关系曲线。下面针对两个仿真场景详细介绍仿真参数和仿真结果。
2个接收端的场景
对于2个接收端的场景，即接收端数k＝2。首先通过网格搜索确定近似最优功率分配点。系统参数设置如下：天线数nt＝4，接收天线数
接着，基于近似最优功率配置，比较不同接收信噪比下现有非正交空间调制方案(如图2b)与本公开的正交空间调制方案的误比特率性能。系统参数设置如下：b1＝b2＝3,4，nt＝4，k＝2，
4个接收端的场景
对2个接收端的场景，即接收端数k＝4。用于通过网格搜索确定近似最优功率分配点的参数设置如下：nt＝8，
接着，基于近似最优功率配置，比较不同接收信噪比下现有非正交空间调制方案(如图2b)与本公开的正交空间调制方案的误比特率性能。系统参数设置如下：b1＝b2＝4,5,6，nt＝8，k＝4，
下面将参照图12e所示的仿真结果对根据本公开的低复杂度功率分配和多维网格搜索功率分配方法的性能进行比较分析。
这里仍然采用蒙特卡洛随机方法进行仿真实验，通过106次的随机信道仿真，绘制了不同的功率分配方法下平均误比特率(biterrorrate，ber)相对于接收天线的接收信噪比的性能曲线图。
该示例中的仿真场景和参数与上述2个接收端的场景和参数一致。对于多维网格搜索方法，将p1∈[0.5,1]这个区间划分为100个采样点，针对每个采样点仿真平均ber结果。在这100个采样点中，选取与具有最低平均ber的采样点对应的功率分配值作为网格搜索的最终结果。在通过网格搜索获得的功率分配值下，采用ml和mrc检测算法的非正交空间调制的ber性能分别如图12e中的两条虚线所示。对于低复杂度功率分配方法，可以通过式(11)直接计算出分配的功率值。在该功率值下，采用ml和mrc检测算法的非正交空间调制的ber性能分别如图12e中的两条实线所示。如图12e所示，在mrc检测算法下，低复杂度功率分配方法的性能可以接近多维网格搜索方法的性能。在ml检测算法下，当接收信噪比较低时，低复杂度功率分配方法与多维网格搜索方法存在性能差距；但随着接收信噪比逐步提高，该差距可以逐渐变小。可以看出，在大部分情况下，根据本公开的低复杂度功率分配方法可以代替多维网格搜索方法来使用。
应理解，根据本公开的实施例的存储介质和程序产品中的机器可执行的指令还可以被配置为执行与上述装置实施例相对应的方法，因此在此未详细描述的内容可参考先前相应位置的描述，在此不再重复进行描述。
相应地，用于承载上述包括机器可执行的指令的程序产品的存储介质也包括在本发明的公开中。该存储介质包括但不限于软盘、光盘、磁光盘、存储卡、存储棒等等。
另外，还应该指出的是，上述系列处理和装置也可以通过软件和/或固件实现。在通过软件和/或固件实现的情况下，从存储介质或网络向具有专用硬件结构的计算机，例如图13所示的通用个人计算机1300安装构成该软件的程序，该计算机在安装有各种程序时，能够执行各种功能等等。图13是示出作为本公开的实施例中可采用的信息处理设备的个人计算机的示例结构的框图。
在图13中，中央处理单元(cpu)1301根据只读存储器(rom)1302中存储的程序或从存储部分1308加载到随机存取存储器(ram)1303的程序执行各种处理。在ram1303中，也根据需要存储当cpu1301执行各种处理等时所需的数据。
cpu1301、rom1302和ram1303经由总线1304彼此连接。输入/输出接口1305也连接到总线1304。
下述部件连接到输入/输出接口1305：输入部分1306，包括键盘、鼠标等；输出部分1307，包括显示器，比如阴极射线管(crt)、液晶显示器(lcd)等，和扬声器等；存储部分1308，包括硬盘等；和通信部分1309，包括网络接口卡比如lan卡、调制解调器等。通信部分1309经由网络比如因特网执行通信处理。
根据需要，驱动器1310也连接到输入/输出接口1305。可拆卸介质1311比如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等根据需要被安装在驱动器1310上，使得从中读出的计算机程序根据需要被安装到存储部分1308中。
在通过软件实现上述系列处理的情况下，从网络比如因特网或存储介质比如可拆卸介质1311安装构成软件的程序。
本领域技术人员应当理解，这种存储介质不局限于图13所示的其中存储有程序、与设备相分离地分发以向用户提供程序的可拆卸介质1311。可拆卸介质1311的例子包含磁盘(包含软盘(注册商标))、光盘(包含光盘只读存储器(cd-rom)和数字通用盘(dvd))、磁光盘(包含迷你盘(md)(注册商标))和半导体存储器。或者，存储介质可以是rom1302、存储部分1308中包含的硬盘等等，其中存有程序，并且与包含它们的设备一起被分发给用户。
