CN107925556B

CN107925556B - 用于针对叠加传输重用现有星座的装置和方法

Info

Publication number: CN107925556B
Application number: CN201680047346.4A
Authority: CN
Inventors: K·肖伯; M·埃内斯库; M·T·科科南
Original assignee: Nokia Technologies Oy
Current assignee: Nokia Technologies Oy
Priority date: 2015-07-02
Filing date: 2016-06-28
Publication date: 2020-12-04
Anticipated expiration: 2036-06-28
Also published as: ZA201800557B; US11196608B2; KR102147027B1; US20180191549A1; EP3317995A1; EP3317995B1; WO2017002013A1; CN107925556A; KR20180022985A; EP3317995A4

Abstract

一个实施例针对一种方法，该方法包括：决定在超级星座内对至少两个用户的数据进行复用；确定所述至少两个用户之间的功率划分比；选择超级星座；并且基于所确定的功率划分比，选择形成所述至少两个用户的调制星座的叠加的所述超级星座点的子集。

Description

用于针对叠加传输重用现有星座的装置和方法

相关申请的交叉引用

本申请涉及2015年7月2日提交的美国临时专利申请No.62/187,891并且要求其优先权权益。该在先申请的全部内容通过引用整体并入本文。

背景技术

本部分旨在提供权利要求中记载的本发明的背景或上下文。在这里的描述可以包括可以被追溯的概念，但不一定是先前已经构思、实现或描述的概念。因此，除非在这里另外指出，否则本部分中描述的内容不是本申请中的说明书和权利要求的现有技术。

高级长期演进(LTE)提供了比以前的版本更高的数据速率和改进的小区容量。多用户多输入多输出(MIMO)是通过在空间域中对用户进行复用来实现的一种技术。传统上，在传统的LTE版本中，这是通过针对复用用户使用正交波束来完成的。针对用户的空间复用的另一个原则是基于非正交多址(NOMA)/多用户叠加传输(MUST)。在这种情形下，具有相同或相似的波束/预编码器的用户在相同的时间/频率资源上在功率/符号域中被复用。主要的NOMA容量增益来自于将UE与信干噪比(SINR)不平衡进行配对，这最有可能以关于它们到演进节点B(eNB)的距离来配对远端和近端用户设备(UE)而结束。

发明内容

根据第一实施例，一种方法可以包括：决定在超级星座内对至少两个用户的数据进行复用；确定所述至少两个用户之间的功率划分比；选择超级星座；以及基于所确定的功率划分比，选择所述超级星座的点的子集，所述子集形成所述至少两个用户的调制星座的叠加。

根据第二实施例，一种装置可以包括至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置至少：决定在超级星座内对至少两个用户的数据进行复用；确定所述至少两个用户之间的功率划分比；选择超级星座；以及基于所确定的功率划分比，选择所述超级星座的点的子集，所述子集形成所述至少两个用户的调制星座的叠加。

根据第三实施例，一种计算机程序产品可以包括计算机可读介质，该计算机可读介质承载体现在其中的用于与计算机一起使用的计算机程序代码，其中该计算机程序代码可以包括：用于决定在超级星座内对至少两个用户的数据进行复用的代码；用于确定所述至少两个用户之间的功率划分比的代码；用于选择超级星座的代码；以及用于基于所确定的功率划分比来选择所述超级星座的点的子集的代码，所述子集形成所述至少两个用户的调制星座的叠加。

根据第四实施例，一种装置可以包括：用于决定在超级星座内对至少两个用户的数据进行复用的部件；用于确定所述至少两个用户之间的功率划分比的部件；用于选择超级星座的部件；以及用于基于所确定的功率划分比来选择所述超级星座的点的子集的部件，所述子集形成所述至少两个用户的调制星座的叠加。

