具有灵活传输块尺寸选择的多用户叠加传输的制作方法

本公开的方面一般涉及无线通信系统，并且更具体地涉及无线通信系统中的多用户叠加传输方案。

背景技术：

多用户叠加传输(multiusersuperpositiontransmission，must)方案的基本原理是叠加编码(superpositioncoding，sc)。利用叠加编码，在共同调度的用户设备(userequipment，ue)之间划分总发射功率p。因此，每个ue所经历的信噪比(signal-to-noiseratio，snr)相比于如果其信号以与其他ue信号正交的方式被发射来说是较低的。

已经观察到，由于通常分配给近处ue信号较低的功率比，在连续干扰消除(successiveinterferencecancellation，sic)之后在近处ue接收器处经历了低snr。因此需要较低的码率。同时，远处uesnr与以正交传输所经历的snr类似。因此，远处ue需要与正交传输类似的码率。由于码率和传输块尺寸(transportblocksize，tbs)是线性相关的，因此对于每个调制阶数，定义具有较低码率的调制和编码方案(modulationandcodingscheme，mcs)就转化为选择较小的传输块尺寸。因此，必须为多用户叠加传输中的共同调度的ue重新定义传输块尺寸选择，以便允许must近处ue使用较低的码率。

在传统lte中，作为基于在ue接收器处经历的假设正交传输的sinr的优化过程的结果，已经获得了mcs方案表，其在较高的调制阶数下，会产生一系列增加的码率。使用这种must的mcs表不会产生最佳性能，因为不允许在较高的调制阶数的情况下使用低码率。

例如，根据一种可能的lte传统mcs到tbs映射模式，一旦确定了mcs索引(imcs)，就根据传统的mcs表确定tbs索引(itbs)。tbs(ntb)从tbs索引(itbs)和传统的mcs表中获得。在传统lte中不允许为较高调制阶数使用低tbs索引值。因此，需要新的供must使用的mcs到tbs映射。

重新定义供must使用的mcs到tbs映射的可能解决方案是定义与传统mcs表相同尺寸的新tbs表。但是，这样的表会非常大，需要大量的规范工作。

因此，期望在无线通信系统中提供用于多用户叠加传输的重新定义的调制和编码方案集合，其解决至少一些上述问题。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供在蜂窝通信系统中有效的多用户叠加传输方案。该目的通过独立权利要求的主题解决。在从属权利要求中可以找到进一步有利的修改。

根据本发明的第一方面，通过用于无线通信系统的网络节点获得上述和其他目的和优点。在一个实施例中，所述网络节点包括处理器和收发器，其中所述处理器被配置为确定第一用户设备的第一信道质量指示高于第二用户设备的第二信道质量指示，基于第一调制和编码方案集合为所述第一用户设备确定第一调制和编码方案索引(imcs，n)，其中所述第一调制和编码方案集合包括映射到第一调制阶数qm＝q0的第一传输块尺寸范围[n0...n1]，以及映射到第二调制阶数qm＝q1的第二传输块尺寸范围[n2...n3]，其中q1＞q0，并且n3＞＝n1且n2＜n1。所公开的实施例的各方面，考虑到共同调度的ue的must干扰，通过使用灵活的mcs来增加具有must传输的系统中的吞吐量。

在根据所述第一方面本身的所述网络节点的第一种可能的实现形式中，所述第一调制和编码方案集合还包括映射到第三调制阶数qm＝q2的第三传输块尺寸范围[n4...n5]，其中q2＞q1，并且n5＞＝n3且n4＜n3。所公开实施例的各方面改进了mcs与信道/干扰条件的匹配。

在根据所述第一方面本身或根据所述第一种可能的实现形式的所述网络节点的第二种可能的实现形式中，被映射到任何调制阶数qm＞q0的传输块尺寸范围[nx...ny]内的最小传输块尺寸nx等于所述第一传输块尺寸范围[n0...n1]中的传输块尺寸n0，其中n0被映射到所述第一调制阶数qm＝q0。所公开实施例的各方面简化了第一mcs集合，同时仍然允许使用具有所有调制阶数的低码率。

在根据所述第一方面本身或根据前述任一可能实现形式的所述网络节点的第三种可能实现形式中，所述收发器被配置为向所述第一用户设备发送激活模式信号。所公开实施例的各方面通过激活所述第一ue中的干扰消除/抑制来改善链路质量。

