下行多用户叠加传输方法、装置、存储介质和程序产品与流程

本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种下行多用户叠加传输方法、装置、存储介质和程序产品。

背景技术

极化码(polarcodes)是2009年由e.arikan提出的一种被严格证明能够达到信道容量的构造性的信道编码方法，具有低编译码复杂度等特性。多用户叠加传输(multi-usersuperpositiontransmission，must)是指将多个用户的数据在相同的信道资源上叠加传输，在接收端通过干扰消除或迭代译码等方式恢复出不同用户的数据的方法，能够提高频谱利用率和传输速率。为了结合极化码和must各自具有的优势，目前开始探索一种基于极化码的下行多用户叠加传输方法。

相关技术中提出了一种基于极化码的下行多用户叠加传输方法。为了便于理解，接下来将结合图1a对该方法进行介绍。图1a是相关技术提供的一种基于极化码的下行传输系统示意图，该系统包括一个基站(basestation，bs)和两个用户设备(userequipment，ue)，这两个ue分别为ue1和ue2。其中，ue1、ue2与bs之间的信道衰落因子分别为h1和h2，且|h1|≥|h2|，即ue1的信道条件优于ue2，此时可以称ue1为中心用户，ue2为边缘用户。假设bs以发射功率p向两个ue发射信号，记要向ue1和ue2发送的消息比特分别为m1和m2，ue1和ue2的传输速率分别为r1和r2，记ue1与bs间的信道w：y1＝x+n1以及ue2与bs间的信道v：y2＝x+n2分别为信噪比为和的awgn(additivewhitegaussiannoise，加性高斯白噪声)信道，其中n1,n2为均值为0，方差为σ²的高斯噪声，则该方法的下行传输流程包括：

1)基站根据预设对称容量阈值t，为ue1和ue2分别选择信息集合和且其中，n为极化码编码器的编码长度，且n为正整数。

2)基站构造比特序列u1和u2，使得为冻结比特，冻结比特是指bs与ue预先约定的不需要检测的固定消息比特。其中，

3)基站对u1和u2分别使用码长为n的极化码编码器进行编码，得到发送序列c1和c2。

4)基站对c1和c2进行功率分配，得到码字并在相同的信道资源上向ue1和ue2发送x，使得ue1和ue2分别接收到信号其中，α表示分配给ue1的功率在全部发送功率中的比例，因此分配给ue1的发射功率为分配给ue2的发射功率为且0<α<1。

5)ue1接收到y1、ue2接收到y2后，可以分别从y1、y2中恢复出自己的数据：对于边缘用户ue2，可以直接对功率为的u2进行检测，得到m2的检测结果也即是，ue2在接收到信号之后，可以在功率分配的基础上视为噪声，对u2进行检测得到检测结果而对于中心用户ue1，为了消除干扰，提高检测的准确度，则需要先对u2进行检测得到m2的检测结果再从信号中减去干扰的得到检测结果也即是，ue1在接收到之后，需要先视为噪声对u2进行检测得到检测结果再对进行编码得到对于c1的估计并从y1中减去得到之后再对y′1信号中的u1进行检测得到m1的检测结果

但是相关技术存在以下问题：1)相关技术是通过功率分配来区分不同用户的信号，以便用户根据功率从叠加的信号中检测出自己的信号，但是由于功率分配会对bs的功率控制提出更高要求，因此会增加bs的成本；2)现有技术中的中心用户在检测自己的数据之前，需要先检测边缘用户的数据，并重建出边缘用户的码字，因此会大大增加中心用户的检测时延和复杂度。

技术实现要素：

为了解决相关技术中存在的对网络设备的功率控制要求高，中心用户的检测时延和检测复杂度大的问题，本申请提供了一种下行多用户叠加传输方法、装置、存储介质和程序产品。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种基于极化码的下行多用户叠加传输方法，应用于网络设备中，所述方法包括：

网络设备先基于指定信道编码集合和预设容量门限，为m个终端设备分别分配发送信息集合，然后基于向该m个终端设备分别发送的消息内容和该m个终端设备分别分配的发送信息集合，构造发送比特序列，再通过指定极化码编码器对该发送消息比特进行编码，得到发送码字，并在指定信道资源上向该m个终端设备分别发送该发送码字。

如此，一方面使得网络设备可以通过信息集合的划分来区分终端设备，从而避免了精细的功率控制，降低了网络设备的成本，另一方面使得每个终端设备均可以根据该终端设备的发送信息集合对接收到的信号进行检测，且通过一次检测即可从该信号中恢复出自己的数据，而无需进行干扰数据重建和去除的过程，从而大大降低了检测时延和复杂度。

在具体实现中，为m个终端设备分别分配发送信息集合时，可以先将m个终端设备按照与网络设备之间的信道质量从大到小的顺序进行排序得到第一排序结果，并将指定信道编号集合中的信道编号按照从小到大的顺序进行排序得到第二排序结果，然后对于第一排序结果中的第m个终端设备，基于第二排序结果中的第一类信道编号，为第m个终端设备分配发送信息集合，之后令m＝m-1，并令该指定信道编号集合为第一目标信道编号集合，返回将该指定信道编号集合中的信道编码按照从小到大的顺序进行排序，得到第二排序结果的步骤，直至为m个终端设备中每个终端设备均分配发送信息集合为止。

其中，该第一类信道编号是指该指定信道编号集合包括的信道编号所对应的多个离散信道中与该m个终端设备之间的信道对称容量均大于或等于预设容量门限的离散信道的信道编号，第一目标信道编号集合是通过第二排序结果中的第一类信道编号、第二类信道编号和分配给第m个终端设备的信道编号确定得到，第二类信道编号是指该多个离散信道中与第m个终端设备之间的信道对称容量小于预设容量门限且与m个终端设备中其他任一终端设备之间的信道对称容量大于或等于预设容量门限的离散信道的信道编号。

通过根据针对每个终端设备的第一类信道编号，依次为该m个终端设备分配发送信息集合，可以在为m个终端设备分配发送信息集合的过程中，避免各个终端设备在基于网络设备发送的发送码字检测发送给本端的消息时出现的检测顺序冲突。

在具体实现中，为第m个终端设备分配发送信息集合时，可以基于第二排序结果中位于第一信道编号之前的第一类信道编号，确定第m个终端设备的发送信息集合，第一信道编号是指第二排序结果中排序最靠前的第二类信道编号；相应地，第一目标信道编号集合是基于第二排序结果包括的第一类信道编号和第二类信道编号中除了分配给第m个终端设备的信道编号之外的信道编号确定得到。

也即是，可以为第m个终端设备分配所有第二类信道编号之前的第一类信道编号，为其他终端设备分配剩下的第一类信道编号和第三类信道编号，并使得其他终端设备所分配的信道编号对应的检测顺序均在该第m个终端设备的检测顺序之后，从而避免该第m个终端设备在检测本端的信息时出现的检测顺序冲突。

在具体实现中，为第m个终端设备分配发送信息集合时，可以基于第二排序结果中的所有第一类信道编号确定第m个终端设备的发送信息集合；相应地，第一目标信道编号集合是基于第二排序结果包括的第一类信道编号和第二类信道编号中除了分配给第m个终端设备的信道编号和第二信道编号之外的信道编号确定得到，第二信道编号是指第二排序结果中位于第m个终端设备的发送信息集合中的最大信道编号之前的所有第二类信道编号。

也即是，可以将第一类信道编号中的一部分或全部作为第m个终端设备的发送信息集合，然后在第m个终端设备的发送信息集合中的最大信道编号之前的所有第二类信道编号对应的位置上发送冻结比特，之后为其他终端设备分配剩下的第一类信道编号和第二类信道编号，且使得其他终端设备所分配的信道编号对应的检测顺序均在该第m个终端设备的检测顺序之后，从而避免该第m个终端设备在检测本端的信息时出现的检测顺序冲突。