附图说明

为了更完整地理解本发明的示例实施例，现在对结合附图做出的以下描述进行参考，其中：

图1图示出了其中实施了本申请的各种示例实施例的示例通信系统。

图2图示出了两个QPSK星座如何构建叠加星座16QAM的示例。

图3图示出了分别具有0.8和0.2的功率缩放的两个QPSK星座如何构建叠加星座16QAM的另一示例。

图4图示出了根据本申请的示例实施例的可以被重用以用于对远端UE和近端UE进行复用的现有64QAM。

图5图示出了根据本申请的示例实施例的可以被重用以用于对远端UE和近端UE进行复用的现有256QAM。

图6图示出了根据本申请的示例实施例的流程图。

图7图示出了适于在实践本申请的各种示例实施例时使用的各种示例装置的简化框图。

具体实施方式

图1图示出了根据其中实施了非正交多址(NOMA)/多用户叠加传输(MUST)技术的本申请的示例实施例的示例通信系统100。示例通信系统100包括网络元件(NE)101，诸如例如连接到核心网的第三代合作伙伴计划(3GPP)宏小区演进节点B(eNB)，为了简洁起见未示出核心网。在一个示例场景中，NE 101服务于两个用户设备(UE)102和104。在该示例中，UE102可以在NE 101附近，而UE 104远离NE 101。为了NOMA容量增益的缘故，可能有必要在相同的时间/频率资源上在功率/符号域中复用这两个UE。尽管在图1中仅示出了一个NE和两个UE，但是其仅用于说明的目的，并且示例通信系统100可以包括任何数量的NE和UE。图2图示出了两个QPSK星座如何可以构建叠加星座的示例，在这种情况下叠加星座是16QAM。假设诸如例如图1的UE 102和104之类的两个UE都使用QPSK星座。用于一个UE的QPSK，用正方形表示的QPSK1，被缩放a₁，而用于另一个UE的QPSK，用圆圈表示的QPSK2，被缩放a₂。在一个示例实施例中，

可以通过将缩放的QPSK加在一起来获得叠加星座QPSK1+QPSK2，即16QAM。在一个示例实施例中，如果超级星座必须被进行格雷(Gray)标记，则上述步骤可能需要附加的星座翻转，其可以通过附加XNOR逻辑元件对输入比特执行。

注意，可以通过分离远端UE和近端UE的比特来重用现有的长期演进(LTE)星座。例如，现有的16QAM星座是功率缩放分别为0.8和0.2的两个QPSK星座的叠加星座，如图3中所描绘的。按照类似的设计，现有的16QAM、64QAM和256QAM可以被重用以用于将远端和近端UE复用为16QAM＝QPSK+QPSK，64QAM＝QPSK+16QAM，64QAM＝16QAM+QPSK，256QAM＝QPSK+64QAM，256QAM＝16QAM+16QAM，256QAM＝64QAM+QPSK。然而，上面的复用方案将保持针对调制阶数的特定组合所固定的在UE之间的功率划分。例如，在图3中所图示的16QAM＝QPSK+QPSK的情况下，功率划分比为0.8/0.2＝4。

在示例实施例中，为了在重用现有星座的同时增加功率缩放可能性，提出了一种用于比特分离的方法，其中星座的一些比特保持未使用。换句话说，只有现有的常规星座点或符号的一个子集被重用。这将在图4中所示的LTE 64QAM的示例中被演示。

图4图示出了根据本申请的示例实施例的可以被重用以用于对远端UE和近端UE进行复用的现有LTE 64QAM。在图4中，根据在此通过引用将其并入的3GPP TS36.211，用一个用于标识的索引和对应比特来标记每个符号。例如，右上点#28对应于比特001111。LTE星座被进行格雷标记，即两个相邻符号相差一个比特。在示例实施例中，建议仅重用常规星座点的子集。例如，可以采用常规的LTE 64QAM星座来支持两个QPSK星座的叠加。在图4的右上象限中，可以使用64QAM点的不同子集来形成叠加星座，在这种情况下叠加星座是16QAM。可以通过经过镜1-3对点进行镜像来构建完全叠加的星座。在一个示例实施例中，存在通过圈出图4中的点的线型进行区分的四个不同子集：由实线圈出的#[19 20 27 28]、由虚线圈出的#[1 4 25 28]、由点线圈出的#[1 3 19 17]、以点划线圈出的#[10 12 26 28]。表1中列出了这四个子集。在表中，直接映射的可能性表示：在64QAM的六个比特中，远端用户比特(用F表示)和近端用户比特(用N表示)可以直接被映射。例如，比特可以被映射为FFNNxx或FFxxNN。当映射到符号时，直接映射不需要对远端和近端用户比特流进行任何额外的逻辑处理。除了0.8/0.2＝4之外，这4个呈现的子集产生有用的功率划分比。不同的功率划分为比例公平(PF)调度器提供更多的灵活性。因此，可以借助于叠加来提高链路容量，并且同时可以保留系统的公平性。在#[1 4 25 28]的情况下，近端UE比特的直接映射是不可能的，可能需要一些额外的逻辑映射。但符号保持不变，并且这样对标准和现有的LTE基带信号生成的影响被最小化。