在根据所述第一方面本身或根据前述任一可能实现形式的所述网络节点的第四种可能实现形式中，所述收发器被配置为将所述第一调制和编码方案索引(imcs，n)发送到所述第一用户设备。所公开的实施例的各方面向所述第一ue通知其mcs以便允许正确接收。

在根据所述第一方面本身或根据前述任一可能实现形式的所述网络节点的第五种可能实现形式中，所述处理器被配置为基于第二调制和编码方案集合为所述第二用户设备确定第二调制和编码方案索引(imcs，f)，并且所述收发器被配置为将所述第二调制和编码方案索引(imcs，f)发送到所述第二用户设备。所公开的实施例的各方面向所述第二ue通知其mcs以便允许正确接收。

在根据所述第一方面本身或根据所述第五种可能的实现形式的所述网络节点的第六种可能的实现形式中，所述收发器被配置为基于所述第一调制和编码方案索引(imcs，n)和所述第二调制和编码方案索引(imcs，f)来发射叠加信号。所公开的实施例的各方面通过将数据同时传输到相同信道资源中的所有共同调度的ue来提高频谱效率。

在根据所述第一方面本身或根据前述任一可能实现形式的所述网络节点的第七种可能实现形式中，映射到所述第一调制和编码方案集合中的任何调制阶数qm＞q0的传输块尺寸指示范围是[0...k]，并且两个连续传输块尺寸索引之间的步长是最大传输块尺寸索引值k和对于调制阶数qm的传输块尺寸索引的数量的函数。所公开实施例的各方面通过在tbs索引上具有均匀步长的简单采样操作容易地导出传输块尺寸范围。

在根据所述第一方面本身或根据前述任一可能实现形式的所述网络节点的第八种可能实现形式中，映射到所述第一调制和编码方案集合中的任何调制阶数qm＞q0的所述传输块尺寸索引范围是[0...k]，基于所述调制和编码方案索引imcs确定传输块尺寸索引itbs为其中km和nm取决于所述调制阶数qm。所公开的实施例的各方面通过对mcs索引的简单线性变换容易地导出传输块尺寸范围。

根据本发明的第二方面，通过第一用户设备获得上述和其他目的和优点。在一个实施例中，所述第一用户设备被配置为接收模式激活信号，接收基于第一调制和编码方案集合的第一调制和编码方案索引(imcs，n)，其中所述第一调制和编码集合方案集合包括映射到第一调制阶数qm＝q0的第一传输块尺寸范围[n0…n1]；以及被映射到第二调制阶数qm＝q1的至少第二传输块尺寸范围[n2…n3]，其中q1>q0，并且n3>＝n1且n2<n1；并确定传输块尺寸ntb，n和映射到所述第一调制和编码方案索引(imcs，n)的调制阶数qm，n。所公开实施例的各方面提供了一种能够使用第一mcs集合的接收器以执行对叠加信号的正确解码。

在根据所述第二方面本身的所述第一用户设备的第一实现形式中，所述第一用户设备还被配置为接收基于所述第一调制和编码方案索引(imcs，n)以及基于第二调制和编码方案集合的第二调制和编码方案索引(imcs，f)的叠加信号传输，从所接收的叠加信号传输中消除或抑制第二用户信号对第一用户信号的干扰，并获得干扰消除信号，并基于所确定的传输块尺寸ntb，n和调制阶数qm，n对干扰消除信号进行解码。所公开实施例的各方面提供了一种接收器，其能够使用第一mcs集合中的信息来干扰消除/抑制和正确解码所接收的叠加信号。

根据本发明的第三方面，通过第二用户设备获得上述和其他目的和优点。在一实施例中，所述第二用户设备被配置为接收基于第二调制和编码方案集合的第二调制和编码方案索引(imcs，f)，确定传输块尺寸ntb，f和映射到所述第二调制和编码方案索引(imcs，f)的调制阶数qm，f，接收基于第一调制和编码方案索引(imcs，n)和所述第二调制和编码方案索引(imcs，f)的叠加信号传输；基于所确定的传输块尺寸ntb，f和调制阶数qm，f对所述接收的叠加信号进行解码。所公开实施例的各方面提供了第二接收器，其使用第二mcs集合中的信息执行对所接收的叠加信号的正确解码，从而进一步增加系统吞吐量。