本公开的技术能够应用于各种产品。例如，本公开中提到的基站可以被实现为任何类型的演进型节点b(enb)，诸如宏enb和小enb。小enb可以为覆盖比宏小区小的小区的enb，诸如微微enb、微enb和家庭(毫微微)enb。代替地，基站可以被实现为任何其他类型的基站，诸如nodeb和基站收发台(basetransceiverstation，bts)。基站可以包括：被配置为控制无线通信的主体(也称为基站设备)；以及设置在与主体不同的地方的一个或多个远程无线头端(remoteradiohead，rrh)。另外，下面将描述的各种类型的终端均可以通过暂时地或半持久性地执行基站功能而作为基站工作。
例如，本公开中提到的用户设备可以被实现为移动终端(诸如智能电话、平板个人计算机(pc)、笔记本式pc、便携式游戏终端、便携式/加密狗型移动路由器和数字摄像装置)或者车载终端(诸如汽车导航设备)。用户设备还可以被实现为执行机器对机器(m2m)通信的终端(也称为机器类型通信(mtc)终端)。此外，用户设备可以为安装在上述终端中的每个终端上的无线通信模块(诸如包括单个晶片的集成电路模块)。
以下将参照图14至图17描述根据本公开的应用示例。
[关于基站的应用示例]
第一应用示例
图14是示出可以应用本公开内容的技术的enb的示意性配置的第一示例的框图。enb1400包括多个天线1410以及基站设备1420。基站设备1420和每个天线1410可以经由rf线缆彼此连接。在一种实现方式中，此处的enb1400(或基站设备1420)可以对应于上述发射端通信装置400。在另一种实现方式中，enb1400(或基站设备1420)可以对应于上述接收端通信装置500。
天线1410中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在多输入多输出(mimo)天线中的多个天线元件)，并且用于基站设备1420发送和接收无线信号。如图14所示，enb1400可以包括多个天线1410。例如，多个天线1410可以与enb1400使用的多个频段兼容。
基站设备1420包括控制器1421、存储器1422、网络接口1423以及无线通信接口1425。
控制器1421可以为例如cpu或dsp，并且操作基站设备1420的较高层的各种功能。例如，控制器1421根据由无线通信接口1425处理的信号中的数据来生成数据分组，并经由网络接口1423来传递所生成的分组。控制器1421可以对来自多个基带处理器的数据进行捆绑以生成捆绑分组，并传递所生成的捆绑分组。控制器1421可以具有执行如下控制的逻辑功能：该控制诸如为无线资源控制、无线承载控制、移动性管理、接纳控制和调度。该控制可以结合附近的enb或核心网节点来执行。存储器1422包括ram和rom，并且存储由控制器1421执行的程序和各种类型的控制数据(诸如终端列表、传输功率数据以及调度数据)。
网络接口1423为用于将基站设备1420连接至核心网1424的通信接口。控制器1421可以经由网络接口1423而与核心网节点或另外的enb进行通信。在此情况下，enb1400与核心网节点或其他enb可以通过逻辑接口(诸如s1接口和x2接口)而彼此连接。网络接口1423还可以为有线通信接口或用于无线回程线路的无线通信接口。如果网络接口1423为无线通信接口，则与由无线通信接口1425使用的频段相比，网络接口1423可以使用较高频段用于无线通信。
无线通信接口1425支持任何蜂窝通信方案(诸如长期演进(lte)和lte-先进)，并且经由天线1410来提供到位于enb1400的小区中的终端的无线连接。无线通信接口1425通常可以包括例如基带(bb)处理器1426和rf电路1427。bb处理器1426可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解复用，并且执行层(例如l1、介质访问控制(mac)、无线链路控制(rlc)和分组数据汇聚协议(pdcp))的各种类型的信号处理。代替控制器1421，bb处理器1426可以具有上述逻辑功能的一部分或全部。bb处理器1426可以为存储通信控制程序的存储器，或者为包括被配置为执行程序的处理器和相关电路的模块。更新程序可以使bb处理器1426的功能改变。该模块可以为插入到基站设备1420的槽中的卡或刀片。可替代地，该模块也可以为安装在卡或刀片上的芯片。同时，rf电路1427可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线1410来传送和接收无线信号。虽然图14示出一个rf电路1427与一根天线1410连接的示例，但是本公开并不限于该图示，而是一个rf电路1427可以同时连接多根天线1410。
