非正交多址方法、基站及用户设备

1.本公开涉及通信系统领域，更具体地说，涉及高连接密度云无线接入网(cran)中的非正交多址(noma)。


背景技术：

2.无线通信系统，如第三代(third-generation，3g)移动电话的标准和技术是众所周知的。这种3g标准和技术是由第三代合作伙伴计划(third generation partnership project，3gpp)开发的。广泛开发第三代无线通信以支持巨型蜂窝移动电话通信。通信系统和网络已经发展成为一个宽带和移动系统。在蜂窝无线通信系统中，用户设备(user equipment，ue)通过无线连结连接到无线存取网(radio access network，ran)。ran包括一组基站(base station，bs)，为处于基站覆盖的小区中的使用者设备提供无线连结，及一个与核心网络(cn)的接口，提供整体网络控制。可以理解的是，ran和cn各自执行与整个网络有关的功能。第三代合作伙伴计划开发了所谓的长期演进(long term evolution，lte)系统，即演进的通用移动电信系统地面无线存取网络(evolved universal mobile telecommunication system territorial radio access network，e-utran)，用于移动存取网络，其中一个称为演进的nodeb(enodeb或enb)的基站支持一个或多个巨型小区。最近，lte正进一步向所谓的5g或新空口(new radio，nr)系统发展，其中一个或多个小区由被称为gnb的基站支持。
3.随着智能设备的激增和高容量要求的新服务的兴起，无线网络在技术和商业模式方面正面临着一系列全新的挑战。
4.事实上，下一代移动网络必须通过不同的关键绩效指标(key performance indicator，kpi)满足多样化的需求，5g移动网络能实现三大类新兴业务：增强型移动宽带(enhanced mobile broadband，embb)、超可靠和低延迟通信(ultra-reliable and low-latency communication，urllc)和大规模机器型通信(massive machine type communication，mmtc)。
5.目前的移动网络架构已被证明不足以满足5g服务的需求。事实上，前几代网络是专门为满足语音和传统移动宽带服务的要求而设计的。由于5g网络有望提供多样化的业务，支持lte和无线局域网(wlan)等现行标准，并协调不同的站点类型，因此需要更灵活和分布式的服务驱动型架构。


技术实现要素：

6.本公开的一个目的是提出一种noma方法、一种基站和一种用户设备。
7.本公开的第一方面提供了一种非正交多址(non-orthogonal multiple access，noma)方法，可在基站的中央控制器中执行，包括：
8.通过一组m个分布式无线电节点接收来自一组v个用户设备(ue)的无线信号，其中v和m为正整数；
9.估计该组v个用户设备中每个用户设备的信号质量；
10.根据该组v个用户设备中每个用户设备的所述估计信号质量，将该组v个用户设备分类至高信号质量子组和低信号质量子组；及
11.使用多用户干扰消除方案以解码属于所述低信号质量子组的用户设备的无线信号；及
12.解码属于所述高信号质量子组的用户设备的无线信号，而无需使用所述多用户干扰消除方案。
13.本公开的第二方面提供了一种非正交多址方法，可执行于用户设备(user equipment，ue)中，包括：
14.获得一组分布式无线电节点的无线信号的多个功率域测量值；
15.从所述多个功率域测量值获得所述用户设备的功率域特征值；及
16.传输所述功率域特征值，用于与所述用户设备相关联的多址程序。
17.本公开内容的第三方面提供一种基站，包括：
18.收发器；及
19.处理器，与所述收发器连接并配置用于执行下列步骤，包括：
20.通过一组m个分布式无线电节点接收来自一组v个用户设备(ue)的无线信号，其中v和m为正整数；
21.估计该组v个用户设备中每个用户设备的信号质量；
22.根据该组v个用户设备中每个用户设备的所述估计信号质量，将该组v个用户设备分类至高信号质量子组和低信号质量子组；及
23.使用多用户干扰消除方案解码属于所述低信号质量子组的用户设备的无线信号；及
24.解码属于所述高信号质量子组的用户设备的无线信号，而无需使用所述多用户干扰消除方案。
25.本公开的第四方面提供了一种用户设备(user equipment，ue)，其特征在于，包括：
26.收发器；及
27.处理器，与所述收发器连接，并配置用于执行下列步骤，包括：
28.获得一组分布式无线电节点的无线信号的多个功率域测量值；
29.从所述多个功率域测量值获得所述用户设备的功率域特征值；及
30.传输所述功率域特征值，用于与所述用户设备相关联的多址程序。
31.所公开的方法可以在芯片中实现。该芯片可以包括处理器，被配置成调用和运行存储在存储器中的计算机程序，以使其安装所述芯片的设备执行所述所公开的方法。
