用于具有自适应系统参数的可扩展数字通信的系统和方法
【专利说明】
[0001] 本申请要求于2013年8月7日提交的题为"System and Method for Scalable Sparse Code Multiple Access with Adaptive System Parameters(用于具有自适应系 统参数的可扩展稀疏码多址接入的系统和方法)"的美国临时申请第61/863,213号的权益， 该美国临时申请通过引用并入本文中。
技术领域
[0002] 本公开内容通常涉及数字通信，更具体地涉及一种用于具有自适应系统参数的可 扩展数字通信的系统和方法。
【背景技术】
[0003] 针对不同的目的或应用存在有不同的无线接入技术。然而，不存在通用架构和机 制来将这些技术整合在一起并取决于特定情况的要求在这些技术之间进行切换。这些技术 包括稀疏码多址接入(SCMA)、多载波调制例如正交频分复用(0FDM)、下行(DL)用户叠加、非 正交多址接入(N0MA)、码分多址接入(CDMA)、上行(UL)多用户多输入多输出(MU-MM0)、低 密度签名(LDS)。
【发明内容】
[0004] 本公开内容的示例实施方式提供了一种用于具有自适应系统参数的可扩展数字 通信的系统和方法。
[0005] 根据本公开内容的示例实施方式，提供了一种操作适配设备的方法。该方法包括： 通过适配设备针对第一通信设备与第二通信设备之间的第一传输从多个接入模式中选择 第一接入模式，其中，根据通信系统信息和用户设备信息中至少之一以及接入模式准则来 进行对第一接入模式的选择。该方法还包括:通过适配设备基于稀疏码多址接入(SCMA)参 数映射规则根据第一接入模式来确定SCMA参数；以及通过适配设备向第一通信设备和第二 通信设备中至少之一提供关于第一接入模式的信息。
[0006] 根据本公开内容的另一示例实施方式，提供了一种操作第一设备的方法。该方法 包括:通过第一设备将用户设备信息发送至第二设备，其中，用户设备信息包括用户设备要 求和用户设备能力中至少之一；以及通过第一设备接收关于稀疏码多址接入(SCMA)参数的 信息，所述SCMA参数与针对第一设备与第三设备之间的传输的接入模式相关，其中，根据用 户设备信息和通信系统信息中至少之一以及接入模式准则从多个接入模式中选择该接入 模式。该方法还包括:通过第一设备根据该接入模式与第三设备进行通信。
[0007] 根据本公开内容的又一示例实施方式，提供了一种适配设备。该适配设备包括处 理器。处理器针对第一通信设备与第二通信设备之间的第一传输从多个接入模式中选择第 一接入模式，其中，根据通信系统信息和用户设备信息中至少之一以及接入模式准则来进 行对第一接入模式的选择。处理器还基于稀疏码多址接入(SCMA)参数映射规则根据第一接 入模式来确定SCMA参数，以及向第一通信设备和第二通信设备中至少之一提供关于第一接 入模式的信息。
[0008] 根据本公开内容的再一示例实施方式，提供了一种用户设备。该用户设备包括发 送器、接收器以及工作上耦接至发送器和接收器的处理器。发送器将用户设备信息发送至 第一通信设备，其中，用户设备信息包括用户设备要求和用户设备能力中至少之一。接收器 接收关于稀疏码多址接入(SCMA)参数的信息，所述SCMA参数与针对用户设备与第二通信设 备之间的传输的接入模式相关，其中，根据用户设备信息和通信系统信息中至少之一以及 接入模式准则从多个接入模式中选择该接入模式。处理器根据该接入模式与第二通信设备 进行通{目。
[0009] 本实施方式的一个优点是:可以适配接入模式以满足接入模式准则以及通信系统 和UE的要求和/或能力。
【附图说明】
[0010] 为了更完整地理解本公开内容及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，在 附图中：
[0011] 图1示出了根据本文所述的示例实施方式的示例通信系统；
[0012] 图2示出了根据本文所述的示例实施方式的用于对数据进行编码的示例SCMA复用 方案；
[0013] 图3a和图3b示出了根据本文所述的示例实施方式的SCMA系统参数即突出复杂性、 复用、频谱效率以及链路预算平衡点的示例图；
[0014] 图4a、图4b及图4c示出了根据本文所述的示例实施方式的在限制过载来控制复杂 性的情况下的SCMA系统参数即突出复杂性、复用、频谱效率以及链路预算平衡点的示例图；
[0015] 图5示出了根据本文所述的示例实施方式的示例适配设备的示例高级视图；