如图14所示，无线通信接口1425可以包括多个bb处理器1426。例如，多个bb处理器1426可以与enb1400使用的多个频段兼容。如图14所示，无线通信接口1425可以包括多个rf电路1427。例如，多个rf电路1427可以与多个天线元件兼容。虽然图14示出其中无线通信接口1425包括多个bb处理器1426和多个rf电路1427的示例，但是无线通信接口1425也可以包括单个bb处理器1426或单个rf电路1427。
第二应用示例
图15是示出可以应用本公开内容的技术的enb的示意性配置的第二示例的框图。enb1530包括多个天线1540、基站设备1550和rrh1560。rrh1560和每个天线1540可以经由rf线缆而彼此连接。基站设备1550和rrh1560可以经由诸如光纤线缆的高速线路而彼此连接。在一种实现方式中，此处的enb1530(或基站设备1550)可以对应于上述发射端通信装置400。在另一种实现方式中，enb1530(或基站设备1550)可以对应于上述接收端通信装置500。
天线1540中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在mimo天线中的多个天线元件)并且用于rrh1560发送和接收无线信号。如图15所示，enb1530可以包括多个天线1540。例如，多个天线1540可以与enb1530使用的多个频段兼容。
基站设备1550包括控制器1551、存储器1552、网络接口1553、无线通信接口1555以及连接接口1557。控制器1551、存储器1552和网络接口1553与参照图14描述的控制器1421、存储器1422和网络接口1423相同。
无线通信接口1555支持任何蜂窝通信方案(诸如lte和lte-先进)，并且经由rrh1560和天线1540来提供到位于与rrh1560对应的扇区中的终端的无线通信。无线通信接口1555通常可以包括例如bb处理器1556。除了bb处理器1556经由连接接口1557连接到rrh1560的rf电路1564之外，bb处理器1556与参照图14描述的bb处理器1426相同。如图15所示，无线通信接口1555可以包括多个bb处理器1556。例如，多个bb处理器1556可以与enb1530使用的多个频段兼容。虽然图15示出其中无线通信接口1555包括多个bb处理器1556的示例，但是无线通信接口1555也可以包括单个bb处理器1556。
连接接口1557为用于将基站设备1550(无线通信接口1555)连接至rrh1560的接口。连接接口1557还可以为用于将基站设备1550(无线通信接口1555)连接至rrh1560的上述高速线路中的通信的通信模块。
rrh1560包括连接接口1561和无线通信接口1563。
连接接口1561为用于将rrh1560(无线通信接口1563)连接至基站设备1550的接口。连接接口1561还可以为用于上述高速线路中的通信的通信模块。
无线通信接口1563经由天线1540来传送和接收无线信号。无线通信接口1563通常可以包括例如rf电路1564。rf电路1564可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线1540来传送和接收无线信号。虽然图15示出一个rf电路1564与一根天线1540连接的示例，但是本公开并不限于该图示，而是一个rf电路1564可以同时连接多根天线1540。
如图15所示，无线通信接口1563可以包括多个rf电路1564。例如，多个rf电路1564可以支持多个天线元件。虽然图15示出其中无线通信接口1563包括多个rf电路1564的示例，但是无线通信接口1563也可以包括单个rf电路1564。
[关于用户设备的应用示例]
第一应用示例
图16是示出可以应用本公开内容的技术的智能电话1600的示意性配置的示例的框图。智能电话1600包括处理器1601、存储器1602、存储装置1603、外部连接接口1604、摄像装置1606、传感器1607、麦克风1608、输入装置1609、显示装置1610、扬声器1611、无线通信接口1612、一个或多个天线开关1615、一个或多个天线1616、总线1617、电池1618以及辅助控制器1619。在一种实现方式中，此处的智能电话1600(或处理器1601)可以对应于上述发射端通信装置400。在另一种实现方式中，智能电话1600(或处理器1601)可以对应于上述接收端通信装置500。
