随机接入方法_4

文档序号:9792528阅读:来源:国知局
传输速率依次递增,相应地用户接收信噪比门限SNR1J至SNRlni也依次递增。
[0084]如果基本传输单元有两个用户,即用户负载率为2,则需要根据两个用户的信道状态信息选择每个用户的编码调制模式,编码调制模式的设计和优化比较复杂。假设接入信道为AWGN的多址接入信道,考虑到两用户在接收信噪比相同的时候,两用户之间的干扰最严重,对MU-BICMID接收端解码要求最高,同时对采用串行干扰消除的接收算法最不利,因此,如果按照两用户接收信噪比相同的条件设计编码调制方案的模式,则可以很好地工作在两用户接收信噪比不同的条件下。例如,用户I和用户2的接收信噪比分别为SNR1和SNR2,贝IJ用户I选择面向两用户信噪比为(SNR1, SNR1)的两用户接入编码调制模式,用户2选择面向两用户信噪比为(SNR2,SNR2)的两用户接入编码调制模式,基站接收端在两用户信噪比为(SNR1, SNR2)的信道条件下对两用户进行解调解码。对两用户多址接入,基站根据综合考虑选择N2种编码调制模式,第I种至第N2种编码调制模式的总传输速率依次递增,相应地,模式对应的两用户接收信噪比门限相同,依次递增的接收信噪比门限为SNR2j至SNR2—N2。
[0085]以此类推,对于基本传输单元有i个用户的多址接入,基站根据综合考虑选择Ni种编码调制模式,第I种至第Ni种编码调制模式的总传输速率依次递增,相应地,模式对应的i个用户接收信噪比门限相同,依次递增的接收信噪比门限为SNRlj至SNRu。
[0086]其次,描述L层MU-BICMID的编码调制模式设计,L>1。对L层MU-BICMID系统,优先级从第I层至第L层依次降低,基站接收端按照优先级由高到低依次解调解码第I至第L层。
[0087]在解调解码第i(i= l,2,-_,L_l)层信号时,基站接收端将第i+Ι层至第L层所有接入用户信号视为干扰;解调解码结束后,恢复第i层所有用户的接收信号,并将恢复的信号从基站接收端的总接收信号中减去(第i层用户的干扰消除);再对第i+Ι层至第L层信号依次进行解调解码。
[0088]最后对第L层信号进行解调解码,无需再进行干扰消除。
[0089]因此,L层MU-BICMID的第L层编码调制模式与单层MU-BICMID的编码调制模式相同,L层MU-BICMID的第i(i = l,2,...,L-1)层编码调制模式设计步骤如下:
[0090]将第i+Ι层至第L层所有接入用户信号视为干扰,得到第i层用户的等效信噪比;然后以第i层用户的等效信噪比对应的单层MU-BICMID的编码调制模式作为L层MU-BICMID第i层用户的编码调制模式。
[0091]因此,多层MU-BICMID系统和单层MU-BICMID系统的编码调制模式相同,但不同层用户的信道状态信息(如接收信噪比)需要根据低优先级用户带来的干扰进行修正。
[0092]多层MU-BICMID系统适用于两种或多种不同信道条件的用户,例如,一种用户为基站覆盖小区的中心用户,接收信噪比高,另一种用户为基站覆盖小区的边缘用户,接收信噪比低。
[0093]进一步地,作为具体的实施例,以下以单层和多层MU-BICMID编码调制方案的多种模式为例,说明本发明随机接入查找表的【具体实施方式】。
[0094]具体地,随机接入查找表用于将信道带宽资源对应的信道状态信息映射到用户发送端的编码调制模式,因此需要设计面向不同用户负载率的随机查找表。例如,对用户负载恒定为I的基本传输单元,不同信道状态映射到I层I用户的不同编码调制模式(即传统的用于正交多址接入的编码调制模式);对用户负载恒定为2的基本传输单元,不同信道状态映射至Ijl层2用户的不同编码调制模式,或者映射到2层2用户(其中第I层和第2层用户数分别为I)的不同编码调制模式;对用户负载恒定为3的基本传输单元,不同信道状态映射到I层3用户的不同编码调制模式,或者映射到2层3用户(其中第I层和第2层用户数分别为{I,2}或{2,1})的不同编码调制模式。
[0095]以此类推,对用户负载恒定为K的基本传输单元,不同信道状态可映射到L(L=1,2,…,K)层K用户的不同编码调制模式,其中第i层用户数为K1Q = I,2,…,L),并且KdK2+-"+Kl = K0