32.所公开的方法可以被编程为存储在非瞬时计算机可读介质中的计算机可执行指令。非瞬时计算机可读介质，当加载到计算机时，指示所述计算机的处理器执行所述所公开的方法。
33.该非瞬时计算机可读介质可包括来自以下组的至少一种：硬盘、cd-rom、光存储设备、磁性存储设备、只读存储器、可编程只读存储器、可擦除可编程只读存储器(erasable programmable read only memory，eprom)电可擦除可编程只读存储器和闪存。
34.所公开的方法可以被编程为计算机程序产品，使计算机执行所述公开的方法。
35.所公开的方法可以被编程为计算机程序，使计算机执行所述公开的方法。
36.有利效果：
37.本发明在超密集cran中实现了免授权(grant-free)上行链路功率域noma，同时提高了网络性能。所公开的发明可以通过计算机程序实现可由计算机化设备执行，并且可以存储在存储器或存储介质中，当加载到所述设备时，指示所述设备的处理器执行所述的方法。
38.本发明优化了所述云无线接入网(cran)和noma的组合，以解决所述两种技术的缺点，并实现对ue(例如mtc设备)的免授权访问。本发明的关键部分包括利用cran架构的相当大的宏分集(macro diversity)，以解决所述功率域noma的困难。所述提出的功率控制和检测权重优化均基于所述的cran宏分集。所提出的检测权重优化可以避免需要由网络分配功率控制，并通过减少干扰消除的工作量来优化noma接收器。
附图说明
39.为了更清楚地说明本公开或相关技术的所述实施例，下面将对所述实施例进行简要介绍。显然，所述附图仅仅是本公开内容的一些实施例，在该领域具有普通技术人员的人可以根据这些数字获得其他数字，而无需支付所述前提。
40.图1是显示电信系统的示意图。
41.图2是显示具有基带单元池、远程无线电头和ue的cran的示意图。
42.图3是显示根据本公开的实施例在ue侧执行的noma方法的示意图。
43.图4是显示根据本公开实施例在上行链路接收端执行的noma方法的示意图。
44.图5是显示所提出的开环功率控制方法对不同优先级/可靠性(priority/reliability，p/r)系数的频谱效率(spectral efficiency，se)的影响示意图。
45.图6是显示根据本公开内容的另一实施例在上行链路接收端执行的noma方法的示意图。
46.图7是显示作为两个现役的ue设备的作为sic解码秩的函数的误比特率的示意图。
47.图8是显示作为具有四个现役的ue设备的作为sic解码秩的函数的误比特率的示意图。
48.图9是显示根据本公开实施例的无线通信系统的框图。
具体实施方式
49.本公开的实施例参照附图，结合技术事项、结构特点、实现目的和效果作如下详细描述。具体地，本公开实施例中的术语仅用于描述特定实施例的目的，而非对本公开加以限制。
50.利用软件定义网络(software-defined networking，sdn)和网络功能虚拟化(network functions virtualization，nfv)，云网络架构可以通过各种关键绩效指标(key performance indicator，kpi)有效地处理所述多样化的5g服务。已经有提出了具有灵活基站功能拆分选项的云无线接入网络(cloud radio access network，cran)，以解决传统网络架构的局限性。
memory，ram)、闪存、存储卡、存储介质和/或其它存储设备。所述各收发器13a、13b、203a和303可以包括基带电路和射频(radio frequency，rf)电路来处理射频信号。当所述实施例在软件中实现时，本文的所述技术可以使用执行本文所述的功能的模块、单元、程序、功能、实体等来实现。模块可以存储在存储器中，并由所述处理器执行。存储器可以在处理器内部实现或所述处理器的外部，其中这些存储器可以通过所述技术中已知的各种手段与所述处理器进行通信耦合。
67.网络实体设备300可以是cn中的节点。cn可以包括lte cn或5g核心(5g core，5gc)，其中包括用户面功能(user plane function，upf)，会话管理功能(session management function，smf)，移动性管理功能(mobility management function，amf)，统一数据管理(unified data management，udm)，策略控制功能(policy control function，pcf)，控制平面(control plane，cp)/用户面(user plane，up)分离(cups)，身份验证服务器(authentication server，ausf)，网络切片选择功能(network slice selection function，nssf)和所述网络暴露功能(network exposure function，nef)。