在具体实现中，可以按照指定信道编号集合包括的信道编号构造空白比特序列；对于每个终端设备可以在该空白比特序列中该终端设备的发送信息集合包括的信道编号对应位置的比特上添加向该终端设备发送的消息内容，在其他比特上发送预设消息内容，从而得到发送比特序列。

在具体实现中，可以先将m个终端设备按照与网络设备之间的信道质量从大到小的顺序进行排序得到第一排序结果，并将指定信道编号集合中的信道编码按照从小到大的顺序进行排序得到第二排序结果，然后对于第m个终端设备，基于第二排序结果中的第三类信道编号确定该第m个终端设备的发送信息集合，之后令m＝m-1，并令指定信道编号集合为第二目标信道编号集合，返回将指定信道编号集合中的信道编码按照从小到大的顺序进行排序，得到第二排序结果的步骤，直至为每个终端设备均分配发送信息集合为止。

其中，第三类信道编号是指指定信道编号集合包括的信道编号所对应的多个离散信道中与第m个终端设备之间的信道对称容量均大于或等于预设容量门限的离散信道的信道编号，第二目标信道编号集合是基于第二排序结果包括的信道编号中除了分配给第m个终端设备的信道编号之外的信道编号确定得到。

在具体实现中，可以先按照指定信道编号集合包括的信道编号构造空白比特序列，然后对于该m个终端设备中的每个终端设备，在空白比特序列中该终端设备的发送信息集合包括的信道编号对应位置的比特上添加向该终端设备发送的消息内容，并在其他比特上发送预设消息内容，得到第一比特序列，再构造与第一比特序列相同的第二比特序列，对于第一排序结果中的第m个终端设备，将第一比特序列中的第ta个比特替换为所述第二个比特序列中的第sa个比特，并将第二比特序列中的第sa个比特替换为目标数值，目标数值是指第一比特序列中替换前的第ta个比特与所述第二比特序列中替换前的第sa个比特进行模二加运算得到的模二加结果，将替换后的第二比特序列添加在替换后的第一比特序列之后得到第三比特序列，然后令m＝m-1，并令第一比特序列为第三比特序列，返回构造与第一比特序列相同的比特序列，得到第二比特序列的步骤，直至得到长度为该指定信道编号集合包括的信道编号的总数目的-2^m倍的第三比特序列为止，并将得到的第三比特序列确定为发送比特序列。

其中，ta为第二排序结果中的第a个第二类信道编号，sa为第二排序结果中第三信道编号之后且排序靠后的d个第一类信道编号中的第a个第一类信道编号，第三信道编号是指第二排序结果中排序最靠后的第二类信道编号，且a＝1，...，d，d是指所述第二排序结果中的第二类信道编号的数目和第二排序结果中第三信道编号之后的第一类信道编号的数目中的最小值。

也即是，可以在构造发送比特序列的过程中，通过二级极化的方式将每个终端设备的第一类信道编号对应的比特位置和第二类信道编号对应的比特位置进行交换，使得原本在第一类信道编号之前的第二类信道编号对应的比特位置为在第一类信道编号对应的比特位置之后进行检测，从而避免检测顺序冲突。

第二方面，提供了一种基于极化码的下行多用户叠加传输方法，应用于终端设备中，所述方法包括：

接收网络设备在指定信道资源上发送的信号，确定该终端设备的发送信息集合中的最大信道编号，然后利用指定极化码译码器对该信号携带的所述发送码字中的第一个比特到该最大信道编号对应的比特依次进行检测，得到网络设备向该终端设备发送的消息。如此，终端设备通过一次检测即可从信号中恢复出自己的数据，而无需进行干扰数据重建和去除的过程，从而大大降低了检测时延和复杂度。

第三方面，提供了一种基于极化码的下行多用户叠加传输装置，所述基于极化码的下行多用户叠加传输装置具有实现上述第一方面中所述基于极化码的下行多用户叠加传输方法行为的功能。所述基于极化码的下行多用户叠加传输装置包括至少一个模块，该至少一个模块用于实现上述第一方面所提供的基于极化码的下行多用户叠加传输方法。

第四方面，提供了一种基于极化码的下行多用户叠加传输装置，所述基于极化码的下行多用户叠加传输装置具有实现上述第二方面中所述基于极化码的下行多用户叠加传输方法行为的功能。所述基于极化码的下行多用户叠加传输装置包括至少一个模块，该至少一个模块用于实现上述第一方面所提供的基于极化码的下行多用户叠加传输方法。

第五方面，提供了一种基于极化码的下行多用户叠加传输装置，所述基于极化码的下行多用户叠加传输装置的结构中包括处理器和存储器，所述存储器用于存储支持基于极化码的下行多用户叠加传输装置执行上述第一方面所提供的基于极化码的下行多用户叠加传输方法的程序，以及存储用于实现上述第一方面所提供的基于极化码的下行多用户叠加传输方法所涉及的数据。所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。所述存储设备的操作装置还可以包括通信总线，该通信总线用于该处理器与存储器之间建立连接。

第六方面，提供了一种基于极化码的下行多用户叠加传输装置，所述基于极化码的下行多用户叠加传输装置的结构中包括处理器和存储器，所述存储器用于存储支持基于极化码的下行多用户叠加传输装置执行上述第二方面所提供的基于极化码的下行多用户叠加传输方法的程序，以及存储用于实现上述第二方面所提供的基于极化码的下行多用户叠加传输方法所涉及的数据。所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。所述存储设备的操作装置还可以包括通信总线，该通信总线用于该处理器与存储器之间建立连接。

第七方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面所述的基于极化码的下行多用户叠加方法。

第八方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第二方面所述的基于极化码的下行多用户叠加方法。

第九方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面所述的基于极化码的下行多用户叠加方法。

第十方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第二方面所述的基于极化码的下行多用户叠加方法。

本申请提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例中，网络设备通过为每个终端设备分别分配发送信息集合，并基于向多个终端设备分别发送的消息内容和为多个终端设备分别分配的发送信息集合构造发送比特序列的方法，一方面使得网络设备可以通过信息集合的划分来区分终端设备，从而避免了精细的功率控制，降低了网络设备的成本，另一方面使得每个终端设备均可以根据该终端设备的发送信息集合对接收到的信号进行检测，且通过一次检测即可从该信号中恢复出自己的数据，而无需进行干扰数据重建和去除的过程，从而大大降低了检测时延和复杂度。

附图说明

图1a是相关技术提供的一种基于极化码的下行传输系统示意图；

图1b是本发明实施例提供的一种无线通信系统的示意图；

图1c是本发明实施例提供的一种网络设备10的结构示意图；

图1d是本发明实施例提供的一种终端设备的结构示意图；

图1e是本发明实施例提供的一种基于极化码的下行多用户叠加传输方法的流程图；

图1f是本发明实施例提供的一种离散信道分布示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种基于极化码的下行多用户叠加传输方法的流程图；

图3a是本发明实施例提供的又一种基于极化码的下行多用户叠加传输方法的流程图；

图3b是本发明实施例提供的又一种离散信道分布示意图；

图4a是本发明实施例提供的一种基于极化码的下行多用户叠加传输装置的框图；

图4b是本发明实施例提供的一种分配模块410的结构示意图；

图4c是本发明实施例提供的一种构造模块420的结构示意图；

图4d是本发明实施例提供的另一种分配模块410的结构示意图；

图4e是本发明实施例提供的另一种构造模块420的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种基于极化码的下行多用户叠加传输装置的框图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

首先，对本发明实施例涉及的名词进行解释。

信道

信道是指信号传输的媒介。在通信领域，信道可以看作是一个变换器，它将输入符号x变换成输出符号y。对于每个信道，可以用一个输入符号集a，一个输出符号集b以及两者之间的条件概率p(y│x)，x∈a，y∈b这些参量来描述。

