基于栅格映射的多终端信息接收、发送方法及相应设备
阅读：884发布：2022-01-14
专利汇可以提供基于栅格映射的多终端信息接收、发送方法及相应设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种基于栅格映射的多终端信息接收方法及设备，所述方法包括步骤：配置栅格映射图样，并将所述栅格映射图样发送给各个终端；对接收到的各个终端的经信道 叠加 的信息数据进行射频到 基带处理 ；采用多用户联合检测器对所述信息数据进行处理，并基于所述栅格映射图样区分各个终端以确定其分别对应的信息数据。还提供一种基于栅格映射的多终端信息发送方法及设备。本发明所述方法使得信息发送端能够保持较低的均峰比，能有效节省功耗，适用于低成本的mMTC场景。同时接收端通过多用户联合检测能够以适中的检测复杂度完成 信号 检测，取得检测复杂度与性能之间的折中。，下面是基于栅格映射的多终端信息接收、发送方法及相应设备专利的具体信息内容。
1.一种基于栅格映射的多终端信息接收方法，其特征在于，包括以下步骤：
配置栅格映射图样，并将所述栅格映射图样发送给各个终端；
对接收到的各个终端的经信道叠加的信息数据进行射频到基带处理；
采用多用户联合检测器对所述信息数据进行处理，并基于所述栅格映射图样区分各个终端以确定其分别对应的信息数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，配置比特级交织图样并发送给各个终端，所述多用户联合检测器基于相应的比特级交织图样区分各个终端。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，配置用于比特级加扰处理的扰码序列并发送给各个终端，由所述多用户联合检测器基于相应的扰码序列区分各个终端。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述各个终端的信息数据分布在等间隔的子载波上，且各个终端通过分配到不同的子载波上实现资源正交分配。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括，基于所述通过分配到不同的子载波上实现资源正交分配的终端确定终端组，且根据正交资源分配方式区分各终端组。
6.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述多用户联合检测器区分同一终端组内的不同终端的方式是根据网络负载进行调整的，其中，
当网络负载大于预设的阈值时，同时使用比特级交织图样和栅格映射图样或同时使用扰码序列和栅格映射图样区分同一终端组内的不同终端；
当网络负载小于预设的阈值时，使用比特级交织图样、扰码序列、栅格映射图样中任意一种区分同一终端组内的不同终端。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于栅格映射图样区分同一终端组内的不同终端包括：根据采用的不同符号级交织处理区分同一终端组内的不同终端；和/或，根据频域栅格映射处理中的不同映射方式区分同一终端组内的不同终端；
根据采用的不同符号级加扰处理区分同一终端组内的不同终端；和/或，根据频域栅格映射处理中的不同映射方式区分同一终端组内的不同终端。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据频域栅格映射处理中的不同映射方式区分同一终端组内的不同终端包括以下任意一种情况：
若采用直接映射方式进行频域栅格映射处理，则通过终端组内非零子载波的间隔区分不同终端；
若采用码本映射方式进行频域栅格映射处理，则通过不同的码本区分不同终端；
若采用插零方式进行频域栅格映射处理，则通过子载波间不同的插零个数区分不同终端。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于栅格映射图样区分同一终端组内的不同终端包括：根据时域栅格映射处理中的不同映射方式区分同一终端组内的不同终端；和/或，资源映射方式区分同一终端组内的不同终端。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据时域栅格映射处理中的不同映射方式区分同一终端组内的不同终端包括以下任意一种情况：
若采用在符号序列后补零再进行符号级交织的方式，则通过不同符号级交织序列区分不同终端；
若采用在符号序列后补零再进行符号级加扰处理的方式，则通过不同符号级加扰序列区分不同终端；
若采用在符号序列中直接插零的方式，则通过不同的插零图样区分不同终端；
若采用直接映射的方式，则通过不同的映射图样和/或符号级交织序列区分不同终端；
若采用直接映射的方式，则通过不同的映射图样和/或符号级加扰序列区分不同终端；
若采用码本映射的方式，则通过不同码本和/或符号级交织序列区分不同终端；
若采用码本映射的方式，则通过不同码本和/或符号级加扰序列区分不同终端。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述通过资源映射方式区分同一终端组内的不同终端包括以下任意一种情况：
若采用顺序映射方式，则通过不同的子载波的映射间隔区分不同终端；
若采用图样映射方式，则通过不同的映射图样和/或不同的子载波映射间隔区分不同终端；
若采用码本映射方式，则通过不同的码本和/或不同的子载波映射间隔区分不同终端。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多用户联合检测器对所述信息数据进行处理包括执行以下步骤：
获取等效信号；
获取等效信道；
确定检测窗大小；
计算与更新对数似然比。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括确定检测窗后，通过所述检测窗对检测窗和检测等效信道进行取值，具体包括两种方法：
以待检测符号为中心，取得检测窗与检测等效信道；
以待检测符号为起始点，取得检测窗与检测等效信道。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括，所述多用户联合检测器基于各个终端采用的比特级交织图样和/或栅格映射图样区分同一终端组内的不同终端的不同数据流。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述区分同一终端组内的不同终端的不同数据流包括以下任意一种情况：
通过相同的栅格映射图样和不同的比特级交织图样区分同一终端的不同数据流；
通过相同的比特级交织图样和不同的栅格映射图样区分同一终端的不同数据流；
通过不同的比特级交织图样和不同的栅格映射图样区分同一终端组内不同终端的不同数据流。
16.一种基于栅格映射的多终端信息发送方法，其特征在于，包括以下步骤：
接收已配置的栅格映射图样；
将信息数据进行信道编码，得到对应的编码后序列；
对所述编码后序列进行符号调制，得到调制后的符号序列；
基于所述栅格映射图样对所述调制后的符号序列进行栅格映射处理；
将经过栅格映射处理的序列进行多载波调制，得到对应的调制后序列；
对所述调制后序列进行基带到射频的处理后发送。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，若终端发送多个数据流，则采用以下步骤对同一终端的多个数据流进行处理：
对不同数据流的信息数据进行信道编码，得到不同数据流对应的编码后序列；
对所述编码后各序列分别进行符号调制，得到不同数据流对应的调制后的符号序列；
基于所述栅格映射图样对所述调制后的各符号序列分别进行栅格映射处理；
将不同数据流对应的经过栅格映射处理的各序列分别进行幅度和相位处理；
对经过幅度和相位处理的各序列分别进行多载波调制，得到不同数据流对应的调制后序列；
将所述不同数据流对应的调制后序列叠加后进行基带到射频处理。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括，将不同数据流对应的经过栅格映射处理的各序列分别幅度和相位处理后，先将不同数据流对应的处理结果进行叠加，再对叠加后结果进行多载波调制处理，最后对多载波调制处理后的序列进行基带到射频处理。
19.根据权利要求16-18任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：接收已配置的比特级交织图样，并基于该比特级交织图样对所述编码后序列进行比特级交织处理。
20.根据权利要求17-19任一项所述的方法，其特征在于，同一终端的不同数据流采用的栅格映射图样和/或比特级交织图样不同；
不同终端的不同数据流采用的栅格映射图样和比特级交织图样均不同。
21.根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于，将不同数据流对应的经过栅格映射处理的各序列分别进行幅度和相位处理，包括：改变经栅格映射后的各符号序列的幅度和/或相位，使不同数据流对应的等效信道不同。
22.根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于，所述经过基带到射频处理的序列通过多个发射天线进行发送，采用以下任意一种或多种方式发送：
