CN106788861B - 基站及多址接入方法 - Google Patents

Abstract

基站及多址接入方法，所述方法包括：确定用户设备所需的时间资源和频率资源的数量；基于所确定的时间资源和频率资源的数量，以及为所述用户设备所配置的基本扩频码字，构造所述用户设备的扩频码本；采用所构造的扩频码本，将所述用户设备的数据进行时域频域扩频，得到对应的时域频域序列；将所得到的时域频域序列中的元素分别映射到对应的时间频率资源上。上述的方案，可以提高多址接入的灵活性，满足用户设备不同的业务传输需求。

Description

基站及多址接入方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术，尤其涉及一种基站及多址接入方法。

背景技术

多址接入技术将信号维度划分为不同的信道后分配给用户，一般是按照时间轴、频率轴或码字轴将信号空间的维度分割为正交或者非正交的用户信道。当以传输信号的载波频率的不同划分来建立多址接入时，称为频分多址方式(Frequency Division MultipleAddress，FDMA)；当以传输信号存在时间的不同划分来建立多址接入时，称为时分多址方式(Time Division Multiple Address，TDMA)；当以传输信号码型的不同划分来建立多址接入时，称为码分多址方式(Code Division Multiple Address，CDMA)。

海量用户设备接入和高数据传输率是第五代移动通信系统(5G)的主要需求，包括TDMA、FDMA、CDMA、OFDMA的传统的正交多址方式已不能满足用户设备的业务需求。因此，业界已开始研究非正交的多址接入方式。根据引入非正交的方式不同，可以将非正交多址接入技术大概分为三类：第一类是功率域非正交，多个用户利用其功率差异进行区分；第二类是码域非正交，多个用户利用分配不同码字进行区分；第三类是交织非正交，多个用户通过不同的交织方法进行区分。

现有技术中，码域非正交多址方案是目前讨论最多的方案，如稀疏码多址(SparseCode Multiple Access，SCMA)、模式定义的多址(Pattern Defined Multiple Access，PDMA)、多用户共享接入(Multi-user Shared Access，MUSA)、资源扩展多址(ResourceSpread Multiple Access，RSMA)、非正交编码多址(Non-orthogonal coded MultipleAccess，NCMA)等多种码域非正交方案。但是，现有技术中的码域非正交多址接入方法，无法满足不同用户设备的业务传输需求，存在着多址接入灵活性差的问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是如何提高多址接入的灵活性，满足用户设备不同的业务传输需求。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种多址接入方法，所述方法包括：确定用户设备所需的时间资源和频率资源的数量；基于所确定的时间资源和频率资源的数量，以及为所述用户设备所配置的基本扩频码字，构造所述用户设备的扩频码本；采用所构造的扩频码本，将所述用户设备的数据进行时域频域扩频，得到对应的时域频域序列；将所得到的时域频域序列中的元素分别映射到对应的时间频率资源上。

可选地，所述确定用户设备所需的时间资源和频率资源的数量，包括：基于所述用户设备待传输数据的数据传输速率和传输时延需求的信息，确定所述用户设备的时间资源和频率资源的数量。

可选地，所述基于所述用户设备所需的时间资源和频率资源的数量，以及为所述用户设备所配置的基本扩频码字，构造对应的扩频码本，包括：其中，W_j表示用户设备j对应的扩频码本，b_j表示用户设备j的基本扩频码字，u_j表示与b_j在同一域内的列向量，v_j表示与b_j在不同域中的列向量。

可选地，所述采用所构造的扩频码本，将所述用户设备的数据进行时域频域扩频，得到对应的时域频域序列，包括：其中，S_j表示用户设备j的下行数据，T_j表示用户设备j的下行数据S_j的时域频域序列，表示克罗内克积运算。

本发明实施例还提供了一种基站，所述基站包括：资源确定单元，适于确定用户设备所需的时间资源和频率资源的数量；码本构造单元，适于基于所确定的时间资源和频率资源的数量，以及为所述用户设备所配置的基本扩频码字，构造所述用户设备的扩频码本；扩频单元，适于采用所构造的扩频码本，将所述用户设备的数据进行时域频域扩频，得到对应的时域频域序列；资源映射单元，适于将所得到的时域频域序列中的元素分别映射到对应的时间频率资源上。

可选地，所述资源确定单元，适于基于所述用户设备待传输数据的数据传输速率和传输时延需求的信息，确定所述用户设备的时间资源和频率资源的数量。

可选地，所述码本构造单元，适于采用如下的公式构造所述用户设备的扩频码本：其中，W_j表示用户设备j对应的扩频码本，b_j表示用户设备j的基本扩频码字，u_j表示与b_j在同一域内的列向量，v_j表示与b_j在不同域中的列向量。