离散信道

离散信道是指输入符号集和输出符号集都是离散的符号集的信道，又称为数字信道。

二进制离散无记忆信道(binarydiscretememorylesschannel，b-dmc)

b-dmc是指输入和输出都只有0和1两种符号、输入符号集和输出符号集都是离散的且输出符号仅依赖于对应输入符号的信道。

信道编码

信道编码是指通过为信息比特附加额外的冗余比特的方式，对要在信道中传送的数字信号进行的纠、检错编码。通过信道编码可以增强数据在信道中传输时抵御各种干扰的能力。

信道极化

针对一组独立的b-dmc，采用编码的方法使各个子信道呈现出不同的可靠性，随着码字长度(即信道数目)的增加，这些子信道呈现两极分化的现象，这种两级分化的现象称为信道极化。

在信道集合的描述中，存在一个重要的参数，即信道对称容量。例如，当n足够大的时候，一部分子信道的信道对称容量将趋于1，即在信道对称容量的意义上变成了理想的信道，而另一部分子信道的信道对称容量将趋于0，即在信道对称容量的意义上变成了被噪声完全破坏的无用信道。

极化码

一种基于极化信道现象的容量可达的编码技术。极化码的思想在于，将待发送给ue的消息在信道条件好的极化信道传输，而在信道条件差的极化信道上传输预设消息，该预设消息即收发端事先已经约定好的冻结比特(frozenbit)。

信道对称容量

信道对称容量是指信道所能传输的最大信息量,用于指示信道的速率。以信道w为例，本发明实施例以i(w)表示w的信道对称容量。

退化信道

对于随机变量x1,x2,x3，若三者形成马尔科夫链x1→x2→x3，即xi的概率分布仅和xi-1的概率分布以及从xi-1到xi的状态转移概率有关，而与xi-2无关，则称信道v:x1→x3为信道w:x1→x2的退化信道，记为w＞v。

实际上，不同信噪比的加性高斯白噪声(awgn)信道就是一个退化信道的例子，一个低信噪比的awgn信道总是高信噪比的awgn信道的退化信道。

其中，退化信道有如下性质：

1)若w＞v，则有i(w)≥i(v)，即满足退化关系的两个信道的容量是递减的关系。

2)若w＞v，且为w的一组信道极化后的离散无记忆信道，为v的一组信道极化后的离散无记忆信道，则即信道极化仍然保持退化关系。

3)若w＞v，则有

其次，对本发明实施例的应用场景进行介绍。

本发明实施例应用于无线通信系统同时为多个终端设备提供服务的场景，比如无线通信系统同时为多个终端设备提供随机接入服务、小区切换服务、寻呼服务以及数据传输服务等。具体应用于网络设备复用同一块信道资源向多个终端设备传输信息的场景。

最后，对本发明实施例的实施环境予以介绍。

本发明实施例应用于无线通信系统中，该无线通信系统包括网络设备和该网络设备服务的多个终端设备。且在该无线通信系统中，当网络设备需要向多个终端设备传输信息时，可以基于极化码的下行多用户叠加传输方法复用同一块信道资源向该多个终端设备传输信息。

其中，该网络设备可以为基站，或者为通信系统中的其他物理实体。该终端设备可以为移动站或者ue等，ue具体可以为手机或者平板电脑等。

接下来将以两个终端设备为例，结合附图对本发明实施例的实施环境进行说明。图1b是本发明实施例提供的一种无线通信系统的示意图，如图1b所示，该无线通信系统包括网络设备10、终端设备20和终端设备30。其中，网络设备10与各个终端设备之间可以通过无线通信网络进行通信。图1b仅以网络设备为基站为例、终端设备为ue为例。

当网络设备10向终端设备20和终端设备30这两个终端设备分别发送消息时，网络设备10可以先基于指定信道编码集合和预设容量门限，为这两个终端设备分别分配发送信息集合；然后基于向这两个终端设备分别发送的消息内容和这两个终端设备分别分配的发送信息集合，构造发送比特序列；最后，通过指定极化码编码器对发送消息比特进行编码，得到发送码字，并在指定信道资源上向这两个终端设备分别发送该发送码字。如此，终端设备20和终端设备30就可以分别在各自与网络设备10之间的信道上接收到网络设备10发送的携带该发送码字的信号。

其中，对于这两个终端设备中的每个终端设备，为终端设备分配的发送信息集合包括至少一个离散信道的信道编号，该至少一个离散信道为该终端设备与网络设备10之间的离散信道中信道对称容量大于或等于该预设容量门限的离散信道，该指定极化码编码器为与指定信道编号集合对应的极化码编码器，该指定信道资源为用于叠加传输多个终端设备的消息的信道资源。

对于终端设备20和终端设备30这两个终端设备中的任一终端设备来说，当接收到网络设备10在该指定信道资源上发送的信号之后，即可先确定该终端设备的发送信息集合中的最大信道编号，然后利用指定极化码译码器对该信号携带的该发送码字中的第一个比特到该最大信道编号对应的比特依次进行检测，从而得到网络设备10向该终端设备发送的消息，该指定极化码译码器为与该指定信道编号集合对应的极化码译码器。

进一步地，在网络设备10向终端设备20和终端设备30这两个终端设备分别发送消息时，还需要保证每个终端设备均能够可靠地检测出网络设备向该终端设备发送的消息。

本发明实施例中，当向多个终端设备发送消息时，通过为每个终端设备分别分配发送信息集合，并基于向多个终端设备分别发送的消息内容和为多个终端设备分别分配的发送信息集合构造发送比特序列的方法，一方面使得网络设备可以通过信息集合的划分来区分终端设备，从而避免了精细的功率控制，降低了网络设备的成本，另一方面使得每个终端设备均可以根据该终端设备的发送信息集合对接收到的信号进行检测，且通过一次检测即可从该信号中恢复出自己的数据，而无需进行干扰数据重建和去除的过程，从而大大降低了检测时延和复杂度。

在对本发明实施例涉及的名称、应用场景和实施环境进行简单介绍之后，接下来将结合图1c对该网络设备10的结构进行详细介绍。

图1c是本发明实施例提供的一种网络设备10的结构示意图，参见图1c，网络设备10主要包括有发射器101、接收器102、存储器103、处理器104以及通信总线105。本领域技术人员可以理解，图1c中示出的网络设备10的结构并不构成对网络设备10的限定，实际应用中，网络设备10可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置，本发明实施例对此不做限定。

其中，该发射器101和接收器102用于与其他设备进行通信，比如可以通过接收器102接收核心网发送的信息，或者通过发射器101向ue发送信息。该存储器103可以用于存储数据，比如可以用于存储核心网发送的信息，并且，该存储器103也可以用于存储用于执行该基于极化码的下行多用户叠加传输方法的一个或多个运行程序和/或模块。

其中，该处理器104是网络设备10的控制中心，该处理器104可以是一个通用中央处理器(centralprocessingunit，cpu)，微处理器，特定应用集成电路(application-specificintegratedcircuit，asic)，或一个或多个用于控制本申请实施例方案程序执行的集成电路。该处理器104可以通过运行或执行存储在存储器103内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器103内的数据，来实现下文实施例所提供的基于极化码的下行多用户叠加传输方法。

其中，该通信总线105可包括通路，在上述处理器104和存储器103之间传送信息。

在对网络设备10的结构进行详细介绍之后，接下来将结合图1d对终端设备的结构进行详细介绍。

图1d是本发明实施例提供的一种终端设备的结构示意图。参见图1d，该终端设备包括至少一个处理器201，通信总线202，存储器203以及至少一个通信接口204。

处理器201可以是一个通用中央处理器(centralprocessingunit，cpu)，微处理器，特定应用集成电路(application-specificintegratedcircuit，asic)，或一个或多个用于控制本申请方案程序执行的集成电路。

