[发明专利]在多用户通信系统中的受控叠加编码

说明书

本申请是申请日为2004年2月19日，题为“在多用户通信系统中的受 控叠加编码”，申请号为200480010409.6的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明针对在无线通信系统中进行编码和发送的改进方法，特别 地，针对使用适合用于例如多用户通信系统中的受控叠加编码的改进 方法。

背景技术

将要描述的是在通信系统中的叠加编码。多用户通信系统包括若 干相互通信的发射机和接收机，并且可以使用一种或多种通信方法。 一般来说，多用户通信方法可被分类为两种情况之一：

(a)单个发射机与若干接收机通信，其通常被称为广播通信方法， 以及

(b)若干发射机与一个公共的接收机通信，其通常被称为多路访问 通信方法。

在通信与信息论著作中，广播通信方法通常被称为“广播信道”。 所述“广播信道”指的是在发射机和多个接收机之间的每个物理通信信 道以及由发射机进行通信而使用的通信资源。相似地，多路访问通信 方法被普遍地称为“多路访问信道”。所述“多路访问信道”指的是在多 个发射机和公共的接收机之间的物理通信信道，以及由发射机使用的 通信资源。广播通信方法通常用于实施在典型蜂窝无线系统中的下行 链路通信信道，而在这种系统中的上行链路信道通常是使用多路访问 通信方法来实施的。

多用户通信系统中的发射资源通常可以在时间、频率或代码空间 上表示。信息论表明在广播和多路访问这两种情况下，比其它通信技 术更能增加系统的容量。特别地，在相同的发射资源中，在广播通信 方法的情况下通过向多个接收机同时发射，或者在多路访问通信方法 的情况下通过允许多个发射机同时进行发射，比其它通信技术更能增 加系统的容量。在广播通信方法的情况下，用于在相同的发射资源中 向多个用户同时发射的技术也被称为“叠加编码”。

参看下述用于广播通信方法中的发射技术的讨论，叠加编码的优 势将是显而易见的。考虑单个发射机与两个接收机通信，它们的信道 可由环境高斯噪声水平N₁和N₂来描述，其中N₁＜N₂，即与第二接收 机相比，第一接收机有更强的信道。假定发射机可用的通信资源是总 带宽W，以及总功率P。发射机可以采用若干策略以与接收机通信。 图1是一个描绘了在三种不同的发射策略下，在第一和第二用户的广 播信道中可达到的速度的图形100。纵轴102表示较强的接收机的速 度，而横轴104表示较弱的接收机的速度。线106表示时分复用(TDM) 策略可达到的速度。线108表示频分复用(FDM)策略可达到的速度。 线110表示最高容量的可达到的速度。

首先，考虑在时间上，发射机在两个接收机之间多路复用的策略， 每次向一个接收机分配它所有的资源。如果由α表示与第一(较强的) 接收机通信所花费的时间部分，则可以表示两个用户可达到的速度满 足下述公式。

R1≤αWlog(1+PN1)]]>

R2≤(1-α)Wlog(1+PN2)]]>