用于scma通信系统中开环mimo通信的系统和方法
【专利说明】用于SCMA通信系统中开环MlMO通信的系统和方法
[0001] 本发明要求2012年12月14日递交的发明名称为"用于针对SCMAOFDM调制的开 环MIM0 传输和接收的方法（MethodsforOpen-LoopMIM0TransmissionandReception forSCMAOFDMModulation)"的第61/737, 338号美国临时专利申请案W及2013年9月 25日递交的发明名称为"用于SCMA通信系统中开环MIM0通信的系统和方法（Systemand MethodforOpen-LoopMIMOCommunicationsinaSCMACommunicationsSystem) "的第 14/035, 996号美国非临时专利申请案的在先申请优先权，该两个在先申请的内容W引入的 方式并入本文本中。
技术领域
[0002] 本发明一般设及数字通信，更具体地说，设及一种用于稀疏码多址（SCMA)通信系 统中开环多输入多输出（MIM0)通信的系统和方法。
【背景技术】
[0003] 码分多址（CDMA)是一种数据符号扩展在正交和/或近似正交码序列上的多址技 术。传统CDMA编码是一种两步骤过程，其中在施加扩展序列之前，二进制码被映射至正交 幅度调制（QAM)符号。虽然传统CDMA编码可W提供相对高的数据速率，但需要实现更高数 据速率的新技术/机制，W满足下一代无线网络日益增长的需求。低密度扩展（LD巧是用 于复用不同数据层的一种形式的CDM。LDS使用同一符号在时间或频率中的层特定非零位 置上的重复。作为示例，在LDS-正交频分复用（(FDM)中，星座点在LDS块的非零频率音调 上重复（可能有一定的相位旋转）。稀疏码多址（SCMA)是LDS的一种推广，其中多维码本 用于将数据扩展在不一定具有重复符号的音调上。
【发明内容】
[0004] 本发明的示例实施例提供了一种用于SCMA通信系统中开环MIM0通信的系统和方 法。
[0005] 根据本发明的示例实施例，提供了一种传输数据的方法。所述方法包括传输设备 将预期用于第一传输天线的第一编码后信息比特流映射至多个第一扩展序列中的至少一 个第一扩展序列W生成第一数据流，W及所述传输设备将预期用于第二传输天线的第二编 码后信息比特流映射至多个第二扩展序列中的至少一个第二扩展序列W生成第二数据流。 所述方法还包括所述传输设备在相应的传输天线上传输所述第一数据流和所述第二数据 流。
[0006] 根据本发明的另一示例实施例，提供了一种用于在通信系统中接收数据的方法。 所述方法包括：接收设备确定第一多个码本和第二多个码本，其中所述第一多个码本和所 述第二多个码本与向所述接收设备传输用户数据的传输设备相关联；W及所述接收设备接 收携带通过所述通信系统的共享资源传送的输出码字的信号，其中每个所述输出码字包括 多个码字，所述多个码字中的每个码字属于所述多个码本中的不同码本，W及所述多个码 本中的每个码本与多个数据层中的不同数据层相关联。所述方法还包括所述接收设备使用 所有所述多个数据层中的所述第一多个码本和所述第二多个码本处理所述信号W恢复所 述用户数据。
[0007] 根据本发明的另一示例实施例，提供了一种用于传输数据的方法。所述方法包括 传输设备将预期用于传输天线的编码后信息比特流映射至多个扩展序列中的至少一个扩 展序列W产生数据流，W及所述传输设备使用空时码编码所述数据流W产生符号块。所述 方法还包括所述传输设备传输所述符号块。
[000引根据本发明的另一示例实施例，提供了一种用于接收数据的方法。所述方法包括 所述接收设备从向所述接收设备传输数据的传输设备接收符号块，W及所述接收设备使用 与所述传输设备相关联的空时码和多个码本处理所述符号块W恢复所述数据。