通信总线202可包括一通路，在上述组件之间传送信息。

存储器203可以是只读存储器(read-onlymemory，rom)或可存储静态信息和指令的其它类型的静态存储设备，随机存取存储器(randomaccessmemory，ram))或者可存储信息和指令的其它类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electricallyerasableprogrammableread-onlymemory，eeprom)、只读光盘(compactdiscread-onlymemory，cd-rom)或其它光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其它磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其它介质，但不限于此。存储器203可以是独立存在，通过通信总线202与处理器201相连接。存储器203也可以和处理器201集成在一起。

通信接口204，使用任何收发器一类的装置，用于与其它设备或通信网络通信，如以太网，无线接入网(ran)，无线局域网(wirelesslocalareanetworks，wlan)等。

在具体实现中，作为一种实施例，处理器201可以包括一个或多个cpu，例如图1d中所示的cpu0和cpu1。

在具体实现中，作为一种实施例，终端设备还可以包括输出设备205和输入设备206。输出设备205和处理器201通信，可以以多种方式来显示信息。例如，输出设备205可以是液晶显示器(liquidcrystaldisplay，lcd),发光二级管(lightemittingdiode，led)显示设备，阴极射线管(cathoderaytube，crt)显示设备，或投影仪(projector)等。输入设备206和处理器201通信，可以以多种方式接收用户的输入。例如，输入设备206可以是键盘、触摸屏设备或传感设备等。

上述的终端设备可以是一个通用终端设备或者是一个专用终端设备。在具体实现中，终端设备可以是手机、便携式电脑、网络服务器、掌上电脑(personaldigitalassistant，pda)、平板电脑、无线终端设备、通信设备或者嵌入式设备等。本发明实施例不限定终端设备的类型。

其中，存储器203用于存储执行本申请方案的程序代码，并由处理器201来控制执行。处理器201用于执行存储器203中存储的程序代码。图1d中所示终端设备可以通过处理器201以及存储器203中的程序代码，来实现下述图1e、图2和图3a实施例所述的方法。

在对网络设备和终端设备的结构进行详细介绍之后，接下来将结合图1e对本发明实施例提供的基于极化码的下行多用户叠加传输方法进行详细介绍。该方法的交互主体为网络设备和多个终端设备，为了便于理解，接下来将以网络设备为基站、终端设备为ue为例进行说明。

图1e是本发明实施例提供的一种基于极化码的下行多用户叠加传输方法的流程图，该方法的交互主体为基站和m个ue，m为大于1的正整数。参见图1e，该方法包括：

步骤101：基站基于指定信道编码集合和预设容量门限，为m个ue分别分配发送信息集合。

本发明实施例中，基站可以在需要向m个ue发送消息时，执行步骤101。

其中，对于该m个ue中的每个ue，为该ue分配的发送信息集合(informationgset)包括至少一个离散信道的信道编号，该至少一个离散信道为该ue与该基站之间的离散信道中信道对称容量大于或等于该预设容量门限的离散信道，该m个ue中任意两个ue的发送信息集合为交集。

其中，该指定信道编码集合为与该基站使用的指定极化码编码器对应的信道编码集合。也即是，该指定信道编码集合包括多个离散信道的信道编号，该多个信道编号的数目等于该指定极化码编码器的码字长度，且该多个信道编号通常是连续的、按照从小到大的顺序排列的。例如，当指定极化码编码器的码字长度为n时，该指定信道编码集合对应为{1,…,n}。而且，该指定极化码编码器的码字长度n通常为2ⁿ，n为正整数。

其中，该预设容量为基站预先设置的用于确定信道条件较优的离散信道的参量。本发明实施例中，可以将信道对称容量大于或等于该预设容量的离散信道称为好信道，将信道对称容量小于该预设容量的离散信道称为差信道，并在确定的好信道上传输待发送给ue的信息，而在差信道上传输基站和ue之间事先约定的预设信息。

需要说明的是，基于相同的信道资源，该基站可以与该m个ue之间建立m个信道，该m个信道所占用的信道资源相同，信道质量有所不同。每个信道的信道质量与ue和基站之间的距离和信道衰落因子等参数有关。假设该指定极化码编码器的码字长度为n，则每个ue与该基站之间均有n个离散信道，且该n个离散信道均为离散无记忆信道。

记该指定信道编码集合为{1,…,n}，预设容量为t，这m个ue分别为ue1,…,uem，基站与这m个用户之间的信道分别为w1，…,wm，信道wk包括n个离散信道k＝1,…,n。则当基站向这m个用户设备ue分别发送消息时，可以先为这m个ue分别分配发送信息集合其中，且中任意两个发送信息集合为交集。其中，为uek的发送信息集合，且即n个离散信道中信道对称容量大于或等于t的信道编号构成的集合。

步骤102：基站基于向该m个ue分别发送的消息内容和该m个ue分别分配的发送信息集合，构造发送比特序列。

其中，在构造发送比特序列的过程包括：按照该指定信道编号集合包括的信道编号，构造空白比特序列；对于该m个ue中的每个ue，在该空白比特序列中该ue的发送信息集合包括的信道编号对应位置的比特上添加向该ue发送的消息内容，并在该空白比特序列中的其他比特上发送预设消息内容，得到第一比特序列；基于该第一比特序列得到该发送比特序列。

在一种可能的实现方式中，若发送比特序列为u，u包括u1,…,un，记向ue1,…,uem分别发送的消息内容为m1,…,mm，为uek的发送信息集合，k＝1,…,n，则可以在对应位置的比特上添加mk，在对应位置的比特上发送预设比特，即为冻结比特。其中，为u中除之外的比特。

步骤103：基站通过指定极化码编码器对该发送消息比特进行编码，得到发送码字。

其中，该指定极化码编码器为与该指定信道编号集合对应的极化码编码器，若发送消息比特为u，该指定极化码编码器为码字长度为n的极化码编码器，则基站使用该指定极化码编码器对u进行编码，即可得到发送码字x＝gnu。其中，gn为n维极化码编码矩阵。

步骤104：基站在指定信道资源上向该m个ue分别发送该发送码字，该指定信道资源为用于叠加传输多个ue的消息的信道资源。

在指定信道资源上向该m个ue分别发送该发送码字之后，这m个ue中的任一ue即可在该指定信道资源上接收信号，且该信号携带该发送码字。例如，假设ue1,…，uem与基站之间的信道衰落因子分别为h1,…,hm，且|h1|≥…≥|hm|，则ue1,…,uem即可分别在各自与该基站对应的信道上接收到信号y1,…,ym。其中，yk＝hkx+nk，hk为uek与基站之间的信道衰落因子，nk为uek与基站之间的信道的信噪比。

步骤105：ue接收基站在指定信道资源上发送的信号。

其中，该ue为该m个ue中的任一ue。该信号携带基站向m个ue分别发送消息时通过指定极化码编码器对发送比特序列进行编码后得到的发送码字，该发送比特序列为该基站基于向该m个ue分别发送的消息内容，以及按照指定信道编号集合和预设容量门限为该m个ue分别分配的发送信息集合构造得到。

例如，若该ue为上述uek，则uek即可在该指定信道资源上接收到信号yk＝hkx+nk。

步骤106：ue确定该ue的发送信息集合中的最大信道编号。

其中，该ue可以获取存储的该ue的发送信息集合。该存储的发送信息集合可以由基站预先发送得到。也即是，在基站为每个ue分配发送信息集合后，可以向对应ue发送该发送信息集合。

步骤107：ue利用指定极化码译码器对该信号携带的发送码字中的第一个比特到该最大信道编号对应的比特依次进行检测，得到该基站向该ue发送的消息。

其中，该指定极化码译码器为与该指定信道编号集合对应的极化码译码器。若该指定信道编号集合为{1,…,n}，则该指定极化码译码器即可码字长度为n的极化码译码器。

具体地，该ue可以使用该指定极化码译码器按照信道编号从小到大的顺序对该ue与该基站之间的离散信道上承载的信息依次进行检测，且由于该离散信道中大于该最大信道编号对应的离散信道上将不会承载该ue的消息，因此，本发明实施例中仅需对第一离散信道到该最大信道编号对应离散信道上承载的信息进行检测，即可得到该ue的消息，而不用对所有的离散信道均进行，从而提高了检测的效率。

