本發明涉及LTE通信系統，尤其涉及一種下行多用戶數據傳輸方法。

背景技術：

在LTE R13之前的多用戶傳輸方案中，均通過正交傳輸的方式來降低用戶間的干擾。但是從信息論的角度分析，正交傳輸是有損信道容量的，因此是一種次優的傳輸方式。若能從發射機和接收機聯合進行考慮，即使發射機采用非正交傳輸方式，在接收機側通過一些額外的處理可以獲得優于正交傳輸的性能，甚至可以達到理論上的多用戶容量界，進而大大提升系統性能。其中一種實現方式是采用疊加編碼傳輸(Superposition Coding Transmission)。其基本思想是，系統根據不同的目標傳輸速率，將信道狀態量化為不同的信道質量的等級，每一個信道量化等級對應一個確定的目標傳輸速率。將兩組信號分別按照不同的目標速率獨立地進行信道編碼和調制映射，然后將兩者的輸出星座按照一定的功率分配比例進行疊加傳輸。對應的接收機采用基于最小均方誤差準則(Minimum Mean Square Error，MMSE)的干擾抵消(Interference Cancellation，IC)，接收機就可以獲得逼近多用戶信道容量的性能。

另一種方法是采用臟紙編碼(Dirty Paper Coding，DPC)的思想。即對于下行鏈路來說，eNB是知道每個用戶的傳輸數據的，因此對于某一個用戶來說，可以在發送自身信號之前，將其他用戶的信號當成已知干擾采用合適的預編碼進行預消除，從而達到無干擾傳輸的目的。

目前3GPP中新立項的SI課題：多用戶疊加傳輸(Multi-user Superposition Transmission，MUST)，正在致力于研究多用戶疊加傳輸在LTE系統中的應用，用以進一步提升LTE系統的下行多用戶傳輸性能。目前關于MUST的研究中限制了只能在相同的空間層中采用相同的預編碼來實現。同時要求兩個配對用戶分別為遠用戶和近用戶，以保證兩用戶的信噪比(Signal to Noise Ratio，SNR)具有較大的差異。但是在實際通信系統的部署中，遠用戶和近用戶通常會上報不同的PMI，尤其是當eNB配備的天線數比較大時，處于小區邊緣和小區中心的兩個UE上報相同PMI的幾率一般都比較小。而且在實際網絡部署中，對 于2發天線和4發天線部署，遠用戶的典型模式為發分集，近用戶則可以采用Large delay CDD或閉環MIMO傳輸模式。而對于8發天線部署，近用戶通常采用Large delay CDD，遠用戶則采用單層傳輸模式。顯然，從網絡部署的實際情況來看，遠用戶和近用戶很難采用完全相同的預編碼，這樣就限制了MUST方案的實施。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明提出一種下行多用戶數據傳輸方法，對所述多用戶的待發送數據采用不同的預編碼或傳輸模式進行傳輸，包括：

對所述多用戶的編碼后的碼字流分別進行加擾、調制映射、功率分配、層映射和MIMO預編碼，然后再進行RE映射和OFDM調制并發射；

在所述MIMO預編碼之后，還包括：對所述多用戶中的一個用戶或多個用戶的數據進行預干擾消除。

進一步地，所述預干擾消除包括如下步驟：直接干擾消除和取模處理。

進一步地，在2用戶系統中對近用戶的數據進行所述預干擾消除。

進一步地，用戶1為近用戶，用戶2為遠用戶則：

所述直接干擾消除按如下公式進行：x_1,i-x_2,i，

其中x_1,i和x_2,i分別表示用戶1和用戶2的經過功率分配、層映射和MIMO預編碼之后的第i層數據；

所述取模處理按如下公式進行：

其中，Re(x)和Im(x)分別表示取復數x的實部和虛部；的取值與調制方式有關，具體包括：

α為功率分配因子，0<α<0.5；

表示小于等于a的最大整數。

進一步地，所述MIMO預編碼采用歸一化預編碼向量或矩陣。

進一步地，對所述用戶2采用發分集傳輸模式。

進一步地，還包括：如果所述用戶1的天線數多于所述用戶2，則在部分天線端口上進行多用戶數據發送，剩余天線端口上只發送所述用戶1數據。

進一步地，還包括：對于進行了預干擾消除的用戶，在其接收端進行MIMO檢測之前還進行與發送端相同的取模處理。

本發明給出的下行多用戶數據傳輸方法中可以實現對一個配對用戶采用發分集傳輸模式，另一個配對用戶則采用任何傳輸模式。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹。

圖1為本發明實施例提出的下行2用戶數據傳輸流程框圖；

圖2為本發明實施例提出的近用戶UE1的接收端處理流程框圖。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。