[0016] 图6a示出了根据本文所述的示例实施方式的当适配设备自适应地调整通信系统 (或通信系统的一部分)的接入模式时适配设备中发生的示例操作的示例流程图；
[0017] 图6b示出了根据本文所述的示例实施方式的当UE进行通信时UE中发生的示例操 作的示例流程图；
[0018] 图7示出了根据本文所述的示例实施方式的用于下行接入模式选择的示例图示映 射规则；
[0019] 图8示出了根据本文所述的示例实施方式的用于上行接入模式选择的示例图示映 射规则；
[0020] 图9示出了根据本文所述的示例实施方式的示例通信设备；以及
[0021] 图10示出了根据本文所述的示例实施方式的示例通信设备。
【具体实施方式】
[0022] 以下详细论述了当前示例实施方式的操作及其结构。然而，应该理解的是，本公开 内容提供了可以在多种具体环境中实施的许多可适用的发明构思。所论述的【具体实施方式】 仅仅说明了本公开内容的具体结构以及用于操作本公开内容的方式，并且不限制本公开内 容的范围。
[0023] 本公开内容的一个实施方式涉及具有自适应系统参数的可扩展数字通信。例如， 适配设备接收针对通信控制器和用户设备之间的第一通信信道的接入模式准则，根据一组 映射规则来选择第一接入模式以满足接入模式准则，以及向通信控制器和用户设备提供关 于第一接入模式的信息。
[0024]将在具体环境即SCMA通信系统中针对示例实施方式来描述本公开内容，SCMA通信 系统针对不同的接入模式准则自适应地调整SCMA通信系统的无线接入模式。本公开内容可 以应用于针对不同的接入模式准则自适应地调整其无线接入模式的标准兼容通信系统和 非标准兼容通信系统。
[0025] 在SCMA中，数据通过多维码字扩展在0FDMA资源的多个时频音调上。码字的稀疏性 有助于通过使用消息传递算法(MPA)降低对复用SCMA层的联合检测的复杂性。通常，SCMA的 每层具有其特定的码本集合。低密度扩展(LDS)是SCMA的特殊情况。LDS是用于对不同数据 层进行复用的一种形式的多载波CDMA(MC-CDMA)。相比于SCMA使用多维码字，LDS使用同一 (QAM)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 (LDS-0FDM)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）。多维星座 的成形增益是SCMA相对于LDS的优点中的一个优点。针对较高阶调制的增益可能比较高，其 中，LDS的饱和编码损失大并且性能差。
[0026] SCMA是一种将数据流编码成多维码字的编码技术，数据流可以是例如二进制数据 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，这可以导致编码增益优于传统的CDMA(以及LDS) 编码。值得注意的是，SCMA编码技术使用多维码字而不是QAM符号来传送数据流。
[0027] 此外，SCMA编码通过针对不同的复用层使用不同的码本来提供多址接入，而不是 如在传统CDMA编码中常见的那样针对不同的复用层使用不同的扩展序列例如LDS中的LDS 签名。进一步地，SCMA编码通常使用具有稀疏码字的码本，这种稀疏码字使得接收器能够使 用低复杂性算法如消息传递算法(MPA)从由接收器接收的组合码字中检测出相应码字，从 而降低接收器的处理复杂性。
[0028] 图1示出了示例通信系统100。通信系统100可以支持SCMA通信。通信系统100可以 包括用作为通信控制器的演进型N 〇deB(eNB)105。通信系统100还可以包括用户设备(UE)， 例如UE 110、UE 112以及UE lUeNB 105可以包括多个传输天线和多个接收天线以利于 MHTO操作，其中，单个eNB可以同时向多个用户或者具有多个接收天线的单个用户或其组合 传输多个数据流。类似地，UE可以包括多个传输天线和多个接收天线以支持MM0操作。通 常，eNB也可以称作通信控制器、NodeB、基站、控制器等。类似地，UE还可以称作移动台、手 机、终端、用户、订户等。通信系统100还可以包括中继节点（RN) 118，RN 118能够利用eNB 105的部分资源来帮助改善通信系统100的覆盖范围和/或整体性能。
[0029]适配设备120可以针对通信系统100或通信系统100的一部分来适配接入模式。适 配设备120可以调整通信系统100或通信系统100的一部分的通信系统参数以满足接入模式 准则，以针对