例如，uek可以使用长度为n的极化码译码器对进行检测，得到的检测结果然后令即为基站向该ue发送的消息。其中为发送比特序列中从第一个比特到第个比特，为uek的发送信息集合中的最大信道编号。

本发明实施例中，网络设备通过为每个终端设备分别分配发送信息集合，并基于向多个终端设备分别发送的消息内容和为多个终端设备分别分配的发送信息集合构造发送比特序列的方法，一方面使得网络设备可以通过信息集合的划分来区分终端设备，从而避免了精细的功率控制，降低了网络设备的成本，另一方面使得每个终端设备均可以根据该终端设备的发送信息集合对接收到的信号进行检测，且通过一次检测即可从该信号中恢复出自己的数据，而无需进行干扰数据重建和去除的过程，从而大大降低了检测时延和复杂度。

另外，在图1e实施例中，ue在极化码检测的过程中，必须按照信道编号从小到大的顺序对该ue与该基站之间的n个离散信道依次进行检测。例如，假设该ue为uek，则ue必须依次对进行检测。而在ue顺序检测离散信道的过程中将可能会导致检测顺序冲突。接下来将对什么是检测顺序冲突和如何避免检测顺序冲突进行详细介绍。

在ue与该基站之间的n个离散信道中，假设上承载了该ue的信息，若有数值小于i的信道编号j对应的离散信道小于该预设容量，且上承载了任一ue的信息，则该ue必须先检测出上承载的信息之后才能对进行检测。但是由于对于该ue来说是一个信道质量较差的信道，因此该ue对信道的检测可能会出错，又由于极化码的检测过程中，后面信道上承载的信息能否检测正确依赖于前面信道检测的结果，因此当前面任一信道检测出错时，将导致后面信道检测也出错。这种导致信道检测出错的情况即为检测顺序冲突。

接下来将通过举例说明检测顺序冲突是怎么产生的。假设这m个ue分别为ue1,…,uem，基站与这m个ue之间的信道分别记为w1，…,wk。其中wk的状态转移函数记为wk(y|x)。不失一般性，假设ue1,…，uem与基站之间的信道衰落h1,…,hm满足|h1|≥…≥|hm|，因此将有w1＞…＞wm。

显然对于给定的容量门限t以及信道编号i＝1,…,n，可能会存在下列几种情况：

1)假设信道编号i对应位置处发送的信息比特为ui，则ui在ue1,…，uem处均可被正确检测。

而在uem处不可以被正确检测。

根据退化信道的性质可知，若则故不存在某个i使得因此上述三种情况就涵盖了所有可能性。为了简便起见，在下文的讨论中我们分别称属于这三类情况的信道编号为第一类信道编号、第四类信道编号和第二类信道编号。

也即是，第一类信道编号是指该指定信道编号集合包括的信道编号所对应的多个离散信道中与该m个ue之间的信道对称容量均大于或等于该预设容量门限的离散信道的信道编号，第四类信道编号是指该指定信道编号集合包括的信道编号所对应的多个离散信道中与该m个ue之间的信道对称容量均小于该预设容量门限的离散信道的信道编号，第二类信道编号是指该多个离散信道中与该第m个ue之间的信道对称容量小于该预设容量门限且与该m个ue中其他任一ue之间的信道对称容量大于或等于该预设容量门限的离散信道的信道编号。

不难理解，第一类信道编号对应的离散信道可以用于传输m个ue中任一ue的消息，第二类信道编号对应的离散信道只能用于传输第m个ue的消息。假设n为8，图1f示出了指定信道编号集合{1,2,…,8}分别对应的8个离散信道，其中，3、5、7、8为第一类信道编号，1、2、4为第四类信道编号，6为第二类信道编号。若在3、7对应的离散信道上传输uem的消息，在5、6、8对应的离散信道上传输其他ue的消息，且6对应的离散信道上传输uep的消息，1、2、4对应的离散信道上传输冻结比特，则ue在对6对应的离散信道上的非冻结比特进行检测时将有很大的概率是错误的，从而会导致严重的误差传播，使得uem在对6对应的离散信道进行检测时也会有很大概率发生错误。这就出现了检测顺序冲突问题。

所以为了避免检测顺序冲突的发生，在为各个ue分配消息集合时应当保证该ue在检测自己的信息时不需要以检测该ue的第二类信道编号对应的离散信道上的非冻结比特为前提，如此即可保证每个ue在顺序检测离散信道的过程中，均能够可靠地检测出基站向该ue发送的消息。

本发明实施例中，提出了两种避免检测顺序冲突的方式。第一种方式为在为该m个ue分别分配发送信息集合的过程中避免检测顺序冲突。第二种方式为在构造发送比特序列的过程中避免检测顺序冲突。其中，对于第一种方式将在图2所示实施例中进行详细介绍，对于第二种方式将在图3a所示实施例中进行详细介绍，本发明实施例在此不做详细介绍。

在对什么是检测顺序冲突以及如何避免检测顺序冲突进行简单说明之后，接下来将结合图2对第一种避免检测顺序冲突的方式进行详细介绍。

图2是本发明实施例提供的另一种基于极化码的下行多用户叠加传输方法的流程图，该方法的交互主体基站和m个ue，m为大于1的正整数。参见图2，该方法包括：

步骤201：基站将m个ue按照与该基站之间的信道质量从大到小的顺序进行排序，得到第一排序结果，并将指定信道编号集合中的信道编号按照从小到大的顺序进行排序，得到第二排序结果。

例如，第一排序结果可以ue1,…,uem，记基站与这m个ue之间的信道分别记为w1，…,wk，ue1,…，uem与基站之间的信道衰落因子分别为h1,…,hm，则|h1|≥…≥|hm|，w1＞…＞wm。假设该指定信道编号集合为与码字长度为n的极化码编码器对应的信道编号集合，则该第二排序结果即为{1,…,n}。

步骤202：对于该第一排序结果中的第m个ue，基站基于该第二排序结果中的第一类信道编号，为该第m个ue分配发送信息集合。

针对第m个ue，可以先基于该ue与基站之间的离散信道的信道对称容量对该指定信道编号集合进行分类，得到第一类信道编号、第二类信道编号集合和第四类信道编号集合，然后基于该第二排序结果中的第一类信道编号，为该第m个ue分配发送信息集合。

其中，第一类信道编号是指该指定信道编号集合包括的信道编号所对应的多个离散信道中与该m个ue之间的信道对称容量均大于或等于该预设容量门限的离散信道的信道编号，第二类信道编号是指该多个离散信道中与该第m个ue之间的信道对称容量小于该预设容量门限且与该m个ue中其他任一ue之间的信道对称容量大于或等于该预设容量门限的离散信道的信道编号，第四类信道编号是指该指定信道编号集合包括的信道编号所对应的多个离散信道中与该m个ue之间的信道对称容量均小于该预设容量门限的离散信道的信道编号。

其中，基于该第二排序结果中的第一类信道编号，为该第m个ue分配发送信息集合包括以下两种方式：

第一种方式：基于该第二排序结果中位于第一信道编号之前的第一类信道编号，确定该第m个ue的发送信息集合，该第一信道编号是指该第二排序结果中排序最靠前的第二类信道编号。

也即是，可以从该第二排序结果中位于第一信道编号之前的第一类信道编号中选择信道编号，将选择的信道编号构成该第m个ue的发送信息集合。

其中，选择的信道编号可以为位于第一信道编号之前的全部第一类信道编号，也可以为位于第一信道编号之前的部分信道编号，具体选择第一类信道编号的数目可以根据向该第m个ue发送的消息需要的比特数目确定。例如，若向第m个ue发送的消息需要占据2个比特，而位于第一信道编号之前的第一类信道编号的数目为3，则即可从这3个第一类信道编号中随机选择或者根据特定顺序选择2个第一类信道编号。又例如，若向第m个ue发送的消息需要占据4个比特，而位于第一信道编号之前的第一类信道编号的数目为3，则即可选择这3个第一类信道编号。