68.参照图2，基站200b是所述基站200a的实施例，包括中央控制器(central controller，cc)210、接入点211-1、211-2、...和211-m。m是正整数。所述中央控制器210可以实现为中央单元(central unit，cu)，并且可以包括bbu，例如bbu 204a，与所述接入点(access point，ap)211-1、211-2、...和211-m。所述每接入点211-1、211-2、...和211-m可以实现整合进入无线电节点、远程单元(remote unit，ru)或远程无线电头(remote radio head，rrh)中，并且可以包括发送和接收点(transmission and reception point，trp)。接入点211-1、211-2、...和211-m可能位于不同的位置。
69.所述中央控制器210通过一组m个分布式无线电节点接收来自v个用户设备(ue)的组100b的无线信号。v是正整数。该组v个用户设备包括用户设备10-1、10-2、10-3和...10-v。用户设备10-1、10-2、10-3和...10-v可能位于不同的位置。
70.所考虑的技术问题属于cran系统中所述高密度连接和非正交多址(noma)领域。例如，在时分双工(time division duplex，tdd)模式下运行的cran网络，其中信道估计通过上行链路先导传输执行。
71.每个相干时隙(coherence slot)在两个上行链路训练实例之间分开，使用正交上行链路前导码(pilot)，上行链路和下行链路数据传输。本公开的一个实施例处理从v个ue到m个单天线接入点(ap)的上行链路。在每个时隙中，每个ap独立执行上行链路信道估计。
72.所述ap 211-1、211-2、...和211-m个分布在覆盖区域内，并由所述中央控制器210管理，该中央控制器包含集中式基带单元(bbu)池并处理物理层和介质访问控制(mac)层的操作，例如数据解码和编码、调度和功率分配。所述ap通过称为前传(fronthaul)的高性能传输链路连接到所述中央控制器210。前传可以通过光缆或高带宽无线信道实现。图2中的系统包括所述基站200b和所述ue是cran的简化示例。所述ap 211-1、211-2、...和211-m执行信道估计和所述链路级传输链，直到达成等化。所述中央控制器210执行信号解码、编码、调制、解调、调度和mac层操作。
73.本发明主要包括两部分，即基于功率差优化的开环上行链路功率控制和新型接收器方案。
74.cran中noma的开环上行链路电源控制：
75.所述公开方法的开环上行链路电源控制的步骤由用户设备执行。同样，所述用户设备组中的每个用户设备10-1、10-2、10-3和...10-v可以执行所述公开方法的开环上行链路功率控制。所述用户设备可能包括mtc设备，但不限于此。每个用户设备都会调整发射功率，以便所述用户设备在所述最佳信道条件下补偿至三个ap的所述路径损耗。所得到的上行链路传输功率可以等价地在所述中央控制器210上从所述用户设备10-1、10-2、10-3和...10-v的上行链路训练信号推导得到。
76.参照图3，非正交多址方法由用户设备执行，例如用户设备10a或用户设备10b。所述用户设备10a和用户设备10b是所述用户设备10-1、10-2、10-3和...10-v中用户设备的例子。同样，所述用户设备组中的每个用户设备10-1、10-2、10-3和...10-v可以执行图3中所述非正交多址方法。
77.所述用户设备从一组分布式无线电节点的无线信号获得功率域测量值(框310)。例如，所述用户设备从第一无线电节点获得参考信号功率值从第二无线电节点获得参考信号功率值并从第三无线电节点获得参考信号功率值下标u在所述和中表示所述用户设备为用户设备u。
78.对来自所述分布式无线电节点组的无线信号的功率域测量值包括所述参考信号功率值和参考信号功率值表示来自无线电节点的参考信号的功率。在所述ap 211-1、211-2、...和211-m的组中，所述第一无线电节点、所述第二无线电节点和所述第三无线电节点是相对于所述用户设备u具有较强信号强度的三个无线电节点。尽管所述用户设备u从所述示例中的三个无线电节点取得参考信号功率值，但所述用户设备u可以从所述ap 211-1、211-2、...和211-m中的二个、三个或更多的无线电节点取得参考信号功率值。
79.所述用户设备从所述功率域测量值中获得所述用户设备的功率域特征值(框311)。在本公开的实施例中，所述用户的所述功率域特征值表示为对于所述用户设备u的ρu，并从以下公式得到：
[0080][0081][0082]
其中αu表示基于优先级的系数，0≤αu≤1；
[0083]
是一功率偏差，用于控制上行链路发射功率如何作为所述基于优先级的系数αu的函数而变化；
[0084]
ρ
ulmax
表示所述用户设备u的最大上行链路功率。因此，所述用户设备的所述功率域特征值是根据所述用户设备的优先级来调节的。
[0085]
在本公开的实施例中，所述其中与αu之间的星号"*"是乘法运算符。所述用户设备发送所述功率域特征值用于与所述用户设备相关联的多址程序(块312)。在公开的实施例中，所述用户设备将所述功率域特征值传送给所述ap 211-1、211-2、...和211-m。