当终端发送单数据流时，将所述经过栅格映射处理后的序列通过串并转换，转换为多个数据流，然后进行多天线技术的层映射及预处理，再经过多载波调制后通过多个发射天线发送；
当终端发送多数据流时，将所述不同数据流对应的经过栅格映射处理后的各序列分别进行多天线技术的层映射及预处理，再经过多载波调制后通过多个发射天线发送；
当终端发送多数据流时，将所述不同数据流对应的经过幅度和相位处理的各序列叠加后的序列进行多天线技术的层映射及预处理，得到多个待发送数据流，再经过多载波调制后通过多个发射天线发送。
23.根据权利要求16-18中任一项所述的方法，其特征在于，所述栅格映射处理包括以下至少之一：
对所述调制后的符号序列分别进行离散傅里叶变换预编码处理，得到相应的等效频域序列后，再进行频域栅格映射处理；
对所述调制后的符号序列进行时域栅格映射处理，栅格映射处理之后进行离散傅里叶变换预编码处理，并将得到的结果进行资源映射处理，以使得到的结果映射于特定间隔的子载波资源上。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，还包括，对所述调制后的符号序列进行符号级交织处理或对所述离散傅里叶变换预编码处理后的序列进行符号级交织处理。
25.根据权利要求19或24所述的方法，其特征在于，所述比特级交织处理和符号级交织处理分别替换为比特级加扰处理和符号级加扰处理。
26.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述频域栅格映射处理采用以下任意一种实现方式：
直接将等效频域序列映射于确定的频域间隔的子载波资源上；
基于所分配的码本进行栅格映射；
在等效频域序列中每两个符号间插入特定个数的零值，并将得到的序列按照顺序映射于子载波资源上。
27.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述时域栅格映射处理采用以下任意一种实现方式：
根据分配的栅格映射密度信息，在符号序列后补充特定个数零值后，再进行特定的符号级交织；
按照分配的栅格图样所规定的插入位置在符号序列中插入零值；
根据分配的栅格映射密度信息及符号序列长度，得到映射后序列的长度，生成全零的映射后序列，然后根据分配的栅格图样映射规则将符号序列中的每个符号映射至所述的全零的映射后序列的相应位置；
基于所分配的码本进行栅格映射。
28.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述直接将等效频域序列映射于确定的频域间隔的子载波资源上采用的映射规则由基站分配给终端，或由终端从预设的资源池中随机选择获取。
29.根据权利要求26或27所述的方法，其特征在于，所述基于所分配的码本进行栅格映射通过以下任意一种映射方式实现：
将符号序列映射到码本所规定的映射位置上；
将符号序列中的每个符号按照码本所述规定的形式进行扩频后再映射到码本所规定的映射位置上；
将符号序列中的每个符号重复映射至由映射前符号确定的非零符号的位置上，然后按照码本调整该位置上的幅度与相位；
按照比特序列选择码本中的码字，并将符号序列映射至码字的相应位置。
30.根据权利要求26或27所述的方法，其特征在于，所述码本以矩阵或向量的形式分配给终端。
31.根据权利要求26或27所述的方法，其特征在于，不同终端分配的码本不同，且使用不同的非空资源数量与总资源数量的比值。
32.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述资源映射处理的实现方式包括：顺序映射、图样映射、码本映射，其中，
所述顺序映射按照顺序依次映射到特定间隔的子载波上；
所述图样映射指根据所分配的图样规定的映射规则映射到特定间隔的子载波上；
所述码本映射指根据所分配的码本规定的方式映射到特定间隔的子载波上。
33.根据权利要求23或24所述的方法，其特征在于，所述离散傅里叶变换预编码中的离散傅里叶变换点数根据所分配的子带带宽及映射间隔确定。
34.一种基于栅格映射的多终端信息接收设备，其特征在于，包括：
配置单元：用于配置栅格映射图样，并将所述栅格映射图样发送给各个终端；
射频-基带处理单元：用于对接收到的各个终端的经信道叠加的信息数据进行射频到基带处理；
检测单元：用于基于所述栅格映射图样，采用多用户联合检测器对所述信息数据进行处理，得到各个终端分别对应的处理后信息数据。
35.一种基于栅格映射的多终端信息发射设备，其特征在于，包括：
接收单元：用于接收已配置的栅格映射图样；
信道编码单元：用于将信息数据进行信道编码，得到对应的编码后序列；
符号调制单元：用于对所述编码后序列进行符号调制，得到调制后的符号序列；
栅格映射单元：用于基于所述栅格映射图样对所述调制后的符号序列进行栅格映射处理；
多载波调制单元：用于将经过栅格映射处理的序列进行多载波调制，得到对应的调制后序列；
发送单元：用于对所述调制后序列进行基带到射频的处理后发送。
基于栅格映射的多终端信息接收、发送方法及相应设备
技术领域
[0001] 本发明涉及无线通信技术领域，具体而言，本发明涉及一种基于栅格映射的多终端信息接收方法及其设备，还涉及一种基于栅格映射的多终端信息发送方法及其设备。
背景技术
[0002] 随着信息产业的快速发展，特别是来自移动互联网和物联网(IoT,internet of things)的增长需求，给未来移动通信技术带来前所未有的挑战。如根据国际电信联盟ITU的报告ITU-R M.[IMT.BEYOND2020.TRAFFIC]，可以预计到2020年，移动业务量增长相对2010年(4G时代)将增长近1000倍，用户设备连接数也将超过170亿，随着海量的IoT设备逐渐渗透到移动通信网络，连接设备数将更加惊人。为了应对这前所未有的挑战，通信产业界和学术界已经展开了广泛的第五代移动通信技术研究(5G)，面向2020年代。目前在ITU的报告ITU-R M.[IMT.VISION]中已经在讨论未来5G的框架和整体目标,其中对5G的需求展望、应用场景和各项重要性能指标做了详细说明。针对5G中的新需求，ITU的报告ITU-R M.[IMT.FUTURE TECHNOLOGY TRENDS]提供了针对5G的技术趋势相关的信息，旨在解决系统吞吐量显著提升、用户体验一致性、扩展性以支持IoT、时延、能效、成本、网络灵活性、新兴业务的支持和灵活的频谱利用等显著问题。
[0003] 5G中提出了支持大连接量机器类型通信(massive machine-type communication,mMTC)业务的需求，其连接密度将会达到每平方千米百万连接量，远高于现有标准所支持的链接密度，现有的正交的多址接入方式，例如正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiple Access,OFDMA)技术，已无法满足5G中mMTC所需要达到的百万连接量的需求。为提高多址接入技术的能力，一些非正交多址接入(Non-orthogonal Multiple Access,NoMA)技术被提出，并作为潜在的5G关键技术在3GPP标准会议中被讨论。
这些技术中，包括稀疏码分多址接入(Sparse Code Multiple Access,SCMA)、模式定义的多址接入(Pattern Defined Multiple Access,PDMA)、多用户共享接入(Multi-user Shared Access,MUSA)等基于码分多址的接入方式；以及交分多址(Interleave Division Multiple Access,IDMA)，与交栅多址(Interleave-Grid Multiple Access,IGMA)等基于交织的接入方式。通过使用非正交的接入资源，例如非正交的码本，交织序列等，与正交多址接入方式相比，上述接入技术能够在有限的时频资源上接入更多的用户，从而显著提升单位面积内的设备连接数，满足5G大连接量场景中的需求。
这些技术中，包括稀疏码分多址接入(Sparse Code Multiple Access,SCMA)、模式定义的多址接入(Pattern Defined Multiple Access,PDMA)、多用户共享接入(Multi-user Shared Access,MUSA)等基于码分多址的接入方式；以及交分多址(Interleave Division Multiple Access,IDMA)，与交栅多址(Interleave-Grid Multiple Access,IGMA)等基于交织的接入方式。通过使用非正交的接入资源，例如非正交的码本，交织序列等，与正交多址接入方式相比，上述接入技术能够在有限的时频资源上接入更多的用户，从而显著提升单位面积内的设备连接数，满足5G大连接量场景中的需求。
[0004] mMTC中的终端对于成本、耗电量有特殊的需求。一般来说，mMTC场景中的终端成本较低，需要电池有较长的续航时间。3GPP在[TR38.913:Study on scenarios and requirements for next generation access technologies]中对于mMTC场景下的UE续航时间提出了需求，UE需要在不充电的情况下，在满足一定上行、下行数据传输量的条件下，需要时间达到15年。这对mMTC终端的功耗提出了很高的要求。考虑到输出信号的峰均比(Peak-to-average power ratio,PAPR)对于终端功耗有较大的影响，越低的峰均比，所需要的功耗也就越低。