第二种方式：基于该第二排序结果中的所有第一类信道编号，确定该第m个ue的发送信息集合。

也即是，可以从该第二排序结果中的所有第一类信道编号选择信道编号，将选择的信道编号构成该第m个ue的发送信息集合。

其中，选择的信道编号可以为该第二排序结果中的所有第一类信道编号，也可以为该第二排序结果中的所有第一类信道编号中的部分第一类信道编号，具体选择第一类信道编号的数目可以根据向该第m个ue发送的消息需要的比特数目确定。

步骤203：基站令该m＝m-1，并令该指定信道编号集合为第一目标信道编号集合，返回将该指定信道编号集合中的信道编码按照从小到大的顺序进行排序，得到第二排序结果的步骤，直至为该m个ue中每个ue均分配发送信息集合为止。

需要说明的是，针对上述为该第m个ue分配发送信息集合的方式的不同，该第一目标信道编号集合也有所不同。

1)针对上述为该第m个ue分配发送信息集合的第一种方式，该第一目标信道编号集合是基于该第二排序结果包括的第一类信道编号和第二类信道编号中除了分配给该第m个ue的信道编号之外的信道编号确定得到。

例如，若该第二排序结果中的所有第一类信道编号构成的集合为该第二排序结果中的所有第二类信道编号构成的集合为该第二排序结果中的所有第四类信道编号构成的集合为并记该第一目标信道编号集合为则可以为uem分配发送消息集合其中为中的最小信道编号，此时

之后再为该m＝m-1，并令该指定信道编号集合为对中的信道编号按照从小到大的顺序进行排序，得到第二排序结果，并基于该第二排序结果中位于第一信道编号之前的第一类信道编号，确定该第m-1个ue的发送信息集合，该第一信道编号是指该第二排序结果中排序最靠前的第二类信道编号。如此循环执行上述步骤，直至令m＝1，得到第一排序结果中的第一个ue的发送信息集合时，停止循环步骤，即可得到该m个ue中每个ue的发送信息集合。

需要说明的是，在为第m-1个ue分配发送消息集合时，所述第一类信道编号是指包括的信道编号所对应的多个离散信道中与该m个ue中除第m个ue之外的m-1个ue之间的信道对称容量均大于或等于该预设容量门限的离散信道的信道编号，第二类信道编号是指该多个离散信道中与该第m-1个ue之间的信道对称容量小于该预设容量门限且与该m-1个ue中其他任一ue之间的信道对称容量大于或等于该预设容量门限的离散信道的信道编号。

示例的，在图1f所示的离散信道分布示意图上，3、5、7、8为第一类信道编号，1、2、4为第四类信道编号，6为第二类信道编号，则可以先为uem分配{3，5}，为其他ue分配{6、7、8}，如此即可避免uem的检测顺序冲突。

2)针对上述为该第m个ue分配发送信息集合的第二种方式，该第一目标信道编号集合是基于该第二排序结果包括的第一类信道编号和第二类信道编号中除了分配给该第m个ue的信道编号和第二信道编号之外的信道编号确定得到，该第二信道编号是指该第二排序结果中位于该第m个ue的发送信息集合中的最大信道编号之前的所有第二类信道编号。

例如，若该第二排序结果中的所有第一类信道编号构成的集合为该第二排序结果中的所有第二类信道编号构成的集合为该第二排序结果中的所有第四类信道编号构成的集合为并记该第一目标信道编号集合为则可以为uem分配发送消息集合此时其中为中的最大信道编号。

之后再为该m＝m-1，并令该指定信道编号集合为对中的信道编号按照从小到大的顺序进行排序，得到第二排序结果，并基于该第二排序结果中位于第一信道编号之前的第一类信道编号，确定该第m-1个ue的发送信息集合，该第一信道编号是指该第二排序结果中排序最靠前的第二类信道编号。如此循环执行上述步骤，直至令m＝1，得到第一排序结果中的第一个ue的发送信息集合时，停止循环步骤，即可得到该m个ue中每个ue的发送信息集合。

示例的，在图1f所示的离散信道分布示意图上，3、5、7、8为第一类信道编号，1、2、4为第四类信道编号，6为第二类信道编号，则可以先为uem分配{3，7}，为其他ue分配{5，8}，如此即可避免uem的检测顺序冲突。

步骤204：基站按照该指定信道编号集合包括的信道编号，构造空白比特序列。

例如，若指定信道编号集合为{1,…,n}，则该基站可以先构造长度为n的空白比特序列，且该空白比特序列的编号也为{1,…,n}。

步骤205：对于该m个ue中的每个ue，基站在该空白比特序列中该ue的发送信息集合包括的信道编号对应位置的比特上添加向该ue发送的消息内容，并在该空白比特序列中的其他比特上发送预设消息内容，得到该发送比特序列。

例如，若发送比特序列为u，u包括u1,…,un，记向ue1,…,uem分别发送的消息内容为m1,…,mm，为uek的发送信息集合，k＝1,…,n，则可以在对应位置的比特上添加mk，在对应位置的比特上发送预设比特，即为冻结比特。其中，为u中除之外的比特。

步骤206：基站通过指定极化码编码器对该发送消息比特进行编码，得到发送码字。

其中，该指定极化码编码器为与该指定信道编号集合对应的极化码编码器，若发送消息比特为u，该指定极化码编码器码字长度为n的极化码编码器，则基站使用码字长度为n的极化码编码器对u进行编码，即可得到发送码字x＝gnu。其中，gn为n维极化码编码矩阵。

步骤207：基站在指定信道资源上向该m个ue分别发送该发送码字。

其中，该指定信道资源为用于叠加传输多个ue的消息的信道资源。

在指定信道资源上向该m个ue分别发送该发送码字之后，这m个ue中的任一ue即可在该指定信道资源上接收信号，且该信号携带该发送码字。例如，假设ue1,…，uem与基站之间的信道衰落因子分别为h1,…,hm，且|h1|≥…≥|hm|，则ue1,…,uem即可分别在各自与该基站对应的信道上接收到信号y1,…,ym。其中，yk＝hkx+nk，hk为uek与基站之间的信道衰落因子，nk为uek与基站之间的信道的信噪比。

步骤208：ue接收基站在指定信道资源上发送的信号。

其中，该信号携带基站向m个ue分别发送消息时，通过指定极化码编码器对发送比特序列进行编码后得到的发送码字，该发送比特序列为该基站基于向该m个ue分别发送的消息内容，以及按照指定信道编号集合和预设容量门限为该m个ue分别分配的发送信息集合构造得到。

步骤209：ue确定该ue的发送信息集合中的最大信道编号。

其中，该ue可以获取存储的该ue的发送信息集合。该存储的发送信息集合可以由基站预先发送得到。也即是，在基站为每个ue分配发送信息集合后，可以向对应ue发送该发送信息集合。

步骤210：ue利用指定极化码译码器对该信号携带的发送码字中的第一个比特到该最大信道编号对应的比特依次进行检测，得到该基站向该ue发送的消息。

其中，该指定极化码译码器为与该指定信道编号集合对应的极化码译码器。若该指定信道编号集合为{1,…,n}，则该指定极化码译码器即可码字长度为n的极化码译码器。

具体地，该ue可以使用该指定极化码译码器按照信道编号从小到大的顺序对该ue与该基站之间的离散信道上承载的信息依次进行检测估计，且由于该离散信道中大于该最大信道编号对应的离散信道上将不会承载该ue的消息，因此，本发明实施例中仅需对第一离散信道到该最大信道编号对应离散信道上承载的信息进行检测估计，即可得到该ue的消息，而不用对所有的离散信道均进行检测，从而提高了检测的效率。

