[发明专利]基于NOMA的通信系统中的可变长度编码

说明书

一种用于提高下行链路NOMA的性能的可变长度编码方法。取决于信道条件和等待要由NN所服务的UE发送的数据量，NN对具有适当信道质量的UE进行分组(例如将两个UE配对)，以及适配不同子码字中的发射功率以及码字长度，以使得UE的最低服务质量要求被满足。这使得能够提高UE/网络可实现速率和NN能效。

技术领域

公开了与非正交多址(NOMA)通信系统有关的实施例。

背景技术

在蜂窝电信系统的设计中，多址方案的设计是令人感兴趣的。多址方案的目标是以频谱、成本以及复杂度高效的方式为多个用户设备(UE)(即能够与基站或其他接入点进行无线通信的无线通信设备，例如智能手机、平板电脑、平板手机、智能传感器、无线物联网(IoT)设备等)提供无线电资源。在1G到3G无线通信系统中，已经引入了频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)以及码分多址(CDMA)方案。长期演进(LTE)和高级LTE采用正交频分多址(OFDMA)和单载波(SC)-FDMA作为正交多址(OMA)方案。这样的正交设计的优点在于，UE之间不存在相互干扰，从而用简单的接收机实现高系统性能。

最近，作为用于LTE和5G系统的有前途的多址技术，非正交多址(NOMA)受到了相当大的关注。利用NOMA，两个或更多个UE可以共享相同的时间资源和频率资源以及(如果适用)相同的码资源和波束资源。特别地，3GPP已经在不同的应用中考虑了NOMA。例如，在LTE版本12中以及在LTE版本13的研究项目中，以“下行链路多用户叠加传输”的名称引入了NOMA作为网络辅助干扰消除和抑制(NAICS)的扩展，以缓解小区间干扰(ICI)。此外，在最近的3GPP会议中，决定除了OMA方法之外，新无线电(NR)应当以支持(至少)上行链路NOMA为目标。

发明内容

在某些情况下，使用NOMA不仅在总速率方面胜过OMA，而且在实现最大容量区域方面更优。但是，基于NOMA的数据传输可能面临以下问题：

第一，与OMA相比，NOMA的性能增益及其有用性在很大程度上取决于被分组UE的信道质量。特别是，取决于信道质量，网络可能无法满足UE的最低服务质量要求，或者NOMA的相对性能增益可能不那么显著以至于值得额外的解码复杂度/延迟。

第二，由于NOMA的实现复杂性和解码延迟，在许多情况下，在具有大量请求接入的UE以使得没有足够正交资源以OMA方式来服务所有UE的密集网络中实现NOMA更有利的。在这样的场景中，信道状态信息(CSI)的获取成为系统性能的瓶颈，因为它可能消耗大部分的可用频谱。由于此原因，预期NOMA在以固定频率工作的固定系统中最为有用，在固定系统中，信道系数在多个分组传输中(几乎)保持恒定，并且很少需要CSI更新。但是，在固定UE的情况下，网络遭受不良网络分集的影响，这影响混合自动重传请求(HARQ)方案的性能，并且增大了需要多次重传的概率。

第三，NOMA的性能增益可能是以“弱”UE(即，与接入点的信道状况差的UE，例如位于小区边缘或小区边缘附近的UE)的低可实现速率为代价的，尤其是在弱UE与网络节点(NN)之间的直接链路经历较差信道条件时。这尤其是因为与OMA相比，NOMA的相对性能增益随着配对UE的信道质量之间的差的增大而增大。在这样的情况下，对于弱UE的数据传输，NN可能遇到较差的错误概率。

除了其他改进之外，本公开描述了一种用于提高下行链路NOMA的性能的可变长度编码方法。取决于信道条件和等待要由NN所服务的UE发送的数据量，NN对具有适当信道质量的UE进行分组(例如将两个UE配对)，以及适配不同子码字中的发射功率以及码字长度(即，所使用的子码字的数量)，以使得UE的最低服务质量要求被满足。这使得能够提高UE/网络可实现速率和NN能效。这还使得UE能够在没有(或更少数量)重传的情况下对它们自己的消息进行解码。因此，每个UE的端到端分组传输延迟减小。此外，可变长度编码增加了弱UE的可实现速率，以及降低了强UE的解码复杂度。