可选地，所述扩频单元，适于采用如下的公式将所述用户设备的数据进行时域频域扩频：其中，S_j表示用户设备j的下行数据，T_j表示用户设备j的下行数据S_j的时域频域序列，表示克罗内克积运算。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

上述的方案，基站可以基于用户设备所需的时间和频率资源，以及所述用户设备的基本扩频码字构造所述用户设备对应的扩频码本，而非假定所有用户设备所占用的时间频率资源相同的前提下构造用户设备的扩频码本，可以满足不同用户设备的业务传输的需求，提高多址接入的灵活性。

附图说明

图1是本发明实施例的一种多址接入方法的流程图；

图2是本发明实施例的另一种多址接入方法的流程图；

图3至图5是采用本发明实施例的多址接入方法的实例示意图；

图6是本发明实施例中的一种基站的结构示意图。

具体实施方式

为解决上述的问题，本发明实施例通过基站可以基于用户设备所需的时间和频率资源，以及所述用户设备的基本扩频码字构造所述用户设备对应的扩频码本，可以满足不同用户设备的业务传输的需求，提高多址接入的灵活性。

为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图1示出了本发明实施例中的一种多址接入方法的示意图。参见图1，在具体实施中，本发明实施例中的多址接入方法可以包括如下的步骤：

步骤S101：确定用户设备所需的时间资源和频率资源的数量。

在具体实施中，所述用户设备所需的时间资源的数量和频率资源的数量与传输给所述用户设备的下行数据相关。

步骤S102：基于所确定的时间资源和频率资源的数量，以及为所述用户设备所配置的基本扩频码字，构造所述用户设备的扩频码本。

在具体实施中，所述用户设备的基本扩频码字可以通过查询预设的基本码本获取。其中，所述基本码本由基站根据实际的需要为各个用户设备配置。

步骤S103：采用所构造的扩频码本，将所述用户设备的数据进行时域频域扩频，得到对应的时域频域序列。

在具体实施中，当构造得到各个用户设备对应的扩频码本时，可以采用所述扩频码本对发送给所述用户设备的下行数据进行扩频，以得到与多个用户设备一一对应的时域频域序列。

步骤S104：将所得到的时域频域序列中的元素分别映射到对应的时间频率资源上。

在具体实施中，当得到多个用户设备对应的时域频域序列时，可以将所述多个用户设备的时域频域序列中的元素分别映射至对应的时间频率资源上，并发送至所述多个用户设备，从而可以实现多种业务需求的多个用户设备的多址接入需求。

上述的方案，基站可以基于用户设备所需的时间和频率资源，以及所述用户设备的基本扩频码字构造所述用户设备对应的扩频码本，而非假定所有用户设备所占用的时间频率资源相同的前提下构造用户设备的扩频码本，可以满足不同用户设备的业务传输的需求，提高多址接入的灵活性。

下面将结合图2对本发明实施例中的多址接入方法做进一步详细的介绍。

图2示出了本发明实施例中的另一种多址接入方法的流程图。参加图2，在具体实施中，本发明实施例中的多址接入方法可以包括如下的步骤：

步骤S201：基于用户设备的数据传输速率和延时需求，确定用户设备所需的时间资源和频率资源的数量。

在具体实施中，基站可以根据实际的需要设置用于区分不同用户设备的基本码本，即：

B＝[b₁b₂...b_N] (1)

其中，b_j表示用户设备j(1≤j≤N)的基本扩频码字，且为M的列向量，M表示b_j占用的时域或频域资源的数量，即时域扩频来说，表示b_j占用M个时域资源；对于频域扩频来说，表示b_j占用M个频域资源。

为了满足不同用户设备的各种业务需求，根据各个用户设备的数据传输速率和延时需求的信息，可以采用如下的公式确定各个用户设备所需的时间资源的数量和频率资源的数量：

Q＝M*P₁*P₂ (2)

其中，Q表示用户设备所需的时间资源的数量和频率资源的数量，P₁表示频域扩展因子，P₂表示时域扩展因子。

步骤S202：基于所确定的时间资源和频率资源的数量，以及为所述用户设备所配置的基本扩频码字，构造所述用户设备的扩频码本。

在本发明一实施例中，可以采用如下的公式构造用户设备的扩频码本：

其中，W_j表示用户设备j的扩频码本，u_j表示与用户设备j的基本扩频码字b_j在同一域内的列向量，v_j表示与用户设备j的基本扩频码字b_j在不同域的列向量。需要指出的是，与用户设备j的基本扩频码字在同一域内的列向量是指，当用户设备j的基本扩频码字b_j为时域基本扩频码字时，u_j表示时域列向量；当用户设备j的基本扩频码字b_j为频域基本扩频码字时，u_j表示频域列向量。