例如，uek可以使用长度为n的极化码译码器对进行检测，得到的检测结果然后令即为基站向该ue发送的消息。其中为发送比特序列中从第一个比特到第个比特，为uek的发送信息集合中的最大信道编号。

需要说明的是，该指定极化码译码器可以使用次序消除(sc)、次序消除列表译码(scl)和置信传播(bp)等多种极化码译码算法方法对该信号携带的发送码字中的第一个比特到该最大信道编号对应的比特依次进行检测，本发明实施例对该指定极化码译码器使用的极化码译码算法不做限定。

以sc算法为例，假设该ue的发送信息集合则上述利用指定极化码译码器对该信号携带的发送码字中的第一个比特到该最大信道编号对应的比特依次进行检测的过程可以包括下述步骤1)-3)。

1)初始化，令计数器i＝1；

2)若则令

若则计算对数似然比其中，为的状态转移函数。若则令若则令

3)若则结束算法，输出译码结果若i≠i，则令i＝i+1，返回步骤2)。

本发明实施例中，网络设备通过为每个终端设备分别分配发送信息集合，并基于向多个终端设备分别发送的消息内容和为多个终端设备分别分配的发送信息集合构造发送比特序列的方法，一方面使得网络设备可以通过信息集合的划分来区分终端设备，从而避免了精细的功率控制，降低了网络设备的成本，另一方面使得每个终端设备均可以根据该终端设备的发送信息集合对接收到的信号进行检测，且通过一次检测即可从该信号中恢复出自己的数据，而无需进行干扰数据重建和去除的过程，从而大大降低了检测时延和复杂度。

在对第一种避免检测顺序冲突的方式进行详细介绍之后，接下来将结合图3a对上述第二种避免检测顺序冲突的方式进行详细介绍。

图3a是本发明实施例提供的又一种基于极化码的下行多用户叠加传输方法的流程图，该方法的交互主体基站和m个ue，m为大于1的正整数。参见图3a，该方法包括：

步骤301：基站将m个ue按照与该基站之间的信道质量从大到小的顺序进行排序，得到第一排序结果，并将该指定信道编号集合中的信道编码按照从小到大的顺序进行排序，得到第二排序结果。

其中，步骤301具体实现方式可以参考步骤201，本发明实施例在此不再赘述。

步骤302：对于该第一排序结果中的第m个ue，基站基于该第二排序结果中的第三类信道编号，确定该第m个ue的发送信息集合。

其中，该第三类信道编号是指该指定信道编号集合包括的信道编号所对应的多个离散信道中与该第m个ue之间的信道对称容量均大于或等于该预设容量门限的离散信道的信道编号。

也即是，基站可以从该第二排序结果中的第三类信道编号中选择信道编号，将选择的信道编号构成该第m个ue的发送信息集合。其中，选择的信道编号可以为该第二排序结果中的所有第三类信道编号，也可以该第二排序结果中的部分第三类信道编号，具体选择第三类信道编号的数目可以根据向该第m个ue发送的消息需要的比特数目确定。

步骤303：基站令该m＝m-1，并令该指定信道编号集合为第二目标信道编号集合，返回将该指定信道编号集合中的信道编码按照从小到大的顺序进行排序，得到第二排序结果的步骤，直至为该m个ue中每个ue均分配发送信息集合为止。

其中，该第二目标信道编号集合是基于该第二排序结果包括的信道编号中除了分配给该第m个ue的信道编号之外的信道编号确定得到。

例如，若该第二排序结果中的所有第三类信道编号构成的集合为并记该第二目标信道编号集合为则可以为uem分配发送消息集合此时之后再为该m＝m-1，并令该指定信道编号集合为对中的信道编号按照从小到大的顺序进行排序，得到第二排序结果，并基于该第二排序结果中的第三类信道编号，确定该第m-1个ue的发送信息集合。如此循环执行上述步骤，直至令m＝1，得到第一排序结果中的第一个ue的发送信息集合时，停止循环步骤，即可得到该m个ue中每个ue的发送信息集合。

步骤304：基站按照该指定信道编号集合包括的信道编号，构造空白比特序列。

其中，步骤304具体实现方式可以参考步骤204，本发明实施例在此不再赘述。

步骤305：对于该m个ue中的每个ue，基站在该空白比特序列中该ue的发送信息集合包括的信道编号对应位置的比特上添加向该ue发送的消息内容，并在该空白比特序列中的其他比特上发送预设消息内容，得到第一比特序列。

例如，若第一比特序列为u，u包括u1,…,un，记向ue1,…,uem分别发送的消息内容为m1,…,mm，为uek的发送信息集合，k＝1,…,n，则可以在对应位置的比特上添加mk，在对应位置的比特上发送预设比特，即为冻结比特。其中，为u中除之外的比特。

步骤306：基站构造与该第一比特序列相同的比特序列，得到第二比特序列。

也即是，可以按照构造第一比特序列的方式，构造与第一比特序列的长度相同的第二比特序列。

例如，若构造出的第一比特序列u⁽⁰⁾如图3b所示，且uem的发送信息集合为{3、7}，其他ue的发送信息集合为{5、6、8}，则针对uem的第二类信道编号6将导致uem的检测顺序冲突。本发明实施例中，为了解决检测顺序冲突，可以按照构造第一比特序列的方式，构造出与第一比特序列的长度相同的第二比特序列u^(0)′。如图3b所示，第二比特序列u^(0)′中为uem分配的发送信息集合也可以为{3、7}，为其他ue分配的发送信息集合也可以为{5、6、8}。

步骤307：对于该第一排序结果中的第m个ue，基站将该第一比特序列中的第ta个比特替换为该第二个比特序列中的第sa个比特，并将该第二比特序列中的第sa个比特替换为目标数值，该目标数值是指该第一比特序列中替换前的第ta个比特与该第二比特序列中替换前的第sa个比特进行模二加运算得到的模二加结果。

其中，该ta为该第二排序结果中的第a个第二类信道编号，该sa为该第二排序结果中第三信道编号之后且排序靠后的d个第一类信道编号中的第a个第一类信道编号，该第三信道编号是指该第二排序结果中排序最靠后的第二类信道编号，且该a＝1，...，d，该d是指该第二排序结果中的第二类信道编号的数目和该第二排序结果中该第三信道编号之后的第一类信道编号的数目中的最小值。

例如，记第一比特序列为u⁽⁰⁾，替换后的u⁽⁰⁾为v⁽⁰⁾，并记第二比特序列为u^(0)′，替换后的u^(0)′为v^(0)′，则可以通过下述公式(1)确定v⁽⁰⁾，通过下述公式(2)确定v^(0)′：

需要说明的是，通过上述替换，可以实现对第一个比特序列中ta所对应的离散信道和第二个比特序列中sa所对应的离散信道的二次信道极化，二次信道极化之后，第一个比特序列中ta所对应的离散信道的信道对称容量将变大，使得ta从第二类信道编号变成第一类信道编号，第二个比特序列中sa所对应的离散信道的信道对称容量将变小，使得sa从第一类信道编号变成第二类信道编号。

例如，参见图3b，可以将u⁽⁰⁾中的第6个比特替换为u^(0)′中的第8个比特并将u^(0)′中的8个比特替换为替换之后，对应的信道编号6将变成第一类信道编号，对应的信道编号8将变成第二类信道编号。

步骤308：基站将替换后的第二比特序列添加在替换后的第一比特序列之后，得到第三比特序列。

将替换后的第二比特序列添加在替换后的第一比特序列之后，即可得到长度为第一比特序列的2倍的第三比特序列。例如，对于第m个ue，可以得到长度为2n的第三比特序列。

步骤309：基站令该m＝m-1，并令该第一比特序列为该第三比特序列，返回构造与该第一比特序列相同的比特序列，得到第二比特序列的步骤，直至得到长度为该指定信道编号集合包括的信道编号的总数目的2^m倍的第三比特序列为止，并将得到的第三比特序列确定为该发送比特序列。