处理器1601可以为例如cpu或片上系统(soc)，并且控制智能电话1600的应用层和另外层的功能。存储器1602包括ram和rom，并且存储数据和由处理器1601执行的程序。存储装置1603可以包括存储介质，诸如半导体存储器和硬盘。外部连接接口1604为用于将外部装置(诸如存储卡和通用串行总线(usb)装置)连接至智能电话1600的接口。
摄像装置1606包括图像传感器(诸如电荷耦合器件(ccd)和互补金属氧化物半导体(cmos))，并且生成捕获图像。传感器1607可以包括一组传感器，诸如测量传感器、陀螺仪传感器、地磁传感器和加速度传感器。麦克风1608将输入到智能电话1600的声音转换为音频信号。输入装置1609包括例如被配置为检测显示装置1610的屏幕上的触摸的触摸传感器、小键盘、键盘、按钮或开关，并且接收从用户输入的操作或信息。显示装置1610包括屏幕(诸如液晶显示器(lcd)和有机发光二极管(oled)显示器)，并且显示智能电话1600的输出图像。扬声器1611将从智能电话1600输出的音频信号转换为声音。
无线通信接口1612支持任何蜂窝通信方案(诸如lte和lte-先进)，并且执行无线通信。无线通信接口1612通常可以包括例如bb处理器1613和rf电路1614。bb处理器1613可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解复用，并且执行用于无线通信的各种类型的信号处理。同时，rf电路1614可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线1616来传送和接收无线信号。无线通信接口1612可以为其上集成有bb处理器1613和rf电路1614的一个芯片模块。如图16所示，无线通信接口1612可以包括多个bb处理器1613和多个rf电路1614。虽然图16示出其中无线通信接口1612包括多个bb处理器1613和多个rf电路1614的示例，但是无线通信接口1612也可以包括单个bb处理器1613或单个rf电路1614。
此外，除了蜂窝通信方案之外，无线通信接口1612可以支持另外类型的无线通信方案，诸如短距离无线通信方案、近场通信方案和无线局域网(lan)方案。在此情况下，无线通信接口1612可以包括针对每种无线通信方案的bb处理器1613和rf电路1614。
天线开关1615中的每一个在包括在无线通信接口1612中的多个电路(例如用于不同的无线通信方案的电路)之间切换天线1616的连接目的地。
天线1616中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在mimo天线中的多个天线元件)，并且用于无线通信接口1612传送和接收无线信号。如图16所示，智能电话1600可以包括多个天线1616。虽然图16示出其中智能电话1600包括多个天线1616的示例，但是智能电话1600也可以包括单个天线1616。
此外，智能电话1600可以包括针对每种无线通信方案的天线1616。在此情况下，天线开关1615可以从智能电话1600的配置中省略。
总线1617将处理器1601、存储器1602、存储装置1603、外部连接接口1604、摄像装置1606、传感器1607、麦克风1608、输入装置1609、显示装置1610、扬声器1611、无线通信接口1612以及辅助控制器1619彼此连接。电池1618经由馈线向图16所示的智能电话1600的各个块提供电力，馈线在图中被部分地示为虚线。辅助控制器1619例如在睡眠模式下操作智能电话1600的最小必需功能。
第二应用示例
图17是示出可以应用本公开内容的技术的汽车导航设备1720的示意性配置的示例的框图。汽车导航设备1720包括处理器1721、存储器1722、全球定位系统(gps)模块1724、传感器1725、数据接口1726、内容播放器1727、存储介质接口1728、输入装置1729、显示装置1730、扬声器1731、无线通信接口1733、一个或多个天线开关1736、一个或多个天线1737以及电池1738。在一种实现方式中，此处的汽车导航设备1720(或处理器1721)可以对应于上述发射端通信装置400。在另一种实现方式中，汽车导航设备1720(或处理器1721)可以对应于上述接收端通信装置500。
处理器1721可以为例如cpu或soc，并且控制汽车导航设备1720的导航功能和另外的功能。存储器1722包括ram和rom，并且存储数据和由处理器1721执行的程序。