[0009] 根据本发明的另一示例实施例，提供了一种传输设备。所述传输设备包括处理器， W及可操作地禪合至所述处理器的发射器。所述处理器将预期用于第一传输天线的第一编 码后信息比特流映射至多个第一扩展序列中的至少一个第一扩展序列W生成第一数据流， W及将预期用于第二传输天线的第二编码后信息比特流映射至多个第二扩展序列中的至 少一个第二扩展序列W生成第二数据流。所述发射器在相应的传输天线上传输所述第一数 据流和所述第二数据流。
[0010] 根据本发明的另一示例实施例，提供了一种接收设备。所述接收设备包括处理 器，W及可操作地禪合至所述处理器的接收器。所述处理器确定第一多个码本和第二多个 码本，其中所述第一多个码本和所述第二多个码本与向所述接收设备传输用户数据的传输 设备相关联；W及使用所有多个数据层中的所述第一多个码本和所述第二多个码本恢复信 号W恢复所述用户数据，所述信号携带通过通信系统的共享资源传送的输出码字，其中每 个所述输出码字包括多个码字，所述多个码字中的每个码字属于所述多个码本中的不同码 本，W及所述多个码本中的每个码本与所述多个数据层中的不同数据层相关联。所述接收 器接收所述信号。
[001U 实施例的一个优点在于，通过将SCMA与MIMO相结合实现了提高的频谱效率。因 此，可W支持更高的数据速率。
【附图说明】
[0012] 为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，其中：
[0013] 图1示出了根据本文所述的示例实施例的示例通信系统；
[0014] 图2示出了根据本文所述的示例实施例的示例通信系统，突出显示了传输设备和 接收设备；
[0015] 图3示出了根据本文所述的示例实施例的用于编码数据的示例SCMA复用方案；
[0016] 图4a示出了根据本文所述的示例实施例的传输设备的示例部分；
[0017] 图4b示出了根据本文所述的示例实施例的当传输设备使用用于OFDM SCMA的开 环MIMO码空间复用进行传输时发生在传输设备中的高级操作的示例流程图；
[001引图5a示出了根据本文所述的示例实施例的当传输设备使用用于OFDM SCMA的开 环MIMO码空间复用向接收设备进行传输时发生在传输设备中的操作的示例流程图；
[0019] 图化示出了根据本文所述的示例实施例的当传输设备使用用于OFDM SCMA的开 环MIMO码空间复用准备待传输的多个数据层时发生在传输设备中的操作的示例流程图；
[0020] 图5c示出了根据本文所述的示例实施例的当传输设备使用用于OFDMSCMA的开 环MIM0码空间复用准备待传输的数据层时发生在传输设备中的操作的示例流程图；
[0021] 图6a示出了根据本文所述的示例实施例的当接收设备从传输设备接收传输时发 生在接收设备中的操作的示例流程图，其中传输是使用用于OFDMSCMA的开环MIM0码空间 复用进行传输的；
[0022] 图化示出了根据本文所述的示例实施例的当具有低接收器复杂性的接收设备从 传输设备接收传输时发生在接收设备中的操作的示例流程图，其中传输是使用用于OFDM SCMA的开环MIMO码空间复用进行传输的；
[0023] 图6c示出了根据本文所述的示例实施例的当具有中等接收器复杂性的接收设备 从传输设备接收传输时发生在接收设备中的操作的示例流程图，其中传输是使用用于OFDM SCMA的开环MIMO码空间复用进行传输的；
[0024] 图6d示出了根据本文所述的示例实施例的当具有高接收器复杂性的接收设备从 传输设备接收传输时发生在接收设备中的操作的示例流程图，其中传输是使用用于OFDM SCMA的开环MIMO码空间复用进行传输的；
[0025] 图7a示出了根据本文所述的示例实施例的包括具有低接收器复杂性的接收设备 的通信系统的示例部分；