也即是，得到长度为2n的第一比特序列之后，令该m＝m-1，并令该第一比特序列为该第三比特序列，返回构造与该第一比特序列相同的比特序列，得到第二比特序列的步骤，即可得到长度为4n的比特序列。循环执行上述步骤，直至得到长度为2^m×n的第三比特序列时，停止循环步骤，并将得到的第三比特序列确定为该发送比特序列。

步骤310：ue接收基站在指定信道资源上发送的信号。

其中，该信号携带基站向m个ue分别发送消息时，通过指定极化码编码器对发送比特序列进行编码后得到的发送码字，该发送比特序列为该基站基于向该m个ue分别发送的消息内容，以及按照指定信道编号集合和预设容量门限为该m个ue分别分配的发送信息集合构造得到。

步骤311：基站通过指定极化码编码器对该发送消息比特进行编码，得到发送码字。

步骤312：基站在指定信道资源上向该m个ue分别发送该发送码字。

其中，步骤311-312的具体实现方式可以参考上述步骤206-207的相关描述，本发明实施例在此不再赘述。

步骤313：ue接收基站在指定信道资源上发送的信号。

其中，步骤313的具体实现方式可以参考上述步骤208的相关描述，本发明实施例在此不再赘述。

步骤314：ue确定该ue的发送信息集合中的最大信道编号。

其中，该ue可以获取存储的该ue的发送信息集合。该存储的发送信息集合可以由基站预先发送得到。也即是，在基站为每个ue分配发送信息集合后，可以向对应ue发送该发送信息集合。

步骤315：ue利用指定极化码译码器对该信号携带的发送码字中的第一个比特到该最大信道编号对应的比特依次进行检测，得到该基站向该ue发送的消息。

其中，在利用指定极化码译码器对该信号携带的发送码字中的第一个比特到该最大信道编号对应的比特依次进行检测的过程中，对于在构造过程中进行了上述替换操作的比特，也即是进行了二次极化的离散信道，将采用递归的极化码译码算法进行检测。

具体来说，若上述m＝2，最终送入指定极化码编码器进行编码的比特序列包括前n个比特构成的第一比特序列和后n个比特构成的第二比特序列，且第一比特序列中进行替换操作的比特对应的信道编号为ta，第二个比特序列中进行替换操作的比特对应的信道编号为sa，假设该ue为uek，k＝1,…,2，该uek的发送信息集合为uek接收到的信号为则利用指定极化码译码器对该信号携带的发送码字中的第一个比特到该最大信道编号对应的比特依次进行检测的过程可以包括如下步骤1)-3)：

1)初始化，令计数器i＝1；

2)若则令

若则先采用下述公式(3)计算对数似然比

若则令若则另

3)若则结束算法，输出译码结果若i≠i，则令i＝i+1，返回步骤2)。

本发明实施例中，网络设备通过为每个终端设备分别分配发送信息集合，并基于向多个终端设备分别发送的消息内容和为多个终端设备分别分配的发送信息集合构造发送比特序列的方法，一方面使得网络设备可以通过信息集合的划分来区分终端设备，从而避免了精细的功率控制，降低了网络设备的成本，另一方面使得每个终端设备均可以根据该终端设备的发送信息集合对接收到的信号进行检测，且通过一次检测即可从该信号中恢复出自己的数据，而无需进行干扰数据重建和去除的过程，从而大大降低了检测时延和复杂度。

需要说明的是，图1e、图2和图3a实施例仅是以基站和ue的交互为例对本发明实施例提供的基于极化码的下行多用户叠加传输方法进行说明，而实际应用中，上述基站也可以是其他网络设备，上述ue也可以是其他终端设备，本发明实施例对此不做限定。

在对上述两种避免检测顺序冲突的方式进行详细介绍之后，接下来将结合附图对基于极化码的下行多用户叠加传输装置进行介绍。

图4a是本发明实施例提供的一种基于极化码的下行多用户叠加传输装置的框图，该装置可以为基站。参见图4a，该装置包括：

分配模块410，用于执行上述图1e所述实施例中步骤101执行的操作；

构造模块420，用于执行上述图1e所述实施例中步骤102执行的操作；

编码模块430，用于执行上述图1e所述实施例中步骤103和104执行的操作。

可选地，参见图4b，该分配模块410包括：

第一排序单元411，用于执行上述图2所述实施例中步骤201执行的操作；

第一分配单元412，用于执行上述图2所述实施例中步骤202执行的操作；

第一循环单元413，用于执行上述图2所述实施例中步骤203执行的操作。

可选地，参见图4c，该构造模块420包括：

第一构造单元421，用于执行上述图2所述实施例中步骤204执行的操作；

第一添加单元422，用于执行上述图2所述实施例中步骤205执行的操作。

可选地，参见图4d，该分配模块410包括：

第二排序单元414，用于执行上述图3a所述实施例中步骤301执行的操作；

第二分配单元415，用于执行上述图3a所述实施例中步骤302执行的操作；

第二循环单元416，用于执行上述图3a所述实施例中步骤303执行的操作.

可选地，参见图4e，该构造模块420包括：

第二构造单元423，用于执行上述图3a所述实施例中步骤304执行的操作；

第二添加单元424，用于执行上述图3a所述实施例中步骤305执行的操作；

第三构造单元425，用于执行上述图3a所述实施例中步骤306执行的操作；

替换单元426，用于执行上述图3a所述实施例中步骤307执行的操作；

第四添加单元427，用于执行上述图3a所述实施例中步骤308执行的操作；

第三循环单元428，用于执行上述图3a所述实施例中步骤309执行的操作。

本发明实施例中，网络设备通过为每个终端设备分别分配发送信息集合，并基于向多个终端设备分别发送的消息内容和为多个终端设备分别分配的发送信息集合构造发送比特序列的方法，一方面使得网络设备可以通过信息集合的划分来区分终端设备，从而避免了精细的功率控制，降低了网络设备的成本，另一方面使得每个终端设备均可以根据该终端设备的发送信息集合对接收到的信号进行检测，且通过一次检测即可从该信号中恢复出自己的数据，而无需进行干扰数据重建和去除的过程，从而大大降低了检测时延和复杂度。

在对上述基于极化码的下行多用户叠加传输装置进行简单介绍之后，接下来将结合附图对另一种基于极化码的下行多用户叠加传输装置进行介绍。

图5是本发明实施例提供的另一种基于极化码的下行多用户叠加传输装置的框图，该装置可以为ue。参见图5，该装置包括：

接收模块510，用于执行上述图1e所述实施例中步骤105执行的操作；

确定模块511，用于执行上述图1e所述实施例中步骤106执行的操作；

检测模块512，用于执行上述图1e所述实施例中步骤107执行的操作。

本发明实施例中，网络设备通过为每个终端设备分别分配发送信息集合，并基于向多个终端设备分别发送的消息内容和为多个终端设备分别分配的发送信息集合构造发送比特序列的方法，一方面使得网络设备可以通过信息集合的划分来区分终端设备，从而避免了精细的功率控制，降低了网络设备的成本，另一方面使得每个终端设备均可以根据该终端设备的发送信息集合对接收到的信号进行检测，且通过一次检测即可从该信号中恢复出自己的数据，而无需进行干扰数据重建和去除的过程，从而大大降低了检测时延和复杂度。

需要说明的是：上述实施例提供的基于极化码的下行多用户叠加传输装置在传输消息时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的基于极化码的下行多用户叠加传输装置与基于极化码的下行多用户叠加传输方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意结合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如：同轴电缆、光纤、数据用户线(digitalsubscriberline，dsl))或无线(例如：红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如：软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如：数字通用光盘(digitalversatiledisc，dvd))、或者半导体介质(例如：固态硬盘(solidstatedisk，ssd))等。

也即是，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述图1e、图2和图3a所述任一实施例中基站执行的方法或者ue执行的方法。

本发明实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述图1e、图2和图3a所述任一实施例中基站执行的方法或者ue执行的方法。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述为本申请提供的实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。