一種基于資源圖樣的多用戶上行接入方法技術

本發明專利技術公開了一種基于資源圖樣的多用戶上行接入方法，包括步驟：對上行多址接入信道的帶寬資源進行正交分割，得到資源粒子組成的資源塊，并將B個所述資源塊組合在一起，得到基本調度單元；將所述基本調度單元劃分為N個資源矢量；對每個資源矢量，選K個資源圖樣組成資源圖樣組；上行接入的每個用戶從所述資源圖樣組中選擇其中之一，并根據所選資源圖樣組，在每個資源矢量上使用對應的資源圖樣和預設的編碼調制模式發送數據。本發明專利技術具有如下優點：能克服傳統正交多址接入無法充分利用信道帶寬資源的分集增益、多用戶容量增益和多用戶分集增益等缺陷，同時能夠克服傳統非正交多址接入技術聯合解碼復雜度高的缺陷。

【技術實現步驟摘要】
一種基于資源圖樣的多用戶上行接入方法
本專利技術涉及數字信息傳輸的上行多址接入
，特別涉及一種基于資源圖樣的多用戶上行接入方法。
技術介紹
典型無線數字通信系統中，基站接收端需要和覆蓋范圍內的多個上行用戶進行通信，需要解決上行多址接入信道下大規模用戶的傳輸問題。上行多址信道下傳統的多用戶傳輸方案廣泛采用正交多址接入技術，典型的正交多址接入技術包括：時分多址接入(TimeDivisionMultipleAccess，TDMA)、頻分多址接入(FrequencyDivisionMultipleAccess，FDMA)和正交頻分多址接入(OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess，OFDMA)等。本質上，正交多址接入是在離散基帶等效信道模型的符號層次對物理層信道帶寬資源進行正交分割的方法。以TDMA為例，TDMA為每個用戶分配一段時間資源(即一段傳輸時間對應的符號資源)，用于傳輸該上行用戶的信號。正交多址接入技術實現簡單、靈活，但是采用正交多址接入技術時多用戶傳輸的可達速率域受限，其上界距離上行多址接入信道的容量域上界差距較大，即多用戶聯合可達速率損失較大，不能挖掘多用戶非正交多址接入的容量增益和分集增益。另一方面，以第四代移動通信系統中的正交頻分多址接入技術為例，其在劃分信道帶寬資源時通常將連續的時域、頻域資源作為資源塊進行劃分。使用這種信道資源劃分方法不能充分挖掘可用信道帶寬資源的分集增益，導致在多用戶接入時用戶的丟包率和掉線概率顯著提升。為了最大化系統的傳輸率，網絡信息論可以證明，基于疊加編碼(SuperpositionCoding，SC)的非正交多址接入技術是最優的。為了實現最優的傳輸性能，接收端通常采用疊加編碼的一種解調解碼方式，串行干擾消除(SuccessiveInterferenceCancellation，SIC)技術。SIC需要解調解碼出某一個用戶的信號，才能解調解碼出第二個用戶的信號，依此類推。SIC使得終端算法實現、導頻設計、信道估計和系統調度復雜度隨用戶數增加而急劇上升；同時采用SIC會造成解碼延時和錯誤傳遞。綜合考慮所有用戶的疊加編碼(SuperpositionCoding，SC)，當接入用戶數目很多時，SC性能提升的效果逐漸變小，但是SC解碼復雜度卻迅速上升。同時譯碼(SimultaneousDecoding,SD)，又稱聯合譯碼(JointDecoding，JD)，是SC的另一種解調解碼方式，也可以實現最優的傳輸性能。相比于串行干擾消除(SuccessiveInterferenceCancellation,SIC)技術，同時譯碼不需要依次解出每個用戶的信息，而是采用聯合解碼的方式，通常經過迭代，可以同時解調出所有用戶的信息。所以，SD技術不存在SIC解碼延時和錯誤傳遞的缺點，但當疊加用戶數量較大時，SD的實現復雜度很高。從而傳統基于最優疊加編碼的非正交多址接入技術由于復雜度的原因很難用于大規模用戶高負載率的上行多址接入場景。
技術實現思路
本專利技術旨在至少解決上述技術問題之一。為此，本專利技術的一個目的在于提出一種基于資源圖樣的多用戶上行接入方法。為了實現上述目的，本專利技術的實施例公開了一種基于資源圖樣的多用戶上行接入方法，包括以下步驟：S1：對上行多址接入信道的帶寬資源進行正交分割，得到資源粒子組成的資源塊，并將B個所述資源塊組合在一起，得到基本調度單元；將所述基本調度單元劃分為N個資源矢量，記為V1，V2，......，VN，其中，每個資源矢量中的資源粒子個數分別為S1，S2，...，SN；S2：對每個資源矢量Vi，選K個資源圖樣組成資源圖樣組Pi,1,Pi,2,...,Pi,K，其中，資源圖樣Pi,j是集合{1,2,...,Si}的子集，其中，i∈[1,N]，j∈[1,K]，Pi,j中元素的個數為Li,j；以及S3：上行接入的每個用戶從所述資源圖樣組中選擇其中之一，并根據所選資源圖樣組，在每個資源矢量上使用對應的資源圖樣和預設的編碼調制模式發送數據。根據本專利技術實施例的基于資源圖樣的多用戶上行接入方法，能夠克服傳統正交多址接入無法充分利用信道帶寬資源的分集增益、多用戶容量增益和多用戶分集增益等缺陷，同時能夠克服傳統非正交多址接入技術聯合解碼復雜度高的缺陷。另外，根據本專利技術上述實施例的基于資源圖樣的多用戶上行接入方法，還可以具有如下附加的技術特征：進一步地，在步驟S1中，劃分資源矢量時，每個所述資源矢量由衰落條件相近的資源粒子組成。進一步地，確定步驟S2中所述資源圖樣的個數K及步驟S3所述用戶選擇的資源圖樣組的過程包括以下步驟：對于調度接入場景，設定有M個接入用戶，S2a：將步驟S2中所述資源圖樣的個數K設為用戶數M；S3a：每個用戶一一對應地從步驟S2所述優選的資源圖樣組中選擇一個資源圖樣組；對于隨機接入場景，設定有M個接入用戶，S2b：將步驟S2中所述資源圖樣的個數K設為K'；S3b：每個用戶從步驟S2所述優選的資源圖樣組中隨機選擇一個資源圖樣組。進一步地，步驟S3中所述上行接入的用戶在每個資源矢量上使用對應的資源圖樣和預設的編碼調制模式發送數據的過程包括以下步驟：S31：所述上行接入的用戶根據預設的編碼調制模式對待傳輸的信息比特進行信道編碼得到編碼比特；S32：所述上行接入的用戶對所述編碼比特根據預設編碼調制模式進行比特交織得到交織比特；以及S33：所述上行接入的用戶將所述交織比特根據所述預設的編碼調制模式和所選資源圖樣組，依次映射到資源矢量V1，V2，...，VN上。進一步地，步驟S33進一步包括：S331：所述上行接入的用戶將對應的交織比特根據所述預設的編碼調制模式映射為Li,j個符號；以及S332：所述上行接入的用戶將Li,j個符號，根據資源圖樣Pi,j，依次加載到資源矢量Vi上。進一步地，所述衰落條件相近的資源粒子為相鄰時間、相鄰子載波或相關系數高于預設值的相鄰天線所攜帶的資源粒子。本專利技術的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本專利技術的實踐了解到。附圖說明本專利技術的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：圖1是本專利技術一個實施例的基于資源圖樣的多用戶上行接入方法的流程圖；圖2是本專利技術一個實施例的基于資源圖樣進行符號加載的示意圖。具體實施方式下面詳細描述本專利技術的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本專利技術，而不能理解為對本專利技術的限制。在本專利技術的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本專利技術和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本專利技術的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。在本專利技術的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于資源圖樣的多用戶上行接入方法，其特征在于，包括以下步驟：S1：對上行多址接入信道的帶寬資源進行正交分割，得到資源粒子組成的資源塊，并將B個所述資源塊組合在一起，得到基本調度單元；將所述基本調度單元劃分為N個資源矢量，記為V1，V2，……，VN，其中，每個資源矢量中的資源粒子個數分別為S1，S2，...，SN；S2：對每個資源矢量Vi，選K個資源圖樣組成資源圖樣組Pi,1,Pi,2,...,Pi,K，其中，資源圖樣Pi,j是集合{1,2,...,Si}的子集，其中，i∈[1,N]，j∈[1,K]，Pi,j中元素的個數為Li,j；以及S3：上行接入的每個用戶從所述資源圖樣組中選擇其中之一，并根據所選資源圖樣組，在每個資源矢量上使用對應的資源圖樣和預設的編碼調制模式發送數據。