通过本文描述的实施例，结合附图进行考虑，示例性实施例的这些和其他方面、实现形式和优点将变得显而易见。然而，应该理解，描述和附图仅仅是为了说明的目的而被设计，而不定义为所公开发明的限制，对此应该参考所附权利要求。本发明的其他方面和优点将在下面的描述中阐述，并且部分地可从描述中显而易见，或者可以通过实践本发明来习得。此外，本发明的各方面和优点可以通过所附权利要求中特别指出的手段和组合来实现和获得。

附图说明

在本公开的以下详细部分中，将参考附图中示出的示例实施例更详细地解释本发明，其中：

图1是示出包括所公开实施例的各方面的示例性通信系统的框图。

图2示出了包括所公开实施例的各方面的示例性通信系统的示意性框图。

图3示出了包括所公开实施例的各方面的系统中所用的示例性调制和编码方案表。

图4示出了包括所公开实施例的各方面的系统中示例性信令处理流的示意图。

图5是可用于实现所公开实施例的各方面的示例性计算架构的框图。

具体实施方式

参考图1，可以看到包括所公开实施例的各方面的通信系统100的示例性框图。所公开实施例的各方面涉及在多用户叠加传输(must)方案中调制和编码方案(mcs)到传输块尺寸(tbs)的映射，以实现在较高阶调制的情况下使用较低码率。

如图1所示，无线通信系统100包括至少一个网络节点110，至少一个第一用户设备或节点120和至少一个第二用户设备或节点130。无线通信系统100可以是任何合适类型的无线通信系统，例如但不限于lte，5g或新无线电(newradio，nr)。在一个实施例中，网络节点110可以包含或包括网络节点，例如演进的通用陆地无线电接入网络(evolveduniversalterrestrialradioaccessnetwork，e-utran)nodeb或演进的nodeb(evolvednodeb，enb)。第一用户节点120和第二用户节点130可以，例如，包含或包括一个或多个用户设备(ue)或通信装置，例如移动通信设备。

在图1的示例中，网络节点110被配置为包括至少一个处理器或处理设备112和至少一个收发器设备114。尽管处理器112和收发器114在图1中示出为单独的设备，但在替换的实施例中，处理器112和收发器设备114可以包括单个单元或设备。取决于特定的应用和实现方式，网络节点110可以包括任何合适数量的处理器112和收发器114。

第一用户节点120通常将被配置为包括至少一个收发器122和至少一个处理器或处理设备124。虽然收发器122和处理器124在图1的示例中被示为单独的设备，但是在替换的实施例中，如通常所理解的，收发器122和处理器124可以包括单个单元或设备。取决于特定的应用和实现方式，第一用户节点120可以被配置为包括任何合适数量的收发器122和处理器124。

类似地，第二用户节点130通常将被配置为包括至少一个收发器132和至少一个处理器或处理设备134。尽管收发器132和处理器134在图1的示例中被示为单独的设备，但是在替换的实施例中，如通常所理解的，收发器132和处理器134可以包括单个单元或设备。取决于特定的应用和实现方式，第二用户节点130可以被配置为包括任何合适数量的收发器132和处理器134。

所公开的实施例的各方面涉及用于多用户叠加传输的mcs到tbs映射，以便允许在较高的调制阶数的情况下使用较低码率。图2示出了包括所公开实施例的各方面的示例性通信系统200的示意性框图。在该示例中，网络节点110可以被称为enodeb。为了便于本文的描述，第一用户设备120也可以称为“近处ue”，第二用户设备130可以称为“远处ue”。

在一个实施例中，图2的示例中的网络节点110可以包括远处ue编码器/调制器202和近处ue编码器/调制器204。如图2所示，远处ue消息uf和近ue消息un由相应的编码器/调制器202，204独立编码和调制，以获得信号xn和xf，如通常将被理解的，其然后将被缩放和叠加。总发射功率p的比率α被分配给远处ue130。在叠加之后，发射信号tx。

图2中的调度器210是处理单元，其被配置为从小区中的每个ue接收信道质量指示(channelqualityindication，cqi)，例如第一或近处用户设备120和第二或远处用户设备130。调度器210被配置为选择ue120，130以在下一传输时间间隔(transmissiontimeinterval，tti)中传输，并计算对于每个共同调度的ue120，130的mcs索引。