[0096]实际系统中,由于用户接入的随机特性,平均用户负载率给定的条件下,每次传输中基本传输单元的用户负载是随机变量。如果实际负载高于编码调制模式的传输能力,则用户传输失败,即“中断”;如果实际负载低于编码调制模式的传输能力,则传输效率下降。因此,随机接入查找表的设计和选择需要在中断概率和传输效率之间进行折中。
[0097]结合图5所示,假定采用单层和多层MU-BICMID编码调制方案,则在步骤S2中,基站构造随机接入查找表的具体步骤如下:
[0098]步骤Dl:获取平均用户负载率和用户负载的概率分布,并根据平均用户负载率和用户负载的概率分布选择编码调制模式的用户数量。
[0099]例如,选择MU-BICMID编码调制的层数和每层的用户数。
[0100]例如,平均用户负载率为1.8时,选择I层2用户的MU-BICMID方案;平均用户负载率为3.6时,选择2层4用户MU-BICMID方案,第I层和第2层各两个用户。
[0101]步骤D2:根据不同用户接收信噪比门限的不同(即频谱效率的不同)选择多种编码调制模式。
[0102]步骤D3:根据不同编码调制模式的用户接收信噪比门限,将信道状态信息划分为对应不同编码调制模式的区间,从而得到随机接入查找表。
[0103]具体地,步骤D3的一种【具体实施方式】如下:
[0104]假设随机多址接入信道为AWGN的多址接入信道,则信道状态信息可简化为用户接收信噪比,随机接入查找表根据平均用户负载率的不同将用户接收信噪比区间映射成不同编码调制模式。平均用户负载率为Iamda时,选择Ni种I层i>lamda用户的编码调制模式,第I至第Ni种编码调制模式的传输速率依次递增,相应地用户接收信噪比门限为SNR1J至SNRn,其中,用户接收信噪比门限可根据系统对余量的要求进行调整。则用户接收信噪比SNR区域分割成Ni+Ι个信道状态区域,每个区域对应一种编码调整模式,具体如下:
[0105]区域O: SNR<SNRi_l,选择编码调制模式O(即不发送信号)。
[0106]区域j: SNRi_j〈SNR < SNRi_j+l,选择编码调制模式 j (j = I,2,…,N1-1)。
[0107]区域N1:SNR>SNRi_Ni,选择编码调制模式Ni。
[0108]或者,平均用户负载率为Iamda时,选择2层接入的编码调制模式,其中第一层il个用户,第二层i2个用户,il+i2>lamda。其中,第2层按照单层i2用户的编码调制方案设置随机接入查找表;第I层按照单层il用户的编码调制方案设置随机接入查找表,但是第I层用户的接收信噪比需要参照第2层所有用户的平均信噪比进行修正。
[0109]需要说明的是,在本发明的实施例中,如果随机多址接入信道为频域衰落的多址接入信道,则信道状态信息由用户接收信噪比的概率分布描述,对赖斯衰落模型,用户接收信噪比的概率分布由用户平均接收信噪比和赖斯衰落参数决定。在编码调制模式不变的情况下,需要修改随机接入查找表,具体来说:将编码调制模式对应的AWNG信道下的接收信噪比门限转换为频域衰落信道下给定衰落参数的平均接收信噪比门限。活跃用户根据平均接收信噪比,结合修改的随机接入查找表,得到对应基本传输单元的编码调制模式。
[0110]由于随机接入信道实际传输条件和接收条件与信道状态模型存在差别,因此基站需要自适应调整随机接入查找表,活跃用户也需要自适应调整平均发送速率,使用户的编码调制模式与随机接入信道的信道状态和接收条件匹配。
[0111]综上,通过本发明实施例的随机接入方法:1.每个用户只需基站广播的用于随机接入的基本传输单元的信息、随机接入查找表和自己的信道状态信息,即可选择一种协议规范的编码调制模式,无需知道其他用户的当前信道状态信息;2.基站只需知道随机接入的统计信息,即可对随机接入进行控制和调整,无需预测每个用户的信道状态信息;3.基站可以根据随机接入的统计参数和性能指标,对控制信息进行调整,或者对竞争信道和数据信道资源进行调整,从而优化用户传输速率和中断概率指标,或者在二者之间取得折中,用户也可以根据发送信息的统计参数(如中断概率),对平均发送速率进行调整。
[0112]根据本发明实施例的随机接入方法,通过基站广播控制信息,用户根据自身的信道状态信息选择编码调制模式,使得随机接入的基站控制和用户接入简单有效,并且可以充分利用逼近信道容量的多址接入技术。
[0113]在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是
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