[0086]
本发明的第一部分集中在所述上行链路功率控制上，这在功率域noma应用中尤其
重要。本发明提出了一种基于三维功率域三角测量的开环上行链路功率控制。尽管所述用户设备从所述示例中的三个无线电节点取得参考信号功率值，但所述用户设备可以从所述ap无线电节点211-1、211-2、...和211-m中的两个无线电节点、四个无线电节点或多个取得所述参考信号功率值，并且从所述参考信号功率值获取并传输所述功率域特征值。
[0087]
基于所述最后得到的功率，即所述用户设备10-1、10-2、10-3和...10-v的功率域特征值，所述中央控制器210推导出将在所述接收中使用的检测权重。所述检测权重可称为加权通道增益。除了使用最大比率组合(maximum ratio combining，mrc)之外，所述中央控制器210还采用在所有ap上接收到的设备特定的加权向量，应用于所述用户设备10-1、10-2、10-3和...10-v的无线信号。这些设备与ap特定的权重应用于所述用户设备10-1、10-2、10-3和...10-v的无线信号所代表的已接收的编码数据。对于每个用户设备，都推导出了所述权重，以便使所述相对于干扰的功率差异最大化，从而在解码时提高sinr，即使干扰消除最小。实际上，对于每个设备，所述权重用于确定ap的优先级，以便改进解码条件。
[0088]
所提出的功率控制旨在必要时确保传输侧的功率差，并实现免授权访问。由于所述的功率域多址取决于功率分配，在本公开的一些实施例中，可以将更多的功率分配给具有高优先级或低链路可靠性的用户设备。
[0089]
所述用户设备10-1、10-2、10-3和...10-v中的每一个用户设备侦听所述三个最强ap的参考信号(reference signal，rs)，并测量从每个ap接收的rs功率，由和表示。所述用户设备u获得由向量表示的这些测量值。然后，所述用户设备u根据所述公式(1)计算作为其测量向量的模数(module)。
[0090]
所述用户设备10-1、10-2、10-3和...10-v中每个用户设备的上行链路发射功率ρu根据所述公式(2)以dbm为单位计算得出。
[0091]
这里0≤αu≤1表示基于真实性或基于优先级的系数。可以按0.1的步骤将其设置为从0.0到1.0。是一功率偏差，用于控制所述上行链路发射功率如何坐为所述优先级/可靠性系数的函数而变化。在特定情况下，所述函数定义为常数ρ
ulmax
是最大上行链路功率。和αu之间的星号"*"是标准乘法运算符。
[0092]
这种功率控制可确保地理位置较近的用户设备使用的发射功率作为一个函数，仅因其优先级/可靠性(p/r)系数而有所不同。这意味着，具有相似优先级/可靠性指标的位置紧密的用户设备可能会使用大约相同的上行链路传输功率。这导致在接收端中使用noma时吞吐量的公平分配。另一方面，如果一个以较高优先级或较低可靠性为特征的用户设备可能会使用更高的功率，从而在对该特定用户设备使用noma时增加吞吐量。所提出的所述功率控制的影响如图5所示。
[0093]
如果无法取得优先级/可靠性系数，则所述用户设备10-1、10-2、10-3和...10-v可以采用随机产生的功率偏差。所述用户设备10-1、10-2、10-3和...10-v在位置较近的用户设备之间产生功率差，而没有实际指标(metric)来区分其流量(traffic)。
[0094]
针对cran中的功率域noma优化接收器：
[0095]
所述发明的一个实施例使得能够非正交地访问大量mtc设备，同时使用利用cran中所述固有宏分集的降低复杂性接收器。noma的所述主要缺点之一是接收器的复杂性。sic
接收器通常用于功率域noma。这种接收器还有另一个关键缺点，即错误传播(error propagation)。
[0096]
所述发明的一个实施例通过利用cran系统中的宏分集来解决所述问题，以实现简单的线性检测，并在可能的情况下，减少干扰消除迭代。
[0097]
参考图4，在所述基站200b的所述中央控制器210中执行非正交多址方法。所述中央控制器210通过该组m个分布式无线电节点(包括ap 211-1、211-2、...和211-m，接收改组v个用户设备的无线信号(块410)。所述v个用户设备可以包括所述用户设备10-1、10-2、10-3和...10-v。所述中央控制器210估计该组v个用户设备中每个用户设备的信号质量(方块411)，并根据该组v个用户设备中所述每个用户设备的所述估计的信号质量，将该组v个用户设备分类至高信号质量子组和低信号质量子组(块412)。该组v个用户设备中用户设备的信号质量是从u所述用户设备的功率域特征值获得的，并且所述功率域特征值是基于与所述用户设备u相关的宏分集确定的。在一个实施例中，所述信号质量可以包括信号与干扰加噪声比(sinr)，并且所述的分类是基于sinr阈值进行的分类。