本發明的一個實施例本提出一種下行多用戶數據傳輸方法，對所述多用戶的待發送數據采用不同的預編碼或傳輸模式進行傳輸，包括：

對所述多用戶的編碼后的碼字流分別進行加擾、調制映射、功率分配、層映射和MIMO預編碼，然后再進行RE映射和OFDM調制并發射；

在所述MIMO預編碼之后，還包括：對所述多用戶中的一個用戶或多個用戶的數據進行預干擾消除。

在一個可選實施例中，預干擾消除包括如下步驟：直接干擾消除和取模處理。

在一個可選實施例中，在2用戶系統中對近用戶的數據進行所述預干擾消除。

在一個可選實施例中，用戶1為近用戶，用戶2為遠用戶則：

所述直接干擾消除按如下公式進行：x_1,i-x_2,i，

其中x_1,i和x_2,i分別表示用戶1和用戶2的經過功率分配、層映射和MIMO預編碼之后的第i層數據；

所述取模處理按如下公式進行：

其中，Re(x)和Im(x)分別表示取復數x的實部和虛部；的取值與調制方式有關，具體包括：

α為功率分配因子，0<α<0.5；

表示小于等于a的最大整數。

在一個可選實施例中，MIMO預編碼采用歸一化預編碼向量或矩陣。

在一個可選實施例中，用戶2采用發分集傳輸模式。

在一個可選實施例中，還包括：如果所述用戶1的天線數多于所述用戶2，則在部分天線端口上進行多用戶數據發送，剩余天線端口上只發送所述用戶1數據。

在一個可選實施例中，還包括：對于進行了預干擾消除的用戶，在其接收端進行MIMO檢測之前還進行與發送端相同的取模處理。

實施例

發送端：

請參考圖1，為下行2用戶數據傳輸流程框圖。圖中TB_1,1表示UE1編碼后的第一個碼字流，TB_1,2表示UE1編碼后的第二個碼字流，TB_2,1表示UE2編碼后的第一個碼字流，TB_2,2表示UE2編碼后的第二個碼字流。α為功率分配因子，通常UE1為近用戶，UE2為遠用戶，為了保證UE2的可靠解碼，要求0<α<0.5。x_i,j表示UEi經過功率分配、層映射和預編碼之后的第j層數據。

對于下行鏈路來說，eNB知道發送給每個UE的信號以及采用的傳輸模式。 因此其中某一個用戶在發射端可以進行預干擾消除，不僅能夠消除另一個用戶的干擾，同時還能夠簡化接收機的處理流程。對于兩用戶系統，通常會對近用戶(UE1)進行預干擾消除，而對遠用戶(UE2)則不做任何處理。

如圖1所示，預干擾消除過程在MIMO預編碼之后進行。包括關鍵兩步：直接干擾消除和取模運算。直接干擾消除的算法為x_1,i-x_2,i。假設采用的預編碼為歸一化預編碼，為了保證干擾消除之后信號的功率約束，進行如下的取模運算：

其中，Re(x)和Im(x)分別表示取復數x的實部和虛部。為一個與UE1的調制方式有關的參數，取值如下：

將經過預干擾消除之后信號進行RE映射和OFDM調制之后就可以通過相應的天線端口進行發送。

對于UE2來說則不做任何處理，經過層映射、預編碼之后直接進行RE映射和OFDM調制，之后再通過相應的天線端口進行發送。

接收端：

對于UE1，同樣為了滿足功率約束，在接收端進行MIMO檢測之前需要再次進行取模操作。具體計算方式與發射機完全相同。請參考圖2，為近用戶UE1的接收端處理流程框圖。

對于UE2，由于在發射端沒有進行額外的處理，接收機可以直接采用傳統的單用戶接收機進行數據接收檢測，此時UE2將UE1的信號當做高斯白噪聲。

在上述實施例中，為了允許兩用戶采用不同的預編碼或傳輸模式，預干擾消除操作在預編碼之后進行；用戶采用歸一化的預編碼向量或矩陣，即預編碼不能改變發射信號的功率；UE2采用了發分集傳輸模式，對應的天線端口數可以為2或4，因此UE1的天線端口數通常也是2或4，若UE1的天線數為8， 則UE2和UE1的信號僅僅在部分天線端口(2個或4個)上進行多用戶發送，剩余天線端口上則只發送UE1的信號；為了保證收發信機的功率約束，在UE1的發射機和接收機中同時引入相同的取模運算；因為UE2在信號接收時將UE1的信號當做高斯白噪聲進行處理，為了保證UE2信號的可靠接收，給UE2分配了更多的功率，即要求0<α<0.5。

通過上述實施例可以看出，本發明通過預干擾消除方法實現了兩用戶的同時同頻傳輸，且其中一個用戶為完全無干擾傳輸，而不必要求兩用戶采用相同的傳輸模式或預編碼矩陣，更加符合配對用戶中遠用戶和近用戶傳輸特性。

本領域普通技術人員可以理解：實現上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬件來完成，前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，執行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括：ROM、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。