[发明专利]一种适用于无线通信系统下行传输的多用户复用方法

说明书

本发明属于无线通信技术领域，具体是一种适用于无线通信系统下行传输的多用户复用方法。本发明方法可以使多个不同用户使用同一频段同时接收下行数据，也即基站可以同时服务多个使用相同频段的不同用户。该方法预先在基站端进行星座编码，也即将所有用户的星座点的组合映射到一个新的高阶星座。根据该星座编码规则，基站对各用户的实时数据进行组合，然后发送相应的高阶星座点。用户端对接收到的高阶信号进行检测，再进行星座解码，即逆映射，最后得到自身所需要的数据。本发明可以有效提高系统的频谱利用率。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种适用于无线通信系统下行传输的多用户复用方法。

背景技术

在多用户系统中，为了服务多个具有不同需求的用户，基站通常采用时分复用(TDM)或者频分复用(FDM)的方式来为所有用户提供服务，也即不同用户的数据被分配在不同的时隙，或者被分配在不同的频带进行传输，如图1所示。然而，当给定时频资源时，接收性能会随着用户数的急剧增加而下降。例如当系统采用TDM方式时，由于每个用户所占用的时隙会随用户数的急剧增加而急剧减小，因此接收机会受到信道频率选择性衰落的严重影响。类似的，当系统采用FDM方式时，由于每个用户所占用的频带会随着用户数的急剧增加而减小，因此接收机会受到信道时间选择性衰落的严重影响。因此，在实际中，当给定了时频资源时，系统可支持的用户数存在最大值。为了提高系统可支持的最大用户数，也即为了进一步提高系统频谱效率，需要发展新的多用户复用方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于无线通信系统下行传输的多用户复用方法，使得基站可以在下行链路中给使用同一频带的不同用户同时发送数据，从而进一步提高系统频谱利用率。

本发明提供的适用于无线通信系统下行传输的多用户复用方法，具体步骤如下：

步骤1：基站根据所有用户的星座进行星座编码，获得一个Q进制星座。

所述星座编码的过程如下：

假设一个基站需要服务K个用户，所有用户都采用M进制星座，且第k个用户的第m_k个星座点为k∈{1,2,…,K}，m_k∈{1,2,…,M}，则星座编码定义为如下一个单射：

其中表示来自K个用户的星座点的一个组合，x_q表示一个Q进制星座的第q个星座点，q∈{1,2,…,Q}，即将每一种组合映射到Q进制星座的一个星座点；由于一共有M^K种组合，因此Q＝M^K；

上述映射并不唯一，也即星座编码存在多种编码方式，下面给出其中一种具体方式。定义m_k(q)为Q×1维向量m_k的第q个元素，其中m_k定义为

1_M×N代表M×N维全1矩阵，代表kronecker积，上标^T代表取转置，则一种可行的星座编码方式定义为：

其中为Q进制移相键控(PSK)星座的第q个星座点，q∈{1,2,…,Q}，Q＝M^K，E_s为发送功率。

步骤2：基站根据星座编码方式以及所有用户的发送数据，从步骤1得到的Q进制星座中选择相应的星座点进行发送。

步骤2的具体流程为：基站首先对当前时刻所有K个用户的发送信号进行组合，得到然后根据步骤1给出的映射规则(例如式(2)所示规则)，获得对应的Q进制星座的星座点x_q，然后发送x_q。

步骤3：用户端对接收到的Q进制星座信号进行检测，得到对应的星座点。