或者，所述信号质量可以包括信噪比(signal to noise ratio，snr)、参考信号接收功率(reference signal receiving power，rsrp)、参考信号接收质量(reference signal received quality，rsrq)、无线电链路质量(radio link quality，rlq)、接收信号强度指示(received signal strength indication，rssi)或信道质量指示器(channel quality indicator，cqi)之一。在一个实施例中，当该组v个用户设备中的一个用户设备正在所述分类处理中时，所述中央控制器210在所述正在处理中的用户设备的信号质量大于信号质量阈值时，将处理中的所述用户设备分类为所述高信号质量子组，当所述用户设备的信号质量不大于所述信号质量阈值时，将所述正在处理中的用户设备归类为所述低信号质量子组。或者，当该组v个用户设备中的一个用户设备正在所述分类处理中时，所述中央控制器210在所述正在处理中的用户设备的信号质量不小于信号质量阈值时，将处理中的所述用户设备分类为所述高信号质量子组，当所述用户设备的信号质量小于所述信号质量阈值时，将所述正在处理中的用户设备归类为所述低信号质量子组。
[0098]
所述中央控制器210使用多用户干扰消除方案解码属于所述低信号质量子组的用户设备的无线信号(框413)，并且解码属于所述高信号质量子组的用户设备的无线信号，而无需使用所述多用户干扰消除方案(框414)。所述多用户干扰消除方案可以包括连续干扰消除(sic)或并行干扰消除(pic)方案之一。
[0099]
所述中央控制器210可以获取该组v个用户设备中每个用户设备的检测权重，并根据所述低信号质量子组中每个用户设备的检测权重将所述低信号质量子组中的用户设备聚类成集群(cluster)。可以使用k均值聚类来执行聚类。所述中央控制器210可以通过减去与特定用户设备相同的集群中的其它一个或多个用户设备的无线信号来解码属于所述低信号质量子组中的所述特定用户设备的无线信号。
[0100]
在本发明的一个实施例中，所述中央控制器210通过对所述多个ap的天线的加权相干检测，在所述接收端上进一步在不同用户设备信号之间产生功率差。与所述用户设备10-1、10-2、10-3和...10-v相关联的权重，是从基于图形的优化来产生的，以增加在所述功率域中所述用户设备10-1、10-2、10-3和...10-v之间的距离。
[0101]
所述中央控制器210仍然可以使用sic作为上行链路接收器，例如所述bbu 204a中
的所述收发器203a和所述处理器201a。除了性能改进之外，所述中央控制器210对所述用户设备应用不同的检测权重，用于非正交多址访问，以减少sic迭代。这是因为在所述ap上应用所述检测权重后，增加了所述功率域中的用户设备之间的距离。
[0102]
在许多用户设备位置很近的一些情况下，仍然需要sic。通过利用前面提出的上行链路功率控制，使用所述sic接收器的每个用户设备的可实现速率则取决于所述用户设备的功率偏差，该偏差是基于所述用户设备的优先级或链路可靠性。因此，即使具有所述公开方法的开环功率控制和免授权访问，所述网络也可以在所述功率域中以增强的公平性调度用户设备。
[0103]
如前所述，用户设备v与权重向量γv＝[γ
v1
，
…
，γ
vm
]相关联，类似地，用户设备u与权重向量γu＝[γ
u1
，
…
，γ
um
]相关联，0≤γ
um
≤1，该变量m是表示在该组ap 211-1、211-2、...和211-m中的一个ap的索引。0≤m≤m。变量u和v用于作为两个用户设备索引。v是表示该组v个用户设备中用户设备v索引的变量，所述权重γ
vm
表示所述apm相对于所述用户设备v在检测来自所述用户设备v的无线信号方面的重要性值。u是表示该组v个用户设备中用户设备u索引的变量，所述权重γ
um
表示无线电节点m相对于所述用户设备u在检测来自所述用户设备u的无线信号时的重要性值。用户设备与v所述用户设备u不同。
[0104]
所述中央控制器210使用所述权重向量来检测所述用户设备10-1、10-2、10-3和...10-v的无线信号。所述权重向量是使用功率域优化框架推导出来的。所述中央控制器210使用在所述接收器处的这些权重来为每个用户设备增加所述无线信号与干扰之间的功率差。这些权重可以解释为所述功率域中的投影。因此，在功率域子空间中检测到来自每个用户设备的无线信号，其中所述用户设备实现了与其他干扰用户设备间的最佳功率差。
[0105]
由于功率域noma依赖于所述功率域中用户设备的差异，因此会最大化用户设备之间的功率差异。由于所述网络，如所述基站200b，不干预所述功率控制，增加所述功率差将在所述接收端通过加权相干检测(weighted coherent detection)在所述中央控制器210中完成。
[0106]
所述功率域优化的包括密度最小化问题，可以说明如下：
[0107][0108][0109]
其中，v是表示该组v个用户设备中用户设备v索引的变量；
[0110]