[0005] 现有的非正交多址方式，大多直接与正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplex,OFDM)相结合，因此面临着峰均比较高，终端功耗较大的问题。
[0006] 现有的无线通信标准，例如LTE-A中降低PAPR的方式为采用单载波频分复用(Single-carrier frequency division multiple access,SC-FDMA)，也即DFT扩展的OFDM(DFT-spread-OFDM，DFT-s-OFDM)，其框图如图1所示。
[0007] 与OFDM相比，SC-FDMA在进行IDFT之前，首先进行了DFT预编码，之后进行子载波映射。一般来说，DFT的点数应不大于IDFT的点数。若DFT点数与IDFT点数相同，则发送数据与待处理数据流是一致的，能够保持原始数据流的峰均比。若DFT点数比IDFT点数少，并且子载波映射模块选择连续的子载波进行映射，输出数据仍然能够保持一定的单载波结构，其峰均比与OFDM相比也能够降低。
[0008] 交织的FDMA(Interleaved FDMA,IFDMA)可以认为是SC-FDMA的一种演进形式，其与SC-FDMA的区别在于，子载波映射为等间隔映射，即待映射的符号映射与间隔m的子载波上。SC-FDMA与IFDMA的子载波映射方式如图2所示。
[0009] 对于IFDMA来说，若满足NIDFT＝mNDFT，且子载波映射时的间隔为m，则可以证明，输入符号x[n]与输出符号s[n]间满足：
[0010]
[0011] 即经过IFDMA的信号是输入信号经过比例缩小后的周期性重复。因此输出信号可以保持与输入信号相同的峰均比。若输入信号采用的是横幅的调制方式，例如QPSK或是PSK，则输出信号能够获得0dB峰均比，极大的降低了输出信号的功耗。
[0012] 由于检测器的原因，目前所提出的多址方式都难以简单的与低峰均比的调制方式相结合，而与OFDM相结合的多址方式则由于波形的原因具有较高的峰均比，难以满足mMTC场景中低成本低功耗终端的需求。
发明内容
[0013] 为克服上述技术问题或至少部分地解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：
[0014] 本发明的一个实施例提供一种基于栅格映射的多终端信息接收方法，包括步骤：
[0015] 配置栅格映射图样，并将所述栅格映射图样发送给各个终端；
[0017] 采用多用户联合检测器对所述信息数据进行处理，并基于所述栅格映射图样区分各个终端以确定其分别对应的信息数据。
[0018] 本发明的另一个实施例提供一种基于栅格映射的多终端信息发送方法，包括以下步骤：
[0019] 接收已配置的栅格映射图样；
[0020] 将信息数据进行信道编码，得到对应的编码后序列；
[0021] 对所述编码后序列进行符号调制，得到调制后的符号序列；
[0022] 基于所述栅格映射图样对所述调制后的符号序列进行栅格映射处理；
[0023] 将经过栅格映射处理的序列进行多载波调制，得到对应的调制后序列；
[0024] 对所述调制后序列进行基带到射频的处理后发送。
[0025] 本发明又一实施例提供一种基于栅格映射的多终端信息接收设备，包括：
[0026] 配置单元：用于配置栅格映射图样，并将所述栅格映射图样发送给各个终端；
[0027] 射频-基带处理单元：用于对接收到的各个终端的经信道叠加的信息数据进行射频到基带处理；
[0028] 检测单元：用于基于所述栅格映射图样，采用多用户联合检测器对所述信息数据进行处理，得到各个终端分别对应的处理后信息数据。
[0029] 本发明再一实施例提供一种基于栅格映射的多终端信息发射设备，包括：
[0030] 接收单元：用于接收已配置的栅格映射图样；
[0031] 信道编码单元：用于将信息数据进行信道编码，得到对应的编码后序列；
[0032] 符号调制单元：用于对所述编码后序列进行符号调制，得到调制后的符号序列；
[0033] 栅格映射单元：用于基于所述栅格映射图样对所述调制后的符号序列进行栅格映射处理；
[0034] 多载波调制单元：用于将经过栅格映射处理的序列进行多载波调制，得到对应的调制后序列；
[0035] 发送单元：用于对所述调制后序列进行基带到射频的处理后发送。
[0036] 本发明所述方法使得信息发送端能够保持较低的均峰比，同时提供较大的多址接入资源选择的灵活度，而较低的均峰比能有效节省功耗，适用于低成本的mMTC场景。进一步，本发明所述接收端通过多用户联合检测能够以适中的检测复杂度完成信号检测，取得检测复杂度与性能之间的折中。
[0038] 本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0039] 图1为SC-FDMA框图；
[0040] 图2为子载波映射示意图；
[0041] 图3为单载波交栅多址方式的发射机系统框图；
[0042] 图4为本发明一实施例所述基于栅格映射的多终端信息发送方法流程示意图；
[0043] 图5为本发明一种实施例中单载波交栅多址发射机结构；
[0044] 图6为采用直接映射方式的频域栅格映射；
[0045] 图7为一种可能的码本示例；
[0046] 图8为基于码本的栅格映射示意图；
[0047] 图9为采用时域栅格映射方式的单载波栅格映射；
[0048] 图10为三种资源映射方式示意图；
[0049] 图11为另一种单载波栅格映射方式示意图；
[0050] 图12为本发明另一实施例所述基于栅格映射的多终端信息接收方法流程示意图；
[0051] 图13为单载波交栅多址接入方案系统框图；
[0052] 图14为正交与非正交方式的终端支持；
[0053] 图15为不同的子载波映射间隔；
[0054] 图16为多用户检测器结构示意图；
[0055] 图17为本发明所述同一终端的多个数据流的处理流程示意图；
[0056] 图18为等效信号获取；
[0057] 图19为多流传输时的发射机框图；
[0058] 图20为基于调度的传输通信流程；
[0059] 图21为本发明又一实施例所述基于栅格映射的多终端信息接收设备结构框图；
[0060] 图22为本发明再一实施例所述基于栅格映射的多终端信息发射设备结构框图。
具体实施方式
[0061] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0062] 首先，本发明对提供的基于栅格映射的多终端信息发送原理作简单说明，依照该原理的发射机系统框图如图3所示。
[0063] 信息数据首先经过信道编码，得到编码后数据。所述信道编码可以是单一的信道编码，也可以是多种信道编码的级联。该信道编码包括：Turbo码，LDPC码，简单块编码，重复码等。经过可选的比特级交织后，经过调制后得到符号数据，并进行单载波栅格映射。该单载波栅格映射包含：可选的符号级交织、DFT(离散傅里叶变换)预编码以及频域栅格映射。其中，可选的符号级交织与DFT预编码的位置可以交换，并且可以包含于频域栅格映射中去。此外，为保证输出数据的低峰均比特性，所述频域栅格映射在频域上以间隔映射方式完成，即所选频点间为等间距。经过单载波栅格映射后，进行OFDM调制，之后进行基带到射频处理，并发送。
[0064] 实施例一：
[0065] 基于上述原理，参考图4所示，本发明提供一基于栅格映射的多终端信息发送方法的实施例，包括：
[0066] 步骤S11、接收已配置的栅格映射图样；
[0067] 步骤S12、将信息数据进行信道编码，得到对应的编码后序列；
[0068] 步骤S13、对所述编码后序列进行符号调制，得到调制后的符号序列；
[0069] 步骤S14、基于所述栅格映射图样对所述调制后的符号序列进行栅格映射处理；
[0070] 步骤S15、将经过栅格映射处理的序列进行多载波调制，得到对应的调制后序列；
[0071] 步骤S16、对所述调制后序列进行基带到射频的处理后发送。
[0072] 在本实施例中，为了更方便对上述方法步骤进行说明，将结合具体参数介绍用于发送终端信号的发射机结构，其基本框图如图5所示。
[0073] 对于多址接入系统来说，系统在相同时频资源上同时支持K终端，对第k个终端来说，假设其待发送的信息流数据长度为M＝144比特，比特序列为dk＝{dk(m)，m＝0，...，M-1}。首先对该数据流进行信道编码。图5所示示例中，信道编码包含Turbo码以及与其级联的重复码。首先，对比特序列dk进行码率为R1＝1/2的LTE标准Turbo码编码，之后对得到的编码后序列进行R2＝1/2的重复编码，得到等效码率为R＝R2R1＝1/4的编码后序列ck＝{ck(n)，n＝0，...，N-1}。该序列的长度为N＝M/R＝576比特。编码后序列ck通过比特级交织，得到交织后序列xk＝{xk(n)，n＝0，...，N-1}。该比特级交织的作用为改变比特序列中各个比特的排列顺序。第k个终端的比特级交织通过交织序列πk，b＝[p1，p2，...，pN]表示，其中，[p1，p2，...，pN]为数字序列[1，...，N]的一个排列，交织操作可以表示为：xk(πk，b)＝ck。经过比特级交织后，交织后序列经过调制阶数为Q的调制，得到符号序列sk＝{sk(l)，l＝0，...，L-