步骤S203：采用所构造的扩频码本，将所述用户设备的数据进行时域频域扩频，得到对应的时域频域序列。

在具体实施中，当得到用户设备的扩频码本时，可以采用如下的公式对传输给用户设备j的下行数据进行时域频域扩频：

其中，S_j表示用户设备j的下行数据，T_j表示用户设备j的下行数据S_j的时域频域序列，表示克罗内克积运算。

步骤S204：将所得到的时域频域序列中的元素分别映射到对应的时间频率资源上。

在具体实施中，当得到多个用户设备的下行数据对应的时域频域序列时，可以将所得到的多个时域频域序列中的各个元素分别映射至对应的时间频率资源上，并发送至多个用户设备。

为了使得本发明实施例中的多址接入方法更加清楚，下面将结合具体的实例对本发明实施例中的多址接入方法做介绍。

在图3至图5中，一个方块表示一个资源单位，如一个资源元素(ResourceElement，RE)或者资源块(Resource Block，RB)等，由基站根据资源分配的粒度确定。其中，区域表示用户设备1的下行数据经过扩频处理后所占用的时间频率资源，区域表示用户设备2的下行数据经过扩频处理后所占用的时间频率资源，区域表示用户设备1的下行数据经过扩频处理后所占用的时间频率资源，与用户设备2的下行数据经过扩频处理后所占用的部分时间频率资源的重叠区域。

参见图3，当用户设备1和用户设备2的基本扩频码字b₁和b₂大小均为4，即M＝4的向量时，根据传输给用户设备1的数据传输速率和时延需求，确定用户设备1占用的时间资源为3，频率资源为4，用户设备2占用的时间资源为1，频率资源为4。

用户设备1的基本扩频码字b₁为大小为4的列向量，且用户设备1占用的时间资源为3，频率资源为4，因此，需要对用户设备1进行时域扩频，而无需进行频域扩频。此时，可以根据实际的需要，例如，选取用户设备1对应的u₁为1，v₁为[1，1，1]^T，那么采用公式(3)便可以确定用户设备1对应的扩频码字为[b₁ b₁ b₁]。

同理，用户设备2的基本扩频码字b₂为大小为4的列向量，且用户设备2占用的时间资源为1，频率资源为4，因此，对用户设备2无需进行时域扩频和频域扩频。此时，可以根据实际的需要，将用户设备1对应的u₂和v₂均设置为1，再根据公式(3)可以确定用户设备2对应的扩频码字，即为基本扩频码字b₂。

参见图4，当用户设备1和用户设备2的基本扩频码字的b₁和b₂大小均为4时，根据传输给用户设备1的数据传输速率和时延需求，确定用户设备1占用的时间资源为4，频率资源为1，用户设备2占用的时间资源为8，频率资源为1。

其中，用户设备1的基本扩频码字b₁为大小为4的列向量，且用户设备1占用的时间资源为4，频率资源为1，因此，需要对用户设备1无需进行时域和频域扩频，即将用户设备1对应的u₁和v₁均设置为1，用户设备1对应的扩频码字，即为基本扩频码字b₂。

同理，用户设备2的基本扩频码字b₂为大小为4的列向量，且用户设备2占用的时间资源为8，频率资源为1，因此，需要对用户设备2进行时域扩频，而无需进行频域扩频。此时，可以将用户设备1对应的v₂设置为1，对应的u₂设置为2*1的向量，如将u₂设置为[1，1]^T，再根据公式(3)便可以确定用户设备2对应的扩频码字为[b₂，b₂]^T。

参见图5，当用户设备1和用户设备2的基本扩频码字的b₁和b₂大小均为4时，根据传输给用户设备1的数据传输速率和时延需求，确定用户设备1和用户设备2占用的时间资源均为2，占用的频率资源均为8。

其中，用户设备1和用户设备2的基本扩频码字b₁和b₂的大小均为4的列向量，且用户设备1和用户设备2占用的时间资源为2，频率资源均为8。因此，需要对用户设备1和用户设备2分别进行时域扩频和频域扩频，即将用户设备1和用户设备2对应的u₁和u₂设置为2*1的向量，将用户设备1和用户设备2对应的v₁和v₂均设置为2*1的向量。此时，再根据系统需求，设置u₁、u₂、v₁和v₂，如将u₁和v₁均设置为[1，1]^T，u₂和v₂设置为[1，-1]^T，再分别根据公式(3)便可以确定用户设备1的扩频码本为用户设备2的扩频码本为