是所述用户设备u和所述无线电节点m之间的估计信道系数；
[0111]
是所述用户设备v和所述无线电节点m之间的估计信道系数；
[0112]
‖ ‖是欧几里得模(euclidian norm)；
[0113]
θu是所述用户设备u的信号质量阈值；
[0114]
[0115]
ρ
ulmax
表示所述用户设备u的最大上行链路功率；
[0116]
用于来自第一无线电节点的参考信号功率值来自第二无线电节点的参考信号功率值及来自第三无线电节点的参考信号功率值
[0117]
αu表示基于优先级的系数，0≤αu≤1；及
[0118]
是一功率偏差，用于控制上行链路发射功率如何作为所述基于优先级的系数αu的函数而变化；
[0119][0120]
ρ
ulmax
代表所述用户设备v的最大上行链路功率；
[0121]
对于来自所述第一无线电节点的参考信号功率值来自所述第二无线电节点的参考信号功率值及来自所述第三无线电节点的参考信号功率值
[0122]
αv表示基于优先级的系数，0≤αv≤1；及
[0123]
是一功率偏差，用于控制上行链路发射功率如何作为所述基于优先级的系数αv的函数而变化。
[0124]
所述中央控制器210基于密度最小化问题确定所述用户设备u的检测权重。
[0125]
在所述接收端，所述中央控制器210使用所述推导出来的权重来表征所述每个ap在检测来自用户设备的无线信号时的重要性。apm从所述用户设备u接收的上行链路无线信号由下式给出：
[0126][0127]
其中，g
um
是所述用户设备u与所述apm之间的信道系数；nm是噪声功率；xu是从所述用户设备u传输的无线信号；及v是该组v个用户设备。为了检测用户u的所述信号，所述中央处理单元除了在每个ap处进行共轭波束形成外，还应用了所述优化的检测权重。
[0128]
虽然所述提出的功率控制能够根据所述用户设备的流量优先级或链路可靠性来区分位置紧密的用户设备，但仍可能发生用户设备之间低功率域距离。这引出了消除干扰的需要。然而，并非所有用户设备都执行sic，因为所述检测权重可以促成所述所需的功率差。因此，sic仅在与用户设备的低功率域距离相关的条件下触发，所述低功率域距离的特征是可实现的平均sinr的下限。
[0129]
图6显示所述公开的noma方法的一个实施例。参照图6，多个用户设备根据所公开的三角测量功率控制调制发射功率(框510)。所述中央控制器210为所述用户设备10-1、10-2、10-3
…
和10-v中的每一个导出检测权重(块511)。
[0130]
所述中央控制器210在应用加权最大比率组合(weighted maximum ratio combining，mrc)后估计每个用户设备的sinr，并形成一个称为高信号质量子组的用户设备集δ，和另一个称为低信号质量子组的用户设备集(块512)。例如，所述中央控制器210计
算在所述加权mrc(sinrv)后所述用户设备v∈v的估计sinr，记作sinrv，如果sinrv≥θ则将用户设备v添加到表示所述高信号质量子组的集合δ中，并且如果sinrv《θ则将用户设备v添加到表示所述低信号质量子组的集合中。也就是说，所述集合δ中的多个用户设备具有sinrv≥θ，其中θ是正确解码所述信号所需的sinr阈值。未验证所述sinr下限准则的用户设备被分配给集合所述集合中的多个用户设备具有sinrv《θ。
[0131]
所述中央控制器210在不干扰消除的情况下解码所述高信号质量子组中所述多个用户设备的无线信号(块513)。当对所述高信号质量子组δ中所有用户设备的所述信号进行解码时，所述中央控制器210将所述集合δ中的一个特定用户设备作为所述用户设备v，并根据以下公式从所述用户设备v的无线信号获得解码信号
[0132][0133]
其中，所述检测权重γ
vm
表示所述无线电节点m相对于所述用户设备v在检测来自所述用户设备v的无线信号方面的重要性值；及
[0134]
是用户设备和v所述无线电节点m之间的估计信道系数。
[0135]
所述中央控制器210通过在所述集合δ中获取另一个用户设备v作为所述用户设备来迭代所述步骤。
[0136]
所述中央控制器210根据所述mtc设备的检测权重将所述低信号质量子组中的多个用户设备进行聚类分组成集群(块514)。所述中央控制器210将所述集合中的一个用户设备作为所述用户设备v，根据所述检测权重将所述集合中所述用户设备v进行聚类，并通过将所述集合中的另一个用户设备作为所述用户设备v来迭代所述步骤，从而将所述集合中的多个用户设备聚类成l个集群。l是正整数。在此步骤中，k均值(k-mean)可用于进行聚类。
[0137]
所述中央控制器210使用基于检测权重的集群的干扰消除来解码所述低信号质量子组中所述多个用户设备的无线信号(块515)。对于中的每个用户设备，所述中央控制器210在解码所述用户设备的无线信号之前，通过减去所述同一集群中的用户设备的无线信号，以应用sic。当检测在第k个集群ck中所述用户设备的所述信号时，所述中央控制器210根据所述多个用户设备的权重排列所述多个用户设备。在所述第k个集群ck中排列的多个用户设备中，具有位置在秩(i)的给定的所述用户设备v中的无线信号，通过减去其他用户设备的无线信号进行解码，以生成所述用户设备v的解码信号进行解码，以生成所述用户设备v的解码信号