gps模块1724使用从gps卫星接收的gps信号来测量汽车导航设备1720的位置(诸如纬度、经度和高度)。传感器1725可以包括一组传感器，诸如陀螺仪传感器、地磁传感器和空气压力传感器。数据接口1726经由未示出的终端而连接到例如车载网络1741，并且获取由车辆生成的数据(诸如车速数据)。
内容播放器1727再现存储在存储介质(诸如cd和dvd)中的内容，该存储介质被插入到存储介质接口1728中。输入装置1729包括例如被配置为检测显示装置1730的屏幕上的触摸的触摸传感器、按钮或开关，并且接收从用户输入的操作或信息。显示装置1730包括诸如lcd或oled显示器的屏幕，并且显示导航功能的图像或再现的内容。扬声器1731输出导航功能的声音或再现的内容。
无线通信接口1733支持任何蜂窝通信方案(诸如lte和lte-先进)，并且执行无线通信。无线通信接口1733通常可以包括例如bb处理器1734和rf电路1735。bb处理器1734可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解复用，并且执行用于无线通信的各种类型的信号处理。同时，rf电路1735可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线1737来传送和接收无线信号。无线通信接口1733还可以为其上集成有bb处理器1734和rf电路1735的一个芯片模块。如图17所示，无线通信接口1733可以包括多个bb处理器1734和多个rf电路1735。虽然图17示出其中无线通信接口1733包括多个bb处理器1734和多个rf电路1735的示例，但是无线通信接口1733也可以包括单个bb处理器1734或单个rf电路1735。
此外，除了蜂窝通信方案之外，无线通信接口1733可以支持另外类型的无线通信方案，诸如短距离无线通信方案、近场通信方案和无线lan方案。在此情况下，针对每种无线通信方案，无线通信接口1733可以包括bb处理器1734和rf电路1735。
天线开关1736中的每一个在包括在无线通信接口1733中的多个电路(诸如用于不同的无线通信方案的电路)之间切换天线1737的连接目的地。
天线1737中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在mimo天线中的多个天线元件)，并且用于无线通信接口1733传送和接收无线信号。如图17所示，汽车导航设备1720可以包括多个天线1737。虽然图17示出其中汽车导航设备1720包括多个天线1737的示例，但是汽车导航设备1720也可以包括单个天线1737。
此外，汽车导航设备1720可以包括针对每种无线通信方案的天线1737。在此情况下，天线开关1736可以从汽车导航设备1720的配置中省略。
电池1738经由馈线向图17所示的汽车导航设备1720的各个块提供电力，馈线在图中被部分地示为虚线。电池1738累积从车辆提供的电力。
本公开内容的技术也可以被实现为包括汽车导航设备1720、车载网络1741以及车辆模块1742中的一个或多个块的车载系统(或车辆)1740。车辆模块1742生成车辆数据(诸如车速、发动机速度和故障信息)，并且将所生成的数据输出至车载网络1741。
以上参照附图描述了本公开的示例性实施例，但是本公开当然不限于以上示例。本领域技术人员可在所附权利要求的范围内得到各种变更和修改，并且应理解这些变更和修改自然将落入本公开的技术范围内。
例如，在以上实施例中包括在一个单元中的多个功能可以由分开的装置来实现。替选地，在以上实施例中由多个单元实现的多个功能可分别由分开的装置来实现。另外，以上功能之一可由多个单元来实现。无需说，这样的配置包括在本公开的技术范围内。
在该说明书中，流程图中所描述的步骤不仅包括以所述顺序按时间序列执行的处理，而且包括并行地或单独地而不是必须按时间序列执行的处理。此外，甚至在按时间序列处理的步骤中，无需说，也可以适当地改变该顺序。
虽然已经详细说明了本公开及其优点，但是应当理解在不脱离由所附的权利要求所限定的本公开的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本公开实施例的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
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