1}。符号序列的长度L由交织后序列的长度N与调制阶数Q共同决定。对于调制阶数为Q的调制方式，其星座点集合中共有Q个星座点，每B＝log2Q个比特映射为一个符号，因此符号序列的长度L表示为L＝N/B。
1}。符号序列的长度L由交织后序列的长度N与调制阶数Q共同决定。对于调制阶数为Q的调制方式，其星座点集合中共有Q个星座点，每B＝log2Q个比特映射为一个符号，因此符号序列的长度L表示为L＝N/B。
[0074] 经过符号调制的符号序列sk进行单载波栅格映射。所述单载波栅格映射用于将携带终端信息的符号流稀疏的映射于时频资源，并在多载波调制后产生具有较低峰均比的数据流。
[0075] 为了实现上述目的，本发明通过以下方式进行栅格映射处理：
[0076] 可选的，所述栅格映射处理包括以下至少之一：
[0077] 对所述调制后的符号序列分别进行DFT预编码处理，得到相应的等效频域序列后，再进行频域栅格映射处理；
[0078] 对所述调制后的符号序列进行时域栅格映射处理，栅格映射处理之后进行DFT预编码处理，并将得到的结果进行资源映射处理，以使得到的结果映射于特定间隔的子载波资源上。
[0079] 具体地，图5所示为第一种实现方式。首先对符号序列进行符号级交织，得到序列gk＝{gk(l)，l＝0，...，L-1}。符号级交织可用用交织序列πk，s＝[p1，p2，...，pL]表示，其中，[p1，p2，...，pL]为数字序列[1，...，L]的一个排列。符号级交织操作可以表示为：gk(πk，s)＝sk。进行符号级交织之后，所得序列进行DFT预编码，得到等效频域序列fk＝{fk(l)，l＝0，...，NDFT-1}。该DFT预编码可以采用NDFT点FFT实现。同时，FFT点数NDFT不小于符号交织后的序列长度L。若长度L小于FFT点数NDFT，则在符号序列后补零使其长度达到NDFT。得到等效频域序列fk后，进行频域栅格映射。频域栅格映射的目的是根据分配的栅格映射图样，使得等效频域序列稀疏的映射于时频资源上，并且满足能够得到低峰均比的时域波形。假设后续多载波调制中的IDFT点数为NIDFT，同时满足NIDFT＝mNDFT，其中m为不小于1的正数。进一步，若m为整数，则通过下述描述方式，能够获得更大的峰均比降低。但是对于m不为整数的情况，本实施例所述方式也能够正常工作。
[0080] 上述栅格映射的实现方式中，所述频域栅格映射处理采用以下任意一种实现方式：
[0081] 直接将等效频域序列映射于确定的频域间隔的子载波资源上；
[0082] 基于所分配的码本进行栅格映射；
[0083] 在等效频域序列中每两个符号间插入特定个数的零值，并将得到的序列按照顺序映射于子载波资源上。
[0084] 具体地，对上述频域栅格映射实现方式说明如下：
[0085] 1.直接将等效频域序列映射于频域间隔m-1的频域资源，也即子载波之上，同时定义m为映射间隔。图6所示为一种可能的映射方式。
[0086] 图6(a)中，等效频域序列中的各个符号按顺序映射于间隔为m-1的子载波上。图6(b)中，等效频域序列中的各个符号按照预先设定或分配的映射规则映射于间隔为m-1的子载波上，该映射规则由基站分配给各个终端，或是终端从某一预先设定的资源池中随机选择得到。
[0087] 2.基于码本的映射。在传输资源前，每个终端分配不同的码本，终端根据所分配到的码本将等效频域序列映射于间隔为m-1的子载波上。一种较优的实现方式为，码本以矩阵或向量的形式分配给终端，终端按照所分配的码本进行码本映射，得到基于码本映射的序列，之后将码本映射后的序列映射于间隔为m-1的子载波之上。例如所述码本规定了为进行资源(子载波)映射时连续的ma个符号中非零的mb个符号的位置。以ma＝4，mb＝2为例，一种可能的分配个多个用户的码本如图6所示。
[0088] 其中，所述基于所分配的码本进行栅格映射通过以下任一种映射方式实现：
[0089] 将符号序列映射到码本所规定的映射位置上；
[0090] 将符号序列中的每个符号按照码本所述规定的形式进行扩频后再映射到码本所规定的映射位置上；
[0091] 将符号序列中的每个符号重复映射至由映射前符号确定的非零符号的位置上，然后按照码本调整该位置上的幅度与相位；
[0092] 按照比特序列选择码本中的码字，并将符号序列映射至码字的相应位置。
[0093] 本发明所述基于码本进行栅格映射的方式均包括上述方式中的任意一种，后续不再赘述。在具体实施例中，对所述基于码本的栅格映射方式说明如下：
[0094] 图6中，等效频域序列中的连续的每两个符号映射于四个资源之上。根据分配的码本不同，不同终端的两个符号映射的位置也不同。例如，为终端1分配的码本为1、2两个资源位置，为终端4分配的码本为2、3两个资源位置，为终端6分配的码本为3、4两个资源位置。在进行码本映射时，等效频域序列中连续的每mb个符号按照所分配的码本映射为ma个符号，映射后的序列长度变长，其中包含零值。码本映射后，将包含零值的序列顺序映射到间隔为m-1的频率(子载波)资源上。上述基于码本的频域栅格映射过程可以用图7表示。
[0095] 上述基于码本的映射是将等效频域序列中的符号映射到码本所规定的映射位置上。另一种基于码本的映射方式是，每个等效频域序列中的符号重复mb次，再映射与ma个符号之上。这相当于进行了扩频。仍以图6所示示例为例，等效频域序列中的每个符号重复2次，之后映射于图6所示的非空子载波之上。具体来说，终端1的每个符号重复两次后，映射于每4个子载波的第1、2两个资源位置；终端4的每个符号重复两次后，映射于每4个子载波的第2、3两个资源位置，依次类推。该方式的另一种描述方式为，等效频域序列中的每个符号按照码本所规定的形式进行扩频，获得映射后的序列。另外需要说明的是，图6所示码本中，对于每个终端的码本，其码本中的非空资源数量与总资源数量的比值均一致。但是为支持更多终端，不同终端的码本可以使用不同的非空资源数量与总资源数量的比值。
[0096] 前述两种码本映射方式中，符号的幅度与相位并未变化。另一种基于码本的映射方式是，根据映射前的每个符号，选择码字序列。该码字序列可能仅占用mb个连续符号中的ma个符号，并且ma个非零符号的取值由映射前的符号决定。一种简单的实现方式为，首先根据码本，将每个符号重复映射至mb个连续符号中的ma个符号上，之后根据映射前符号以及所分配或选择的码本，调整这ma个符号的幅度与相位。这种实现方式也可以直接规定码本序列和码字序列，为每个终端分配不同的码本，终端根据比特组选择码本中的码字。
[0097] 3.在等效频域序列中每两个符号间插入m-1个零值，并将得到序列按照顺序映射于频率(子载波)资源上。
[0098] 上面所述几种方法中，方法2引入了密度的概念，所述密度可以定义为：ρ＝mb/ma。图6所示码本示例中，密度为0.5。而方法1与方法3所示频域栅格映射中，相应的密度概念仍然使用，由于等效频域序列占满了可用的间隔为m-1的频率资源，这两种方式的密度为1。
[0099] 在经过频域栅格映射后，得到长度为NIDFT序列tk＝{tk(l)，l＝0，...，NIDFT-1}，并经过多载波调制操作。以OFDM调制为例，序列tk经过IDFT操作。该IDFT操作可以通过NIDFT点数的IFFT实现。其他的一些多载波调制方式，例如基于滤波的OFDM操作或基于加窗的OFDM操作等，也同样可用于本发明的实现。多载波调制之后，序列经过基带到射频的转换，经历上变频，数字-模拟变换(Digital-to-Analog Converter,DAC)之后，得到射频信号，并发送给接收机。
[0100] 需要说明的是，上述示例中，比特级交织与符号级交织均为可选操作。若基站未给不同终端配置不同的比特级交织和/或符号级交织，终端可以依据预先设定的交织方式，进行比特级交织和/或符号级交织，或是以及预先设定的规则，不进行比特级交织和/或符号级交织。此外，上述实施方式中的比特级交织和/或符号级交织可以被比特级加扰和/或符号级加扰所替代。
[0101] 上述第一种方式的栅格映射处理由符号级交织，DFT预编码以及频域栅格映射组成。以下对第二种方式的栅格映射处理做详细介绍：
[0102] 首先对经过调制的符号序列sk＝{sk(l)，l＝0，...，L-1}进行栅格映射，对栅格映射之后的序列进行DFT预编码，并对得到的结果进行资源映射，将其映射于间隔为m的频率(子载波)资源上。上述单载波栅格映射的实现方式可以由图8描述。
[0103] 所述栅格映射的目的是根据所分配的栅格映射图样以及符号序列，生成包含零值的较为稀疏的序列。定义栅格映射后的序列密度为序列中非零符号个数与序列长度的比值。
[0104] 可选的，所述时域栅格映射处理采用以下任意一种实现方式：
[0105] 根据分配的栅格映射密度信息，在符号序列后补充特定个数零值后，再进行特定的符号级交织；
[0106] 按照分配的栅格图样所规定的插入位置在符号序列中插入零值；