[0138]
其中δ代表所述高信号质量子组；
[0139]gwm
是用户设备w和所述无线电节点m之间的信道系数；
[0140]
w是一个用户设备索引，表示属于所述集合的用户设备w；及
[0141]
是从所述用户设备w传输的无线信号。
[0142]
秩(i)是指在所述排列的多个用户设备中一个用户设备的秩。所述中央控制器210通过在所述集合中将所述第k个集群ck中的另一个用户设备作为所述用户设备v来迭代所述步骤。
[0143]
图7显示所述数值模拟的结果，该结果显示了提出的本发明可以提供的增益。该模拟比较了具有传统sic接收器和所述公开的功率域noma的非正交多址接收器的性能。该模拟利用包含40个单天线接入点的分布式天线系统，该系统为4个共享所述相同时频资源的用户设备或移动站(mobile station，ms)提供服务。多个ap和多个用户设备分布在半径为100m的圆盘范围内。所提出的上行链路功率控制采用随机产生的功率偏差
[0144]
图7显示多个用户设备可达到的平均误比特率作为其解码秩的函数，仅具有两个现役的用户设备的比较。使用本公开可以获得对所述误比特率的显著改进。这增益来自所述优化的接收器，该接收器利用了所述分布式天线系统的宏分集。所提出的接收器应用ap和用户特定权重来增强干扰和有用信号之间的功率差。
[0145]
图8显示当所有用户设备都处于现役状态时，多个用户设备可达到的平均误比特率作为其解码秩的函数的比较。同样，使用本公开可以获得对所述误比特率的显着改进。虽然所述整体错误率由于连接密度的增加而恶化，但所述发明可以有效地应对更高的干扰。
[0146]
图9是根据本公开的一个实施方式的用于无线通信的示例系统700的框图。此处描述的实施方式可以使用任何适当配置的硬件和/或软件实现到系统中。图9举例说明了所述系统700包括射频(radio frequency，rf)电路710、基带电路720、处理单元730、存储器/储存器740、显示器750、照相机760、传感器770和输入/输出(input/output)接口780，如图所示相互耦接。所述处理单元730可以包括一个电路，例如，但不限于，一个或多个单核或多核处理器。所述处理器可包括通用处理器和专用处理器的任何组合，如图形处理器、应用处理器。所述处理器可与所述存储器/储存器耦接，并被配置为用于执行存储在所述存储器/储存器中的指令，以使各种应用程序和/或操作系统在所述系统上运行。
[0147]
所述基带电路720可以包括诸如但不限于一个或多个单核或多核处理器的电路。所述处理器可以包括基带处理器。所述基带电路可以处理各种无线电控制功能，使其能够通过所述射频电路与一个或多个无线电网络通信。所述无线电控制功能可包括但不限于信号调制、编码、解码、无线电频率转移等。在一些实施方式中，所述基带电路可以提供与一种或多种无线电技术兼容的通信。例如，在一些实施方式中，所述基带电路可以支持与5g nr、lte、进化的通用地面无线电接入网(evolved universal terrestrial radio access network，eutran)和/或其他无线城域网(wireless metropolitan area network，wman)、无线局域网(wireless local area network，wlan)、无线个人区域网络(wireless personal area network，wpan)的通信。所述基带电路被配置为支持一种以上无线协议的无线电通信的实施方式可被称为多模式基带电路。
[0148]
在各种实施方式中，所述基带电路720可以包括与不被严格视为基带频率的信号一起操作的电路。例如，在一些实施方式中，基带电路可以包括与具有中间频率的信号一起操作的电路，所述中间频率位于基带频率和无线电频率之间。所述射频电路710可以通过非固体介质使用调制的电磁辐射实现与无线网络的通信。在各种实施方式中，所述射频电路
可包括开关、滤波器、放大器等，以促成与无线网络的通信。在各种实施方式中，所述射频电路710可以包括用于操作不被严格认为处于射频的信号一起工作的电路。例如，在一些实施方式中，射频电路可以包括与具有中间频率的信号进行操作的电路，所述中间频率在基带频率和射频之间。
[0149]