[0026] 图化示出了根据本文所述的示例实施例的包括具有中等接收器复杂性的接收设 备的通信系统的示例部分；
[0027] 图8示出了根据本文所述的示例实施例的包括具有高接收器复杂性的接收设备 的通信系统的示例部分；
[002引图9示出了根据本文所述的示例实施例的通信系统的示例部分，其中干扰管理是 使用签名和/或码本集合分配执行的；
[0029] 图10a示出了根据本文所述的示例实施例的示例通信系统，其中发射器间协调波 束成形（CB巧用于开环MIMOCSM;
[0030] 图1化示出了根据本文所述的示例实施例的示例通信系统，其中发射器内协调波 束成形（CB巧用于开环MIMOCSM;
[0031] 图11a示出了根据本文所述的示例实施例的在MIMOCSM方式的逐块空时编码中 使用的传输设备-接收设备对的示例模型，其中接收设备具有低复杂性；
[003引图1化示出了根据本文所述的示例实施例的在MIMOCSM方式的逐块空时编码中 使用的传输设备-接收设备对的示例模型，其中接收设备具有高复杂性；
[0033] 图12a示出了根据本文所述的示例实施例的当传输设备使用逐块空时编码传输 数据时发生在传输设备中的操作的示例流程图；
[0034] 图1化示出了根据本文所述的示例实施例的当具有低复杂性的接收设备使用逐 块空时编码接收数据时发生在接收设备中的操作的示例流程图；
[0035] 图12c示出了根据本文所述的示例实施例的当具有高复杂性的接收设备使用逐 块空时编码接收数据时发生在接收设备中的操作的示例流程图；
[0036] 图13a示出了根据本文所述的示例实施例的示例MIMOSCMAOFDM通信系统的示 例符号；
[0037]图13b示出了根据本文所述的示例实施例的使用Alamouti算法用于逐块空时编 码的传输设备-接收设备对的示例模型；
[003引图14示出了根据本文所述的示例实施例的示例第一通信设备；
[0039] 图15示出了根据本文所述的示例实施例的示例第二通信设备；
[0040] 图16示出了根据本文所述的示例实施例的示例第S通信设备；
[0041] 图17示出了根据本文所述的示例实施例的示例第四通信设备。
【具体实施方式】
[0042]W下详细论述当前实例实施例的操作和其结构。但应了解，本发明提供的许多适 用发明概念可实施在多种具体环境中。所论述的具体实施例仅仅说明本发明的具体结构W 及用于操作本发明的具体方式，而不应限制本发明的范围。
[004引本发明的一个实施例设及SCMA通信系统中的开环MIM0通信。例如，传输设备将预 期用于第一传输天线的第一编码后信息比特流映射至多个第一扩展序列中的至少一个第 一扩展序列W生成第一数据流，将预期用于第二传输天线的第二编码后信息比特流映射至 多个第二扩展序列中的至少一个第二扩展序列W生成第二数据流，W及在相应的传输天线 上传输第一数据流和第二数据流。作为另一示例，接收设备确定第一多个码本和第二多个 码本，其中第一多个码本和第二多个码本与向接收设备传输用户数据的传输设备相关联； 接收携带通过通信系统的共享资源传送的输出码字的信号，其中每个输出码字包括多个码 字，多个码字中的每个码字属于多个码本中的不同码本，W及多个码本中的每一码本与多 个数据层中的不同数据层相关联；W及使用所有多个数据层中的第一多个码本和第二多个 码本处理信号W恢复用户数据。
[0044] 本发明将参考特定上下文，即支持MIM0W提高频谱效率的SCMA通信系统，中的示 例实施例进行描述。然而，本发明还可W应用于支持MIM0W提高频谱效率的符合标准和不 符合标准的SCMA通信系统。
[0045] SCMA是一种将数据流编码成多维码字的编码技术，数据流可W是二进制数据流， 或者一般地，M进制数据流，其中M为大于或等于2的整数。SCMA直接将数据流编码成多维 码字并规避正交幅度调制（QAM)符号映射，该可W使得编码增益优