表1 64QAM内的QPSK星座映射的示例

注意，例如，来自表1的#[1 4 25 28]的总功率超过1，但是可以通过向现有的功率偏移集合添加恒定偏移来解决该偏移，其作为UE特定的信息目前被半静态地用信号发送给UE。可替代地，可以在子频带之间使用功率池。额外的功率可以从正交频分复用(OFDM)符号内的相邻子频带中借用。

在一个示例实施例中，在LTE 256QAM的情况下，存在更多可用于QPSK+QPSK叠加的组合。LTE 256QAM星座以及在右上象限中被表示为#[1 5 69 65]的星座点的子集的一个示例在图5中被图示出。表2列出了在256QAM内的QPSK星座映射的这个示例的属性，产生有用功率比并允许比特的直接映射。在一个示例实施例中，对于#[1 5 69 65]，比特可以被映射为FFNN0000，即比特1和2专用于远端UE，比特3和4专用于近端UE，并且比特5、6、7和8未被使用并且可以被固定为0000。

表2 256QAM内的QPSK星座映射的示例

在示例实施例中，可以将指示符发送到UE以指示将被用于叠加至少两个较低阶星座的星座。在示例实施例中，可以使用动态信令来将星座的特定子集指示为用于至少两个较低阶星座的叠加的多个选项中的一个选项。可替代地，它可以从可能的配置选项集合中盲检出来。

图6图示出了根据本申请的示例实施例的流程图。在图6的示例中，诸如例如图1的eNB 101之类的网络元件在步骤601处决定在功率/符号域中复用诸如例如图1的近端UE102和远端UE 104之类的至少两个UE。在步骤602处，NE确定至少两个UE之间的功率划分比。在步骤603处，NE选择星座。在示例实施例中，所选星座是规则间隔的星座。在一个示例实施例中，所选星座已经被采用并且在诸如LTE的标准中被指定。基于所确定的功率划分比，在步骤604处，NE选择所选星座的子集以用于至少两个UE的星座的叠加。至少两个UE的星座具有比在步骤603处选择的星座更低的阶数。

参考图7，它示出了各种示例装置的简化框图，这些装置适用于在实践本申请的各种示例实施例。在图7中，诸如例如图1的eNB101之类的网络元件NE 701适于与诸如例如图1的UE 102或UE 104之类的UE 711进行通信。UE 711包括至少一个处理器715、耦合到至少一个处理器715的至少一个存储器(MEM)714、和耦合到至少一个处理器715的适当的收发器(TRANS)713(具有发射器(TX)和接收器(RX))。至少一个MEM 714存储程序(PROG)712。TRANS713用于与NE 701的双向无线通信。

NE 701包括至少一个处理器705、耦合到至少一个处理器705的至少一个存储器(MEM)704以及耦合到至少一个处理器705的适当的收发器(TRANS)703(具有发射器(TX)和接收器(RX))。至少一个MEM 704存储程序(PROG)702。TRANS 703用于与UE 711的双向无线通信。NE 701可以被耦合到在这个图中未示出的一个或多个蜂窝网络或系统。

如图7所示，NE 701还可以包括多用户叠加传输(MUST)控制单元706。单元706与至少一个处理器705和PROG 702一起可以由NE 701结合本申请的各种示例实施例来利用，如本文所述。

如图7所示，UE 711还可以包括MUST解码器单元716。单元716与至少一个处理器715和PROG 712一起可以由UE 711结合本申请的各种示例实施例来利用，如本文所述。

假定PROG 702和712中的至少一个包括程序指令，当由相关联的处理器执行时，所述程序指令使得电子装置能够根据本公开的示例实施例进行操作，如本文所讨论的。

通常，装置711的各种示例实施例可以包括但不限于蜂窝电话、具有无线通信能力的个人数字助理(PDA)、具有无线通信能力的便携式计算机、诸如具有无线通信能力的数字照相机之类的图像捕获设备、具有无线通信能力的游戏设备、具有无线通信能力的音乐存储和回放设备、允许无线互联网访问和浏览的互联网设备、以及并入了这些功能组合的便携式单元或终端。

本公开的示例实施例可以通过由NE 701和UE 711的处理器705、715中的一个或多个处理器可执行的计算机软件或计算机程序代码来实现，或者通过硬件或者通过软件和硬件的组合来实现。

MEM 704和714可以是适合于本地技术环境的任何类型，并且作为非限制性示例可以使用任何合适的数据存储技术来实现，诸如基于半导体的存储器设备、闪存、磁存储器设备和系统、光学存储器设备和系统、固定存储器和可移动存储器。处理器705和715可以是适用于本地技术环境的任何类型，并且作为非限制性示例可以包括通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器(DSP)和基于多核处理器架构的处理器中的一项或多项。