[0107] 根据分配的栅格映射密度信息及符号序列长度，得到映射后序列的长度，生成全零的映射后序列，然后根据分配的栅格图样映射规则将符号序列中的每个符号映射至所述的全零的映射后序列的相应位置；
[0108] 基于所分配的码本进行栅格映射。
[0109] 具体地，对上述时域栅格映射实现方式说明如下：
[0110] a.在符号序列后补充零值，再进行符号级交织。
[0111] 根据所分配的密度信息，在经过调制的符号序列后补充相应个数的零值，并进行终端特定的符号级交织。仍以密度为0.5的栅格映射图样为例，对于长度为L的符号序列，在符号序列后补充L个零值，并进行长度为2L的符号级交织。
[0112] b.直接在符号序列中插入零值。
[0113] 首先对符号序列进行可选的符号级交织，再按照分配的栅格图样，在序列相应的位置插入零值。
[0114] c.通过直接映射的方式获得栅格映射后的序列。
[0115] 根据所分配的栅格图样，通过直接映射的方式获得映射后的序列。具体来说，根据所分配的栅格映射密度信息以及符号序列长度，得到映射后序列的长度，生成空的映射后序列(全零序列)，之后根据所分配的栅格图样映射规则，将符号序列中的每个符号映射至映射后序列的相应位置。具体来说，若栅格映射图样密度为0.5，则首先生成长度为2L的空序列(全零序列)，之后根据栅格映射图样将长度为L的符号序列中的每个符号映射至长度为2L的序列的相应位置。
[0116] d.基于码本的栅格映射。
[0117] 根据所分配的码本，得到映射后的序列。具体来说，码本规定了映射后序列中连续ma个连续符号中mb个非零符号所在的位置。以图6所示码本为例，4个连续符号中有两个非零符号，两个零值。在进行栅格映射时，将序列中的每连续两个符号根据码本映射为4个符号，得到映射后序列。为了增加映射的随机性，可以在映射之前先进行符号级交织，之后再进行基于码本的栅格映射。
[0118] 另一种基于码本的栅格映射为符号序列中的每个符号按照码本所规定的形式进行扩频。例如，对于符号序列中的每个符号，映射与图6所示的码本中的非空位置之上，得到映射后序列。
[0119] 具体的，图8中的资源映射处理用于将经过DFT预编码的序列映射与间隔为m的频率(子载波)资源上。如图9所示，所述资源映射处理的映射方式包括：
[0120] a.顺序映射。
[0121] 将经过DFT预编码的序列按照顺序依次映射到间隔为m的子载波上。
[0122] b.图样映射。
[0123] 根据所分配的图样，将经过DFT预编码的序列按照映射规则映射到间隔为m-1的子载波上。另一种实施方式是根据分配的符号级交织，首先对经过DFT预编码的序列进行交织，再顺序映射于间隔为m-1的子载波上。
[0124] c.码本映射。
[0125] 根据所分配的码本，将经过DFT预编码的序列按照码本所规定的方式映射与间隔为m-1的子载波上。例如码本定义为连续ma个间隔为m-1的子载波中mb个非零子载波的位置。这种方式中包括了前述通过扩频方式获取映射后序列的方式。
[0126] 进一步的，所述栅格映射处理还可以通过以下方式实现：
[0127] 首先进行DFT预编码，之后对进行过DFT预编码的符号序列进行频域栅格映射，该方式的示意图如图10所示。
[0128] 图10中，DFT预编码与频域栅格映射间的符号级交织为可选选项，并且在一些实施方式中能够与频域栅格映射相融合。前述全部频域栅格映射的方式均可用于这种单载波栅格映射中。另外，上述符号级交织也可以被符号级加扰所替代，作为另一种实现方式。
[0129] 具体的，所述DFT预编码中的DFT点数根据所分配的子带带宽及映射间隔确定。在上述实施例中，均假设用于数据传输的子载波能够均匀分布于整个带宽之上。但是实际系统中可能出现无法将全部带宽用于终端业务的传输。此时，需要调整和选择DFT预编码中的DFT点数NDFT。具体来说，根据所能占用的带宽，计算所能分配的子载波的范围[kmin，kmax]。该范围内的子载波个数为kuse＝kmax-kmin+1。根据该子载波个数和基站分配或终端随机选择的映射间隔m，确定单载波交栅映射中DFT预编码的DFT点数NDFT＝|kuse/m|。即根据所分配的子带带宽以及映射间隔，选取DFT预编码中的DFT点数。
[0130] 实施例二：
[0131] 相应地，参考图11所示，本发明还提供一基于栅格映射的多终端信息接收方法实施例，包括：
[0132] 步骤S21、配置栅格映射图样，并将所述栅格映射图样发送给各个终端；
[0133] 步骤S22、对接收到的各个终端的经信道叠加的信息数据进行射频到基带处理；
[0134] 步骤S23、采用多用户联合检测器对所述信息数据进行处理，并基于所述栅格映射图样区分各个终端以确定其分别对应的信息数据。
[0135] 进一步还包括，配置比特级交织图样发送给各个终端，所述多用户联合检测器基于相应的比特级交织图样区分各个终端。
[0136] 图12为基于多终端接入方案的系统发射机与接收框图。本实施例中，将结合该框图对所述基于栅格映射的多终端信息接收方法进行解释说明。
[0137] 系统在相同时频资源上服务K个终端，每个终端通过广播信道、控制信道或是高层信令获知本终端采用的单载波栅格映射图样和/或比特级交织图样。对于免调度传输系统，系统可以通过广播信道、控制信道或是高层信令配置资源池，资源池中包含可选择的单载波栅格映射图样和/或比特级交织图样。终端从该资源池中以等概率选择用于传输的资源。
[0138] 终端使用所分配的单载波栅格图样和/或比特级交织图样，对信息数据进行处理，并发送。基站接收到K个终端经过信道以及被噪声污染的信号后，通过多用户检测装置(包含了单载波栅格映射的解映射以及多载波调制的解调过程)，并进行检测器与解码器之间的迭代，得到每个终端的信息数据。
[0139] 其中，所述各个终端的信息数据分布在等间隔的子载波上，且各个终端通过分配到不同的子载波上实现资源正交分配。进一步，还包括，基于所述通过分配到不同的子载波上实现资源正交分配的终端确定终端组，且根据正交资源分配方式区分各终端组。
[0140] 具体地，从实施例一中的描述可以看到，每个终端的数据均匀分布在离散的子载波上。利用这一特性能，不同的终端能够通过分配到不同的子载波上实现正交的资源分配；同时，在这些正交的资源上，仍然能够以非正交的方式对更多的终端提供支持。本实施例中，将处于正交资源上的终端称为终端组，终端组间通过正交资源分配方式相互区分，终端组内通过非正交多址接入方式进行区分。例如，终端进行单载波栅格映射时，映射到的子载波间的映射间隔最小为m，则该时频资源内的终端组有m个，同时每个终端组内，能够以非正交的方式支持K个终端。则该时频资源内支持的终端数为Km。上述正交与非正交的终端支持方式以图12描述。
[0141] 下面将讨论多用户联合检测器对同一终端组内的不同终端的区分方式。具体包括：
[0142] 1.仅用比特级交织区分不同终端。即终端组内的不同终端使用相同的单载波栅格映射，使用不同的比特级交织序列。同时，对于单载波栅格映射中可选的符号级交织，不同终端可以采用相同的符号级交织序列，可以不使用符号级交织。
[0143] 其中，所述比特级交织可以采用比特级加扰替代，即为不同终端分配不同的扰码序列，通过不同的扰码序列来区分不同的终端。
[0144] 2.仅使用栅格映射图样来区分不同终端。即终端组内的不同终端使用相同的比特级交织，或是不使用比特级交织，使用不同的单载波交栅映射图样来区分不同终端。
[0145] 需要说明的是，上述两种区分方式可以结合使用，即不同终端采用不同的比特级交织和/或单载波交栅映射图样。该方式的一种实现方式为，将终端按照业务类型或是业务量等依据进行分组，相同组内的终端采用不同的单载波栅格映射图样，但是采用相同的比特级交织图样；不同组间的终端采用不同的比特级交织图样，同时可以采用相同或不同的单载波栅格映射图样。或是相同组内的终端采用不同的比特级交织图样，但是采用相同的单载波栅格映射图样；不同组间的终端采用不同的单载波栅格映射图样，同时可以采用相同或不同的比特级交织图样。
[0146] 采用以上一种或两种区分终端的方式，可以根据网络负载进行调整。当网络负载较轻时，可以仅使用一种区分终端的方式。但是当网络负载较重时，则需结合两种区分终端的方式，以期能够支持更多的终端。具体来说，当网络负载高于某一预先设定的阈值时，需要同时使用比特级交织图样以及单载波栅格映射图样来区分终端；若网络负载低于该阈值，则仅需要使用一种方式来区分终端。
[0147] 具体的，所述基于单载波交栅映射区分终端组内的不同终端根据采用的不同符号级映射区分和/或根据频域栅格映射处理中的不同映射方式区分。
[0148] 实施例一中介绍了多种栅格映射的实施方式，下面分别介绍不同实施方式中不同单载波交栅映射图样的实现方式。
[0149] 具体地，所述基于栅格映射图样区分同一终端组内的不同终端具体根据采用的不同符号级交织处理区分和/或根据频域栅格映射处理中的不同映射方式区分。其中，所述根据频域栅格映射处理中的不同映射方式区分包括以下情况：
[0150] 若采用直接映射方式进行频域栅格映射处理，则通过终端组内非零子载波的间隔区分不同终端；
[0151] 若采用码本映射方式进行频域栅格映射处理，则通过不同的码本区分不同终端；
[0152] 若采用插零方式进行频域栅格映射处理，则通过子载波间不同的插零个数区分不同终端。
[0153] 具体说明如下：