参考图1和2，在一个实施例中，网络节点110的处理器114，其可以包括调度器210，其被配置为确定第一用户设备120的第一信道质量指示cqi1高于第二用户设备130的第二信道质量指示cqi2。处理器114被配置为基于图2中所示的mustmcs表206的第一调制和编码方案集合mc1来为第一用户设备120确定第一调制和编码方案索引(imcs，n)。本文使用的术语“表”通常是指存储在存储器或其他数据存储设备中的数据或数据元素。

还参考图3中的表300，在一个实施例中，第一调制和编码方案集合mc1包括映射到第一调制阶数qm＝q0的第一传输块尺寸范围[n0...n1]，以及至少映射到第二调制阶数qm＝q1的第二传输块尺寸范围[n2...n3]，其中q1＞q0，并且n3＞＝n1且n2＜n1。在一实施例中，第一调制和编码方案集合(mc1)还包括映射到第三调制阶数qm＝q2的第三传输块尺寸范围[n4...n5]，其中q2＞q1，并且n5＞＝n3且n4＜n3。被映射到任何调制阶数qm＞q0的传输块尺寸范围[nx...ny]内的最小传输块尺寸nx可以等于第一传输块尺寸范围[n0...n1]中的传输块尺寸n0，其中n0被映射到第一调制阶数qm＝q0。

图3中的表300示出了根据所公开实施例的各方面的，与图2的表206的第一调制和编码方案集合mc1相对应的新mustmcs到tbs映射。表300还示出了对应于图2中的表208的第二调制和编码方案集合mc2的传统mcs到tbs映射。

在表300中，第一列301表示mcs索引imcs。第二列302表示调制阶数qm。第三列303是tbs索引itbs。第四列304是tb大小ntb。在该示例中，资源块(resourceblock，rb)对nprb的数量是五。表300的第一列301，第三列303和第四列304示出了lte传统的mcs到tbs映射。

图3中的表300的第五列305和第六列306示出了根据所公开实施例的各方面的imcs到itbs的新must映射。第五列305表示所公开实施例的新mustmcs到tbs映射的tbs索引itbs。第六列306表示所公开实施例的新mustmcs到tb映射的tb尺寸ntb。在该示例中，第六列306中的资源块对nprb的数量是五。

根据所公开的实施例的mustmcs到tbs映射修改，在第五列305和第六列306的单元格的块308和310中示出。块308和310中的单元格对应于第一列301的mcs索引值imcs＝[10-15]和imcs＝[17-27]的范围。

已经根据以下基本标准设计了所公开实施例的新mustmcs到tbs映射。对于每个调制阶数qm，通过对于给定调制阶数在0和最大传统tbs索引之间进行几乎均匀地采样tbs索引值来获得相应的tbs索引。

例如，在传统的mcs到tbs映射中，例如参考表300的第三列，16qam(qm＝4)的tbs索引取范围itbs＝[9，...，15]中的值。在新mustmcs到tbs映射表206中，参考表300的第五列305，该范围被扩展为itbs＝[0，...，15]。在表300的第五列305中，最小tbs索引值是itbs＝0并且最大tbs索引值itbs与传统表208中的相同：

对于对应于16qam的调制阶数qm＝4，在表300的列301中存在n16qam＝7个条目。为了能够覆盖从0到的整个tbs索引范围，新表206中的tbs索引不能是连续的。因此，通过几乎均匀地对整数[0，15]的范围进行采样来确定新索引。例如，在一个实施例中，表300的列305中的两个连续tbs索引itbs之间的步长是或

在传统的mcs到tbs映射表208中，还要参考表300的第三列303，64qam(qm＝6)的tbs索引取范围itbs＝[15，...，26]中的值。在所公开实施例的新mustmcs表206中，参考表300的第五列305，该范围被扩展为itbs＝[0，...，26]。如表300的第五列所示，最小tbs索引值是itbs＝0并且最大tbs索引与传统表中的相同：对于表300中的调制阶数qm＝6，存在对应于64qam的n64qam＝12个条目。为了能够覆盖从0到的整个范围的tbs索引itbs，在一实施例中，通过对整数范围[0，26]进行以在两个连续的tbs索引之间几乎均匀的步长来采样从而确定表300的列305中的新索引itbs，所述步长为或