在不以任何方式限制下面出现的权利要求的范围、解释或应用的情况下，本文所公开的一个或多个示例实施例的技术效果可能会因为对现有星座映射进行重用而易于MUST的实现。格雷标记可以被保留。另一个技术效果可以是对于每个给定的调制组合都实现了具有更多功率划分比的MUST。

本发明的实施例可以用软件、硬件、应用逻辑或者软件、硬件和应用逻辑的组合来实现。软件、应用逻辑和/或硬件可以驻留在诸如用户设备、eNB或其他移动通信设备之类的装置上。如果需要，软件、应用逻辑和/或硬件的一部分可以驻留在NE 701上，软件、应用逻辑和/或硬件的一部分可以驻留在UE 711上，并且软件、应用逻辑和/或硬件的一部分可以驻留在其他芯片组或集成电路上。在示例实施例中，应用逻辑、软件或指令集被保持在各种常规计算机可读介质中的任何一种上。在本文档的上下文中，“计算机可读介质”可以是能够包含、存储、传递、传播或传送由指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用的指令的任何介质或装置。计算机可读介质可以包括计算机可读存储介质，其可以是可以包含或存储由指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用的指令的任何介质或装置。

此处还要注意的是，虽然以上描述了本发明的示例实施例，但是这些描述不应被视为限制性的。相反，在不脱离本发明的范围的情况下可以进行多种变化和修改。

此外，用于所描述的参数的各种名称不打算在任何方面进行限制，因为这些参数可以通过任何合适的名称来标识。

如果期望，本文所讨论的不同功能可以以不同的顺序执行和/或彼此同时执行。此外，如果期望，上述功能中的一个或多个可以是可选的或者可以被组合。如此，前面的描述应该被认为仅仅是对本发明的原理、教导和示例实施例的说明，而不是对其的限制。

Claims

1.一种用于通信的方法，包括：

通过装置

决定在超级星座内对至少两个用户的数据进行复用，其中所述超级星座是较低级的至少两个星座的叠加；

确定所述至少两个用户之间的功率划分比；

选择超级星座；以及

基于所确定的所述功率划分比，选择超级星座点的子集，所述子集形成所述至少两个用户的调制星座的叠加，

其中所述至少两个用户的所述调制星座的阶数之和小于所选择的所述超级星座的调制阶数。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述至少两个用户的数据比特映射到所选择的所述子集中的所述超级星座点。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述至少两个用户中的至少一个用户的数据比特被进行格雷标记，使得所映射的每一对相邻点相差一个比特。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括向所述至少两个用户指示所选择的所述超级星座中的所选择的所述子集。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括将所复用的信号归一化到标称功率。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述超级星座可以是均匀星座。

7.一种用于通信的装置，包括：

至少一个处理器；

以及包括计算机程序代码的至少一个存储器，

其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置至少：

确定所述至少两个用户之间的功率划分比；

选择超级星座；以及

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置进一步将所述至少两个用户的数据比特映射到所选择的所述子集中的所述超级星座点。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述至少两个用户中的至少一个用户的数据比特被进行格雷标记，使得所映射的每一对相邻点相差一个比特。

10.根据权利要求7所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置进一步向所述至少两个用户指示所选择的超级星座中的所选择的所述子集。

11.根据权利要求7所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置进一步将所复用的信号归一化到标称功率。

12.根据权利要求7至11中任一项所述的装置，其中所述超级星座是均匀星座。

13.一种用于通信的装置，包括：

用于决定在复用超级星座内对至少两个用户的数据进行复用的部件，其中所述超级星座是较低级的至少两个星座的叠加；

用于确定所述至少两个用户之间的功率划分比的部件；

用于选择超级星座的部件；以及

用于基于所确定的所述功率划分比来选择超级星座点的子集的部件，所述子集形成所述至少两个用户的调制星座的叠加，

其中所述至少两个用户的调制星座的阶数之和小于所选择的所述超级星座的调制阶数。

14.根据权利要求13所述的装置，还包括：用于将所述至少两个用户的数据比特映射到所选择的所述子集中的所述超级星座点的部件。

15.根据权利要求14所述的装置，其中所述至少两个用户中的至少一个用户的数据比特被进行格雷标记，使得所映射的每一对相邻点相差一个比特。

16.根据权利要求13所述的装置，还包括用于向所述至少两个用户指示所选择的所述超级星座中的所选择的所述子集的部件。

17.根据权利要求13所述的装置，还包括用于将所复用的信号归一化到标称功率的部件。

18.根据权利要求13至17中任一项所述的装置，其中所述超级星座是均匀星座。