[0154] a.采用不同的符号级映射；
[0155] b.频域栅格映射中，若采用直接映射方式的频域栅格映射，则不同终端可以采用不同的映射间隔。具体来说，若该终端组内的非零的子载波间的映射间隔为m，在这些非零子载波上，不同终端可以选择间隔n个非零子载波进行直接映射，其中n为不小于1的整数。若n＝1，则表示在全部的可用非零子载波上进行直接映射。即终端组内通过非零子载波的间隔区分各个终端。该方式可用图13描述。图13中，终端1采用映射间隔为2的映射方式，也即该终端组可以采用的最小映射间隔。终端2采用更大的映射间隔，即n＝2；对于终端3，则采用n＝4的映射间隔。
[0156] 若采用码本映射方式进行频域栅格映射，则不同终端可以采用不同的码本。即终端组内通过码本区分各个终端。
[0157] 若采用插零方式进行频域栅格映射，则不同终端可以采用不同的插零个数，但是插零个数应满足映射后的非零子载波落于终端组的非零子载波集合内。
[0158] 上述a、b两种方式也能够同时使用，即同时通过符号级交织与单载波栅格映射区分终端。具体来说，通过不同的符号级交织与不同的频域栅格映射的组合，获得更多的单载波栅格映射的图样，从而能够区分更多的终端。
[0159] 可选的，所述基于栅格映射图样区分同一终端组内的不同终端具体根据时域栅格映射处理中的不同映射方式和/或资源映射方式区分。
[0160] 若采用时域栅格映射的方式完成单载波栅格映射(图8对应方式)，则通过不同的时域栅格映射与不同的资源映射方式，均获得不同的单载波栅格映射图样。具体来说，通过时域栅格映射方式区分终端包括：
[0161] 1.若采用在符号序列后补零再进行交织的方式，则通过不同符号级交织序列区分不同终端；
[0162] 2、若采用在符号序列后补零再进行符号级加扰处理的方式，则通过不同符号级加扰序列区分不同终端；
[0163] 3.若采用在符号序列中直接插零的方式，则通过不同的插零图样区分不同终端；
[0164] 4.若采用直接映射的方式，则通过不同的映射图样和/或符号级交织序列区分不同终端；
[0165] 5.若采用直接映射的方式，则通过不同的映射图样和/或符号级加扰序列区分不同终端；
[0166] 6.若采用码本映射的方式，则通过不同码本和/或符号级交织序列区分不同终端；
[0167] 7.若采用码本映射的方式，则通过不同码本和/或符号级加扰序列区分不同终端。
[0168] 进一步的，所述通过资源映射方式区分不同终端包括以下情况：
[0169] 1.若采用顺序映射方式，则通过不同的子载波的映射间隔区分不同终端；
[0170] 2.若采用图样映射方式，则通过不同的映射图样和/或不同的子载波映射间隔区分不同终端；
[0171] 3.若采用码本映射方式，则通过不同的码本和/或不同的子载波映射间隔区分不同终端。
[0172] 上述描述中不同终端采用不同子载波映射间隔的方式可参考图13以及相关描述。且上述通过时域栅格映射以及通过资源映射的方式区分终端可以结合使用。即通过采用不同的时域栅格映射图样以及资源映射方式，来获得更多的单载波栅格映射图样，以支持更多的终端。
[0173] 此外，上述描述中的符号级交织可以由符号级加扰所替代。
[0174] 实施例三：
[0176] 图14中，多用户检测器接收经过来自多个终端的，经过信道和噪声污染的，叠加后的信号，以及来自多个信道解码器的多个终端信息估计所构成的先验信息，输出多个终端信息的后验信息，用于后续的解码等步骤。
[0177] 本发明所提供的多用户检测器并不仅适用于本发明所提供的单载波交栅多址，同样适用于基于SC-FDMA波形的交栅多址。图14所示框图中，等效信号获取用于根据接收到的信号提取出叠加在一起的终端组的等效接收信号；等效信道获取用于根据发送信号中插入的参考信号获取终端组的等效信道状态信息；检测窗确定用于后续对数似然比计算中的信号；对数似然比计算与更新用于根据前述模块获取的等效接收信号、等效信道系数以及检测窗，与来自解码器的先验信息一同计算与更新用于后续解码器解码处理的输出信息。
[0178] 为更好的描述本实施例中所提供的检测器的工作原理与流程，做出如下假设。终端k经过符号调制后的待发送序列为 其中NDFT为待发送序列长度。其中，不同终端的序列长度可以不同，这里为描述方便，假设各个终端的发送序列长度相同。
[0179] 第k个终端的单载波栅格映射以矩阵 根据单载波栅格映射实现方式的不同，映射矩阵Pk的形式也不同。例如，若首先进行DFT预编码，再进行频域栅格映射，则映射矩阵 其中， 为NDFT点的DFT矩阵，
为第k个终端的频域栅格映射矩阵表述。若首先进行时雨栅格映射，再
进行DFT预编码，再进行资源映射，则映射矩阵 其中，
为第k个终端的资源映射矩阵表述， 为第k个终端的时域栅格映射表述，
N k 为经过时域栅格映射前的序列长度。第k个终端的发送序列表示为：
其中， 为NIDFT点的IDFT矩阵。
该序列添加CP后发送个接收机。
为第k个终端的频域栅格映射矩阵表述。若首先进行时雨栅格映射，再
进行DFT预编码，再进行资源映射，则映射矩阵 其中，
为第k个终端的资源映射矩阵表述， 为第k个终端的时域栅格映射表述，
N k 为经过时域栅格映射前的序列长度。第k个终端的发送序列表示为：
其中， 为NIDFT点的IDFT矩阵。
该序列添加CP后发送个接收机。
[0180] 经过信道并去除CP后的等效时域多径信道可以用拓普利兹形式的矩阵所表示。例如对于终端k的多径长度为lk的等效时域信道矩阵为：
[0181]
[0182] 接收机第r根接收天线接收到的信号为来自K个终端的信号的叠加，去除CP后，具体表示为：
[0183]
[0184] 其中向量n为噪声向量。
[0185] 为描述方便，首先描述单接收天线时接收机的处理流程，并去掉向量yr的上标r。多接收天线时的处理步骤为单接收天线处理流程的简单扩展。其中，所述多用户联合检测器包括执行以下处理过程：
[0186] 1.等效信号获取。
[0187] 等效信号获取流程如图15所示，包括如下步骤：多载波解调与单载波栅格解映射。
[0188] 多载波解调为根据终端所采用的多载波调制方式，进行包括CP去除在内的多载波的解调。
[0189] 信号提取为根据第k个终端的单载波栅格映射中DFT预编码之后的操作，进行逆操作，并进行逆DFT预编码。
[0190] 具体来说，首先对接收信号y进行多载波解调。以OFDM解调为例，由于前述描述中包括了CP去除，OFDM解调后续操作为进行DFT，该DFT可以以FFT的方式实现。多载波解调后的频域符号序列为： 其中， 为NIDFT点DFT矩阵。对于终端k，信号提取后的符号序列为： 其中， 表示第k个终端频域栅格映射(或是资源映射)的
逆映射， 表示NDFT点IDFT矩阵。若所有终端在DFT预编码之后的操作均相同，则可以采用相同的操作完成信号提取步骤。
逆映射， 表示NDFT点IDFT矩阵。若所有终端在DFT预编码之后的操作均相同，则可以采用相同的操作完成信号提取步骤。
[0191] 2.等效信道获取。
[0192] 根据信道估计结果，结合单载波交栅映射操作中DFT预编码之前的操作，得到用于检测的等效信道估计。具体来说，终端k的得到等效信道估计可以表示为：
[0193]
[0194] 即对于第k个终端来说，估计经过DFT预编码、频域栅格映射(或资源映射)，多载波调制，信道，收端多载波解调，信号提取，以及逆DFT预编码的等效信道。该信道可以通过在发送机插入的频域参考信号进行频域估计，得到频域信道 再根据第k个终端的频域栅格映射图样(或资源映射图样)，得到如上等效信道。
[0195] 3.检测窗确定。
[0196] 上述等效信道估计与等效信号估计中，可以看到对一个终端的一个符号，由于多径扩展的原因，该符号可能会影响到等效信号的多个符号。如果同时考虑全部等效信号，将会导致检测复杂度的显著上升，不利于本方案的实施。因此需要确定检测窗的大小，通过检测窗的合理定义，能够取得检测复杂度和性能间的折中。
[0197] 具体来说，对于每个终端，需要定义观测窗，窗长为Lobv，表示计算每个发送符号估计值时需要考虑的等效信号的个数；定义干扰窗，窗长为Lint，表示计算每个发送符号估计值时考虑的每个终端对该符号产生干扰的符号个数。检测终端k的第n个符号时，根据观测窗长的定义，取得观测序列 以及观测等效信道
[0198] 观测窗内取值方法可以分为以下两种：
[0199] a.以待检测符号为中心，取得观测窗与观测等效信道；
[0200] b.以待检测符号为起始点，取得观测窗与观测等效信道。
[0201] 4.对数似然比计算与更新。
[0202] 为降低检测复杂度，假设干扰与噪声服从高斯分布。在计算对数似然比时需要计算来自其他终端的干扰均值与方差。
[0203] 根据前次迭代先验信息计算得到的终端发送符号估计的均值为 方差为根据先验信息计算发送符号估计的均值与方差的方式可以参照文献[Li Ping,
Lihai Liu,K.Y.Wu,and W.K.Leung,Interleave-Division Multiple-Access(IDMA)Communications]。
Lihai Liu,K.Y.Wu,and W.K.Leung,Interleave-Division Multiple-Access(IDMA)Communications]。