由于在这些示例中已经为第一或近处ue120设计了表3中所示的新的mustmcs到tbs映射，因此在使用must传输的每个传输时间间隔中，每个共同调度的ue应该：(1)当ue配对为must-远处ue130时，或者当ue未与其他ue配对时，使用表mc1中的lte传统的mcs到tbs映射；(2)当ue配对为must-近处ue120时，使用表mc2的新mustmcs到tbs映射。所公开实施例的具有must能力的ue120，130被配置为在每个传输时间间隔中在表208的传统mcs到tbs映射和表206的新mustmcs到tbs映射之间动态地切换。

在一实施例中，通过将tbs索引(itbs)设置为等于下列情况确定tbs：

当imcs对应于调制阶数qm＝2时，

当imcs对应于调制阶数qm＝4时，

当imcs对应于调制阶数qm＝6时，

作为示例，提供以下对于参数k1，k2，n1和n2的便利的选择：

-k0＝1；k1＝k2＝2；

-n0＝0；n1＝8；n2＝13。

当k1＝k2＝2时，imcs的每个单位增量导致itbs的双单位增量，因此tbs范围-以及相应的码率-被扩展。此外，很容易验证n1，k1和n2，k2的示例值是如下的情况：对于每个给定的调制阶数，表206的新mustmcs到tbs映射中的最大tbs与表208中的lte传统tbs映射相同。这是有益的，因为当远处ue功率比低时，近处uesinrn类似于正交传输的snr。

上面提到的确定提供了主要的优点，即它不需要为tbs索引表指定新的mcs索引。因此，需要更少的规格变化。

图4示出了网络节点110或enodeb之间的示例性信令方案，其中第一或近处ue120和第二或远处ue130在小区中具有使用用于近处ue120的新mcs到tbs映射表206的must传输。在第一步骤402中，网络节点110从小区中的所有ue接收通信质量指示符(cqi)，在该示例中，所述ue被示为第一ue120，第二ue130以及其他ue140。

基于所接收的cqi，网络节点110调度404与第二ue130配对的第一ue120，并基于表206的第一调制和编码方案集合mc1计算第一调制和编码方案索引imcs，n。网络节点110还被配置为基于第二或传统表208的第二调制和编码方案集合mc2来计算第二调制和编码方案索引imcs，f。在一个实施例中，网络节点110向第一ue120信令406近处ue模式的激活。网络节点110还将第一调制和编码方案索引imcs，n发射到第一ue120。在一个实施例中，图1的收发器114可以被配置为将激活模式信号以及第一调制和编码方案索引imcs，n发射或发送到第一ue120。收发器114也可以被配置为将第二调制和编码方案索引imcs，f发送到第二ue130。

在一个实施例中，网络节点110被配置为同时对第一ue120和第二ue130执行408叠加传输。通常，收发器114被配置为基于第一调制和编码方案索引imcs，n以及第二调制和编码方案索引imcs，f向第一ue120和第二ue130发送叠加信号tx。通常，第一ue120从叠加信号tx解调和解码远处ue信号，将其自身信号视为噪声，然后从接收信号中消除干扰远处ue信号，使得消除后产生的信号与干扰加噪声比(sinr)增加。

图5示出了适合于实现所公开实施例的各方面的示例性装置1000的框图。装置1000适用于无线网络中，并且可以在网络节点110，用户设备120和第三用户设备130中的一个或多个中实现。网络节点110可以包含或包括演进通用地面无线电接入网络(evolveduniversalterrestrialradioaccessnetwork，e-utran)nodeb或演进nodeb(evolvednodeb，enb)。ue120和130可以包含或包括各种类型的移动计算设备，包括各种类型的无线通信用户设备，诸如蜂窝电话，智能电话，平板设备和无线连接的汽车。或者，装置1000可以在无线通信网络中被配置于或作为无线通信网络中的接入节点或基站。

装置1000包括或耦接到处理器或计算硬件1002，存储器1004，射频(radiofrequency，rf)单元1006和用户界面(userinterface，ui)1008。在诸如接入节点或基站的某些实施例中，可以从装置1000移除ui1008。当移除ui1008时，可以通过无线或有线网络连接(未示出)远程或本地管理装置1000。