【技術特征摘要】
1.一種基于資源圖樣的多用戶上行接入方法，其特征在于，包括以下步驟：S1：對上行多址接入信道的帶寬資源進行正交分割，得到資源粒子組成的資源塊，并將B個所述資源塊組合在一起，得到基本調度單元；將所述基本調度單元劃分為N個資源矢量，記為V1，V2，……，VN，其中，每個資源矢量中的資源粒子個數分別為S1，S2，...，SN；S2：對每個資源矢量Vi，選K個資源圖樣組成資源圖樣組Pi,1,Pi,2,...,Pi,K，其中，資源圖樣Pi,j是集合{1,2,...,Si}的子集，其中，i∈[1,N]，j∈[1,K]，Pi,j中元素的個數為Li,j；以及S3：上行接入的每個用戶從所述資源圖樣組中選擇其中之一，并根據所選資源圖樣組，在每個資源矢量上使用對應的資源圖樣和預設的編碼調制模式發送數據。2.根據權利要求1所述的基于資源圖樣的多用戶上行接入方法，其特征在于，在步驟S1中，劃分資源矢量時，每個所述資源矢量由衰落條件相近的資源粒子組成。3.根據權利要求1所述的基于資源圖樣的多用戶上行接入方法，其特征在于，確定步驟S2中所述資源圖樣的個數K及步驟S3所述用戶選擇的資源圖樣組的過程包括以下步驟：對于調度接入場景，設定有M個接入用戶，S2a：將步驟S2中所述資源圖樣的個數K設為用戶數M；S3a：每個用戶一一對應地從步驟S2所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：彭克武，陳霜，宋健，張妤姝，
申請(專利權)人：清華大學，
類型：發明
國別省市：北京;11