在各种实施方式中，上面讨论的关于用户设备(ue)、enb或gnb的发射器电路、控制电路或接收器电路可以全部或部分地体现在射频电路、基带电路和/或处理单元中的一个或多个。如本文所使用的，"电路"可指如下、下列的一部分、或包括执行一个或多个软件或固件程序的应用专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、电子电路、处理器(共享、专用或组)和/或存储器(共享、专用或组)、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其他合适硬件组件。在一些实施方式中，所述电子装置电路可在一个或多个软件或固件模块中实现，或与电路相关的功能可由一个或多个软件或固件模块实现。在一些实施方式中，所述基带电路、处理单元和/或所述存储器/储存器的部分或全部组成部件可以一起在片上系统(system on a chip，soc)上一起实现。所述存储器/储存器740可用于加载和存储例如用于系统的数据和/或指令。一个实施方式的存储器/储存器可以包括合适的易失性存储器(例如动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram))和/或非易失性存储器(例如闪存)的任何组合。
[0150]
在各种实施方式中，所述i/o接口780可以包括一个或多个设计为使用户能够与系统交互的用户接口和/或设计为使外围部件能够与系统交互的外围部件接口。用户接口可以包括但不限于物理键盘或小键盘、触摸板、扬声器、麦克风等。外围部件接口可包括但不限于非易失性存储器端口、通用串行总线(universal serial bus，usb)端口、音频插孔和电源接口。在各种实施方式中，所述传感器770可以包括一个或多个传感装置，以确定与系统相关的环境条件和/或位置信息。在一些实施方式中，所述传感器可以包括但不限于陀螺仪传感器、加速度计、接近传感器、环境光传感器和定位单元。所述定位单元也可以是基带电路系统和/或rf电路系统的一部分或与之交互，以与定位网络(例如全球定位系统(gps)卫星)进行通信。
[0151]
在各种实施方式中，所述显示器750可以包括显示器，例如液晶显示器和触摸屏显示器。在各种实施方式中，所述系统700可以是移动计算设备，例如，但不限于膝上型计算机设备、平板计算机设备、上网本、超极本、智能手机等。在各种实施方式中，所述系统可以有更多或更少的部件和/或不同的架构。在适当的情况下，本文所描述的方法可以实现为计算机程序。所述计算机程序可以存储在存储介质上，例如非暂时性存储介质。
[0152]
本公开的实施方案是可以在3gpp规范中采用的技术/流程的组合，以创建最终产品。
[0153]
本领域的普通技术人员理解，本公开的实施方式中描述和公开的每个单元、算法和步骤都是使用电子硬件或计算机和电子硬件的软件组合来实现。这些功能是在硬件中运行还是在软件中运行，取决于技术方案的应用条件和设计要求。本领域的普通技术人员可以使用不同的方式来实现每个具体应用的功能，而这种实现方式不应超出本公开的范围。本领域普通技术人员可以理解，由于上述系统、装置和单元的工作程序基本相同，因此可以参考上述实施方式中的系统、装置和单元的工作程序。为了便于描述和简化，将不详述这些工作程序。
[0154]
可以理解的是，可以通过其他方式实现本发明的实施方式中所公开的系统、装置和方法。所述实施方式只是示例性举例说明的。对于所述提及的单元的划分仅仅是基于逻辑功能的划分，而在实现时还可以有其他划分方式。有可能多个单元或元件被结合或整合到另一个系统。也有可能一些特征被省略或略过。另一方面，上述说明的或讨论中的相互耦合、直接耦合或通信耦合是通过一些端口、装置或单元实现耦合，无论是间接地还是通过电子、机械或其他种类的形式进行通信实现耦合。
[0155]
对于上述提及的单元作为用于解释的分离元件可以是物理分离的或不是物理分离的元件。对于上述提及的单元可以是物理单元或不是物理单元，也就是说可以设置于一个地方或分布在多个网路单元上。可以根据实施方式的目的使用一些所述单元或所有的所述单元。此外，每个实施方式中的每个功能单元可以集成到一个处理单元中，或在物理上独立，或集成到一个具有两个或两个以上的单元的处理单元中。
[0156]
如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以被存储在计算机可读取存储介质中。基于这种理解，本公开提出的技术方案本质上或者部分地以软件产品的形式实现。或者说，对现有技术有益的技术方案的一部分可以作为软件产品的形式来实现。计算机中的软件产品存储在存储介质中，包括用于计算设备(如个人计算机、服务器或网络设备)执行的多个指令，以运行本公开的实施方式所公开的全部或部分步骤。所述存储介质包括usb盘、移动硬盘、只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、软盘或其他种类的能够存储程序代码的介质。
[0157]
所公开的noma方法主要包括两部分，即基于功率差优化的开环上行链路功率控制和新的接收器方案。
[0158]
本发明解决了cran中的功率域noma问题。利用所述cran的宏分集，所述公开的方法提供了一种高效的免授权上行链路功率域noma方案。为了规避闭环控制的需要，前面公开的方法使用所述cran的宏分集来创建noma的高效运行所需的功率差。宏分集是与宏小区中的用户设备关联的空间和功率域分集。
[0159]
虽然已经结合被认为是最实用和优选的实施方式描述了本公开内容，但应理解的是，本公开内容不限于上述公开的实施方式，而是旨在涵盖在不偏离所附权利要求的最广泛解释范围的情况下做出的各种组合。