[0204] 根据前述观测窗的定义，对第n个符号，得到观测窗内的发送符号估计的均值与方差
[0205] 对于第k个终端的第n个符号，其受到的干扰与噪声服从高斯分布，其分布函数可以写为：
[0206]
[0207] 其中， 为干扰估计， 为干扰方差估计。其中，σ2为噪声方差，I为单位矩阵diag(x)表示以向量x为对角元素的对角矩阵。A为归一化参数。
[0208] 根据上述分布函数，以及前次迭代的先验信息，得到输出的对数似然比。
[0209] 需要说明的是，若不同终端在DFT预编码之后未进行终端特定的频域栅格映射(或资源映射)，即不同终端采用了相同的频域栅格映射(或资源映射)，或是不同终端在DFT预编码后未进行交织或是符号次序的打乱，则信号提取步骤可统一进行。若不同终端在DFT预编码之后仅进行了子载波映射间隔的改变，则信号提取步骤仍可统一进行。但是此时采用了不同映射间隔的终端DFT预编码需要的DFT点数不同，进行信号提取步骤时，DFT逆预编码采用子载波映射间隔最小的映射方式对应的DFT逆预编码矩阵。采用较大DFT预编码的终端，其经过DFT逆预编码后的符号序列为其自身符号序列的周期性重复。在由先验信息构造符号序列均值与方差时需要考虑由于子载波映射间隔不同导致的周期性。即采用最小子载波映射间隔的终端k1采用的DFT点数为NDFT，其由先验信息所构造的符号均值和方差分别为与 采用两倍最小子载波映射间隔的终端k2采用的DFT点数为NDFT/2，其由先验信息所构造的符号均值和方差分别为
与 用于检测的符号均值与方差
为 ：
即进行检测时，其符号均值与方差均重复了两次。对于采用m倍最小子载波映射间隔的终端，其DFT点数为NDFT/m，检测时，其由先验信息所构造的符号均值与方差需重复m次。后续等效信道矩阵获取以及对数似然比计算步骤中，不需做额外处理。得到对数似然比后，需要将得到的结果根据重复的次数对位合并(即相加)，得到NDFT/m个符号的对数似然比。
与 用于检测的符号均值与方差
为 ：
即进行检测时，其符号均值与方差均重复了两次。对于采用m倍最小子载波映射间隔的终端，其DFT点数为NDFT/m，检测时，其由先验信息所构造的符号均值与方差需重复m次。后续等效信道矩阵获取以及对数似然比计算步骤中，不需做额外处理。得到对数似然比后，需要将得到的结果根据重复的次数对位合并(即相加)，得到NDFT/m个符号的对数似然比。
[0210] 对于接收机存在多个天线的情况，可以每个天线单独处理接收信号，在得到对数似然比后进行合并(即相加)，或是每个天线单独进行等效信号获取、等效信道获取以及检测窗确定，在计算分布函数时同时考虑多个天线的接收信号。
[0211] 实施例四：
[0212] 本实施例中，将简要介绍本发明所提供的基于栅格映射的多终端的多流信息传输方式。
[0213] 以上实施例中，均假设每个终端仅有单流传输。当终端需要传输的数据量较大时，单流传输可能不足以满足终端的数据传输需求。此时一种可能的提高数据率的方式为终端采用多流传输。终端采用多流传输时，发射机框图如图16所示。
[0214] 进一步的，如图17所示，当同一终端包括多个数据流时，则采用以下步骤对该终端的多个数据流进行处理：
[0215] 步骤S811、对不同数据流的信息数据进行信道编码，得到不同数据流对应的编码后序列；
[0216] 步骤S812、对所述编码后各序列分别进行符号调制，得到不同数据流对应的调制后的符号序列；
[0217] 步骤S813、基于所述栅格映射图样对所述调制后的各符号序列分别进行栅格映射处理；
[0218] 步骤S814、将不同数据流对应的经过栅格映射处理的各序列分别幅度和相位处理；
[0219] 步骤S815、对经过幅度和相位处理的各序列分别进行多载波调制，得到不同数据流对应的调制后序列；
[0220] 步骤S816、将所述不同数据流对应的调制后序列叠加后进行基带到射频处理。
[0221] 进一步，还包括，将不同数据流对应的经过栅格映射处理的各序列分别幅度和相位处理后，先将不同数据流对应的处理结果进行叠加，再对叠加后结果进行多载波调制处理，最后对多载波调制处理后的序列进行基带到射频处理。
[0222] 对于多流传输的采用的终端发射机如图16所示。终端有L个数据流需要发送，每个数据流采用不同的单载波栅格映射图样和/或比特级交织序列。每个数据经过各自的比特级交织、调制、各自的单载波栅格映射，进行相应的幅度&相位处理以及多载波调制。经过上述处理后，将信号进行合并(相加)并进行基带到射频处理，通过天线发送。需要说明的是，再经过幅度&相位调制后，各个数据流可以先合并(相加)，再进行多载波处理。
[0223] 上述幅度&相位处理的功能为改变经过栅格映射后的符号的相位和/或幅度，使得不同数据流在接收机面对的等效信道不同。其中，所述幅度&相位处理包括仅改变幅度、相位、幅度和相位。第l个数据流的幅度&相位处理通过在经过单载波栅格映射后的符号乘以因子αl完成。选取因子αl的一个可能的准则为使得发送的所有可能的符号选择间的最小欧式距离最大。例如对于两流QPSK星座图传输，一种可能的幅度&相位因子取值为：
[0224] 表1：两流传输时的各个流对应的幅度&相位因子
[0225]
[0226] 此时，按照表1所述幅度&相位因子进行调整后，相当于形成了具有16个点的发射星座图，类似于16QAM传输。
[0227] 对于三流QPSK星座图传输，一种可能的幅度&相位因子取值为：
[0228] 表2：两流传输时的各个流对应的幅度&相位因子
[0229]
[0230] 此时，按照表2所述幅度&相位因子进行调整后，相当于形成了具有64个点的发射星座图，类似于64QAM传输。
[0231] 上述根据最小欧式距离最大化得到的准则所需要的因子均之后幅度调整，对于其他类型的星座图，例如PSK等，可能会出现幅度与相位同时调整，即调整因子为复数的情况。其他的幅度&相位因子的选择也是可行的，例如使得合成的等效星座图中的点接近高斯分布等。
[0232] 进一步，还包括通过广播信道、控制信道或高层信令配置池接收已配置的比特级交织图样，并基于该比特级交织图样对所述编码后序列进行比特级交织处理，从而获得相应的比特级交织序列。
[0233] 对于同一终端，不同的流需要采用不同的单载波栅格映射图样和/或不同的比特级交织图样。例如对于同一终端的不同流，采用相同的单载波栅格映射图样和不同的比特级交织，不同终端间采用不同的单载波栅格映射图样。基站在进行多用户检测时，通过单载波栅格映射图样区分终端，通过比特级交织序列区分来自同一终端的不同流。不同终端间，比特级交织序列可以一样或不一样。
[0234] 或是对于同一终端的不同流，采用相同的比特级交织序列，和不同的单载波栅格映射图样。基站在进行多用户检测时，通过比特级交织序列区分不同的终端，通过单载波栅格映射图样区分来自同一终端的不同流。不同终端可以采用相同或不同的单载波栅格映射图样。
[0235] 或是对于不同终端的不同流，采用不同的比特级交织序列和不同的单载波栅格映射图样。基站在进行多用户检测时，通过比特级交织序列和单载波栅格映射图样来区分来自不同终端的不同流。
[0236] 此外，若不同终端采用相同的比特级交织序列，或是不采用比特级交织序列，在不同终端的不同流需要采用不同的单载波栅格映射图样。若不同终端采用相同的单载波栅格映射图样，则不同终端的不同流采用不同的比特级交织序列。
[0237] 对于仅有一个数据流，但是数据流较长的情况，先对该数据流进行信道编码、比特级交织与调制，再对调制后的数据流进行串并转换，将之转换为多个数据流，每个数据流采用不同的单载波栅格映射图样，之后不同数据流的数据进行合并，再进行多载波调制、基带到射频处理；或是经过单载波栅格映射之后的各流序列，分别进行多载波调制，再进行合并，对合并后的数据流进行基带到射频处理。接收机在进行检测时，根据比特级交织区分终端，根据单载波栅格映射图样区分各个流。
[0238] 另一种方式为，对该数据流进行信道编码，之后进行串并转换，将之转换为多个数据流，按照图16所述方式进行处理。
[0239] 实施例五：
[0240] 为进一步对上述实施例所述方法进行说明，本实施例中，将简要介绍本发明所提供的基于栅格映射的多终端信息发送方式与多天线技术的结合方式。
[0241] 当终端配备多个发射天线时，能够通过与多天线技术的结合，获得提高系统的传输效率和/或传输可靠性。本发明所提供的多终端接入的信息发送方式也能够和多天线技术相结合。
[0242] 一种最简单的结合方式为，终端仅有单数据流传输时，该数据流经过信道编码、可选的比特级交织、调制、单载波栅格映射后，通过串并转换转换为多个数据流，进行多天线技术的层映射以及预处理，经过各自的多载波调制后，通过多个发射天线进行发送。其中所述预处理包括空频编码、空时编码以及根据信道反馈的预编码矩阵选择等。这种传输方式相当于单载波交栅多址与多天线技术的简单结合，实施例二中的区分终端的方式均适用。