处理器1002可以是单个处理设备，或者可以包括多个处理设备，其包括专用设备，例如诸如，数字信号处理(digitalsignalprocessing，dsp)设备、微处理器、图形处理单元(graphicsprocessingunit，gpu)、专用处理设备或通用目的的计算机处理单元(computerprocessingunit，cpu)。处理器1002通常包括与dsp协同工作的cpu以处理信号处理任务。处理器1002可以被实现为图1描述的处理器112，122和132中的一个或多个，可以被配置为实现本文描述的任何方法。

在图5的示例中，处理器1002被配置为耦接到存储器1004，存储器1004可以是各种类型的易失性和非易失性计算机存储器的组合，诸如例如只读存储器(readonlymemory，rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、磁盘或光盘、或其他类型的计算机存储器。存储器1004被配置为存储可由处理器1002访问和执行的计算机程序指令，以使处理器1002执行各种期望的计算机实现的过程或方法，诸如本文所述的方法。如本文所述，表206和208以及其中包括的数据被配置为存储在一个或多个存储器设备中，诸如存储器1004。网络节点110、ue120和ue130中的每一个被配置为包括或耦接到相应的存储器1004。

存储在存储器1004中的程序指令被组织为工业中涉及的程序指令集合或程序指令组，其具有诸如程序、软件组件、软件模块、单元等各种术语。每个模块可以包括被设计为支持某种目的的功能集合。例如，软件模块可以是识别类型，诸如管理程序、虚拟执行环境、操作系统、应用程序、设备驱动器、或其他传统识别类型的软件组件。存储器1004中还包括程序数据和数据文件，其可以在执行计算机程序指令集合时由处理器1002存储和处理。

装置1000还可以包括或耦接到rf单元1006，诸如收发器，耦接到处理器1002，所述处理器1002被配置为基于与处理器1002交换的数字数据1012发送和接收rf信号，并且可以被配置为与无线网络中的其他节点发送和接收无线电信号。在某些实施例中，rf单元1006包括接收器，其能够接收和解释从全球定位系统(globalpositioningsystem，gps)中的卫星发送的消息，并且与从其他发射器接收的信息共同工作以获得与计算设备1000的位置有关的定位信息。为了便于发送和接收rf信号，rf单元1006包括天线单元1010，在某些实施例中，所述天线单元1010可以包括多个天线元件。多个天线1010可以被配置为支持发送和接收可用于波束赋形的mimo信号。

ui1008可以包括一个或多个用户界面元素，诸如触摸屏、小键盘、按钮、语音命令处理器、以及适于与用户交换信息的其他元素。ui1008还可以包括显示单元，该显示单元被配置为显示适合于计算设备或移动用户设备的各种信息，并且可以使用任何适当的显示器类型来实现，诸如例如有机发光二极管(organiclightemittingdiodes，oled)、液晶显示器(liquidcrystaldisplay，lcd)，以及不太复杂的元件，诸如led或指示灯。

所公开实施例的各方面通常导致无线通信系统的下行链路吞吐量增加，并且适用于所有编码调制传输系统，其使用must，可能与ofdm和mimo传输相结合向多个共同调度的用户发送信息。所公开实施例的各方面提供至少以下优点。没有要求为must指定附加调制和编码方案。对于信令到mustue的mcs也不需要任何附加控制信息。如果已经使用了在规范中可用的tbs，则mcs索引到tbs索引的映射具有最大的灵活性。没有必要定义新的tbs表。相反，对于must，只有一个新列，即表3中的列305，在mcs索引到tbs索引表中被添加。

因此，尽管已经示出、描述和指出了应用于其示例性实施例的本发明的基本新颖性特征，应当理解，在不脱离本公开发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以对所示设备和方法的形式和细节以及它们的操作进行各种省略、替换和改变。此外，明确表达的意图为，以基本相同的方式执行基本相同的功能以实现相同结果的那些元件的所有组合都在本发明的范围内。此外，应该认识到，结合本发明的任何公开的形式或实施例示出和/或描述的结构和/或元件可以并入任何其他公开或描述或建议的形式或实施例中作为设计选择的一般事项。因此，意图仅限于所附权利要求的范围所指示的范围。