上述对本发明实施例中的多址接入方法进行了详细的介绍，下面将对上述的方法对应的装置做进一步介绍。

图6示出了本发明实施例中的一种基站的结构。参见图6，在具体实施中，本发明实施例中的基站600可以包括资源确定单元601、码本构造单元602、扩频单元603和资源映射单元604，其中：

所述资源确定单元601，适于确定用户设备所需的时间资源和频率资源的数量。

所述码本构造单元602，适于基于所确定的时间资源和频率资源的数量，以及为所述用户设备所配置的基本扩频码字，构造所述用户设备的扩频码本。

所述扩频单元603，适于采用所构造的扩频码本，将所述用户设备的数据进行时域频域扩频，得到对应的时域频域序列。

所述资源映射单元604，适于将所得到的时域频域序列中的元素分别映射到对应的时间频率资源上。

在本发明一实施例中，所述资源确定单元601，适于基于所述用户设备待传输数据的数据传输速率和传输时延需求的信息，确定所述用户设备的时间资源和频率资源的数量。

在本发明一实施例中，所述码本构造单元602，适于采用如下的公式构造所述用户设备的扩频码本：其中，W_j表示用户设备j对应的扩频码本，b_j表示用户设备j的基本扩频码字，u_j表示与b_j在同一域内的列向量，v_j表示与b_j在不同域中的列向量。

在本发明一实施例中，所述扩频单元603，适于采用如下的公式将所述用户设备的数据进行时域频域扩频：其中，S_j表示用户设备j的下行数据，T_j表示用户设备j的下行数据S_j的时域频域序列，表示克罗内克积运算。

采用上述的方案，基站可以基于用户设备所需的时间和频率资源，以及所述用户设备的基本扩频码字构造所述用户设备对应的扩频码本，而非假定所有用户设备所占用的时间频率资源相同的前提下构造用户设备的扩频码本，因而可以满足不同用户设备的业务传输的需求，提高多址接入的灵活性。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (6)

1.一种多址接入方法，其特征在于，包括：

确定用户设备所需的时间资源和频率资源的数量；

基于所确定的时间资源和频率资源的数量，以及为所述用户设备所配置的基本扩频码字，构造所述用户设备的扩频码本；

采用所构造的扩频码本，将所述用户设备的数据进行时域频域扩频，得到对应的时域频域序列；

将所得到的时域频域序列中的元素分别映射到对应的时间频率资源上；

所述基于所述用户设备所需的时间资源和频率资源的数量，以及为所述用户设备所配置的基本扩频码字，构造对应的扩频码本，包括：

其中，W_j表示用户设备j对应的扩频码本，b_j表示用户设备j的基本扩频码字，u_j表示与b_j在同一域内的列向量，v_j表示与b_j在不同域中的列向量，表示克罗内克积运算。

2.根据权利要求1所述的多址接入方法，其特征在于，所述确定用户设备所需的时间资源和频率资源的数量，包括：

基于所述用户设备待传输数据的数据传输速率和传输时延需求的信息，确定所述用户设备的时间资源和频率资源的数量。

3.根据权利要求1所述的多址接入方法，其特征在于，所述采用所构造的扩频码本，将所述用户设备的数据进行时域频域扩频，得到对应的时域频域序列，包括：

其中，S_j表示用户设备j的下行数据，T_j表示用户设备j的下行数据S_j的时域频域序列。

4.一种基站，其特征在于，包括：

资源确定单元，适于确定用户设备所需的时间资源和频率资源的数量；

码本构造单元，适于基于所确定的时间资源和频率资源的数量，以及为所述用户设备所配置的基本扩频码字，构造所述用户设备的扩频码本；

扩频单元，适于采用所构造的扩频码本，将所述用户设备的数据进行时域频域扩频，得到对应的时域频域序列；

资源映射单元，适于将所得到的时域频域序列中的元素分别映射到对应的时间频率资源上；

所述码本构造单元，适于采用如下的公式构造所述用户设备的扩频码本：

其中，W_j表示用户设备j对应的扩频码本，b_j表示用户设备j的基本扩频码字，u_j表示与b_j在同一域内的列向量，v_j表示与b_j在不同域中的列向量，表示克罗内克积运算。

5.根据权利要求4所述的基站，其特征在于，所述资源确定单元，适于基于所述用户设备待传输数据的数据传输速率和传输时延需求的信息，确定所述用户设备的时间资源和频率资源的数量。

6.根据权利要求4所述的基站，其特征在于，所述扩频单元，适于采用如下的公式将所述用户设备的数据进行时域频域扩频：

其中，S_j表示用户设备j的下行数据，T_j表示用户设备j的下行数据S_j的时域频域序列。