[0243] 另一种结合方式为，终端有多个数据流进行传输时，多个数据流分别进行各自的信道编码、比特级交织、调制、各自的单载波栅格映射后，进行多天线技术的层映射以及预处理，形成多个待发送数据流。这些数据流经过各自的多载波调制后，通过多个发射天线进行发送。这种方式中，可以使用不同的单载波栅格映射图样和/或比特级交织图样区分不同终端的不同的数据流。具体来说，同一终端的不同数据流可以使用不同的比特级交织图样，而使用相同的单载波栅格映射图样；不同终端使用不同的单载波栅格映射图样，可以使用相同或不同的比特级交织序列。或者，同一终端的不同数据流可以使用不同的单载波栅格映射图样，而使用相同的比特级交织序列；不同终端使用不同的比特级交织序列，可以使用相同或不同的单载波栅格映射图样。或者，不同终端的不同数据流，使用不同的单载波栅格映射图样和不同的比特级交织序列。
[0244] 上述多个数据流，也可以是同一数据流经过串-并转换得到的，或是同一数据流经过信道编码后经过串-并转换得到多个数据流，多个数据流再进行各自的比特级交织、调制、单载波栅格映射后，进行层映射、预处理，从而形成多个待发送数据流，分别进行多载波调制，并发送。或是同一数据流经过信道编码、比特级交织、调制后，进行串-并转换得到多个数据流，进行单载波栅格映射后，进行层映射、预处理，从而形成多个待发送数据流，分别进行多载波调制，并发送。最后一种情况中，一个终端仅能使用一个比特级交织图样，可行的区分不同终端不同数据流的方式是通过不同单载波栅格映射图样区分，或是通过比特级交织区分终端，通过单载波栅格映射图样区分同一终端的不同数据流。
[0245] 另一种与多天线技术的结合方式为，终端有多个数据流进行传输时，多个数据流分别进行各自的信道编码、比特级交织、调制、各自的单载波栅格映射后，每个数据流进行各自的幅度&相位调整，并进行叠加。叠加后的数据流进行层映射和预处理，得到多个待发送的数据流，分别进行多载波调制，并发送。这种方式等价于多流发送的单载波交栅多址接入方式与多天线技术的结合。所述幅度&相位调整用于每个经过单载波栅格映射的数据流幅度与相位，使其叠加后的等效星座点间有较大的最小欧式距离。一种实现幅度&相位调整的方式为将每个数据流乘以对应的幅度&相位调整因子。
[0246] 不同终端的不同数据流通过单载波栅格映射和/或比特级交织进行区分。具体来说，同一终端的不同数据流可以使用不同的比特级交织图样，而使用相同的单载波栅格映射图样；不同终端使用不同的单载波栅格映射图样，可以使用相同或不同的比特级交织序列。或者，同一终端的不同数据流可以使用不同的单载波栅格映射图样，而使用相同的比特级交织序列；不同终端使用不同的比特级交织序列，可以使用相同或不同的单载波栅格映射图样。或者，不同终端的不同数据流，使用不同的单载波栅格映射图样和不同的比特级交织序列。
[0247] 上述多个数据流，也可以是同一数据流经过串-并转换得到的，或是同一数据流经过信道编码后经过串-并转换得到多个数据流，多个数据流再进行各自的比特级交织、调制、单载波栅格映射后，乘以各自的幅度&相位调整因子，并叠加，进行层映射、预处理，从而形成多个待发送数据流，分别进行多载波调制，并发送。或是同一数据流经过信道编码、比特级交织、调制后，进行串-并转换得到多个数据流，进行单载波栅格映射后，乘以各自的幅度&相位调整因子，并叠加，再进行层映射、预处理，从而形成多个待发送数据流，分别进行多载波调制，并发送。最后一种情况中，一个终端仅能使用一个比特级交织图样，可行的区分不同终端不同数据流的方式是通过不同单载波栅格映射图样区分，或是通过比特级交织区分终端，通过单载波栅格映射图样区分同一终端的不同数据流。
[0248] 上述与多天线技术的结合方式可以结合使用。例如，部分数据流采用第二种结合方式，各个数据流间独立处理；而部分数据流采用第三种结合方式，各个数据流叠加后进行处理。
[0249] 实施例六：
[0250] 为更进一步对上述实施例所述方法进行说明，本实施例中，将简要介绍本发明所提供的基于栅格映射的多终端信息接收和发送方法中多个终端与基站的通信流程。
[0251] 采用单载波交栅多址方式的终端与基站间的通信可以采用基于调度的通信方式，也可以采用基于免调度的通信方式。
[0252] 对于采用基于调度的通信方式的终端，其工作流程为：
[0253] 首先终端通过下行控制信道完成下行同步，通过广播信道获取必要的系统信息以及随机接入信道的相关信息；
[0254] 终端通过随机接入过程，完成上行同步，并获取终端ID信息；
[0256] 基站接收到调度请求后，根据当前网络负载状况、现有时频资源的调度情况以及现有时频资源上多址资源的调度情况，为终端分配时频资源以及多址资源。其中，对于单载波交栅多址来说，所述多址资源包括：在该时频资源上所在的终端组、比特级交织序列以及单载波栅格映射图样。其中，所述终端组包括了该时频资源上进行子载波映射时的最小映射间隔，以及首个子载波的映射位置。最小映射间隔决定了时频资源上的终端组的个数，而首个子载波的映射位置决定了终端组的位置。另一种通知方式为通知终端组的个数与终端组的索引，终端通过该个数与索引获知具体的分配结果。同时，基站能够将多个终端调度在相同的时频资源上，多个终端通过不同终端组的资源分配，以及相同终端组内的不同单载波栅格映射和/或比特级交织序列区分不同终端。
[0257] 基站在下行控制信道中发送上行传输授权，相应的时频资源以及多址资源。终端接收到上行授权以及时频资源、多址资源后，在相应的时频资源和多址资源上发送上行数据。
[0258] 基站接收到上行数据后，进行多用户检测，根据时频资源、多址资源获得不同终端的数据，并根据循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check,CRC)判断数据检测是否正确。若正确，发送ACK信号；若不正确，发送NACK信号。对于重传，基站将评估使用先前传输的时频资源与多址资源传输重传数据是否会引起冲突，若不会引起冲突，则不发送上行授权与资源分配信息；若可能引起冲突，则发送上行授权，重传指示，以及包括时频资源和多址资源的资源分配信息。
[0259] 终端检测下行信道中的HARQ指示信道，若检测得到ACK信号，则完成本次传输；若检测得到NACK信号，而并未收到授权信息，则使用前次分配的资源，包括时频资源与多址资源，发送重传信息；若检测得到上行授权信息和重传信息，则按照新分配的资源，包括时频资源与多址资源，发送重传信息。所述流程可用图17描述。
[0260] 另一种通信方式为免调度的通信方式。这种调度方式中，一种可能的方式为，终端通过下行同步以及随机接入过程完成的上行同步，并获取了终端ID等信息。基站根据网络负载情况为不同终端分配多址资源以及参考信号，并通过高层信令的方式配置。其中，多址资源包括在相同时频资源上的终端组信息以及终端组内的单载波栅格映射图样信息和/或比特级交织序列信息。
[0261] 终端有发送数据的需求时，根据所分配的多址资源以及参考信号，随机选择用于免调度传输的时频资源进行发送。基站对接收信号进行盲多用户检测，得到终端发送的上行数据。
[0262] 另一种可能的免调度传输方式为，终端仅进行下行同步，并通过下行控制信道、下行共享信道或广播信道获知系统的资源池信息。资源池内包含用于非正交多址接入的多址资源信息、参考信号信息和/或时频资源信息。
[0263] 当终端有数据发送的需求时，在该资源池中以等概率随机选择资源，并发送上行数据。基站对接收信号进行盲多用户检测，获得上行数据检测结果。
[0264] 实施例七：
[0265] 基于实施例二及实施例三提供的基于栅格映射的多终端信息接收方法，本实施例提供了一种基于栅格映射的多终端信息接收设备，如图21所示，该设备包括配置单元81、射频-基带处理单元82、检测单元83。
[0266] 具体地，配置单元81用于配置栅格映射图样，并将所述栅格映射图样发送给各个终端；射频-基带处理单元82用于对接收到的各个终端的经信道叠加的信息数据进行射频到基带处理；检测单元83用于基于所述栅格映射图样，采用多用户联合检测器对所述信息数据进行处理，得到各个终端分别对应的处理后信息数据。
[0267] 本发明的方案中，实施例七提供的基于栅格映射的多终端信息接收设备中各模块的具体功能实现，可以参照实施例二及实施例三提供的基于栅格映射的多终端信息接收方法的具体步骤，在此不再详述。
[0268] 实施例八：
[0269] 基于实施例一及实施例四、实施例五提供的基于栅格映射的多终端信息发送方法，本实施例提供一种基于栅格映射的多终端信息发射设备，如图22所示，该设备包括接收单元91、信道编码单元92、符号调制单元93、栅格映射单元94、多载波调制单元95、发送单元96。
[0270] 具体地，接收单元91用于接收已配置的栅格映射图样；信道编码单元92用于将信息数据进行信道编码，得到对应的编码后序列；符号调制单元93用于对所述编码后序列进行符号调制，得到调制后的符号序列；栅格映射单元94用于基于所述栅格映射图样对所述调制后的符号序列进行栅格映射处理；多载波调制单元95用于将经过栅格映射处理的序列进行多载波调制，得到对应的调制后序列；发送单元96用于对所述调制后序列进行基带到射频的处理后发送。
[0271] 本发明的方案中，实施例八提供的基于栅格映射的多终端信息发射设备中各模块的具体功能实现，可以参照实施例一及实施例四和五提供的基于栅格映射的多终端信息发送方法的具体步骤，在此不再详述。
[0272] 以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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