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比特分割 | 带你读《5G非正交多址技术》之九

简介: 比特分割类的方案在 3GPP MUST 的研究阶段也被称为 MUST Category 3。

第 2 章 下行非正交传输技术

| 2.4 灵活功率比的 Gray 叠加 |

| 2.5 比特分割 |

比特分割类的方案在 3GPP MUST 的研究阶段也被称为 MUST Category 3。
比特分割类型的非正交叠加有两种小类。第一小类可以看成是镜像变换叠加的 特例,即通过限制远端用户与近端用户的功率比,使得复合的星座图不仅满足 Gray 映射的特性,而且是 LTE 传统支持的单用户的星座图,即星座图是规则 的,且是等间距的[8]。表 2-5 是举了几个例子,说明如何根据远近用户调制方 式的组合来设置合适的功率比,使得叠加后的星座图成为传统的星座图。如当 远端用户分配 80%的功率,而近端用户分配 20%的功率时,叠加后的星座图是 一个规则经典的 16QAM 星座图。
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之所以称为比特分割,是因为可以把叠加后的规则星座图看成是一个大的 集合,每一用户的星座图是这个大集合中的一个子集。形象地看,如表 2-5 中 的第二行,传统 64QAM 星座图可以承载 6 个编码比特,将这 6 个比特分割为 2 个比特和 4 个比特,分别给远端用户和近端用户,其功率比为 0.762 : 0.238, 分别采用 QPSK 和 16QAM 的调制方式。复合星座图是传统的 QAM 星座图, 其标准化的工作相对较少,基本上就是定义一张功率比的表格,由于功率比的选择受限,调度器的用户配对和资源分配相比镜像转换映射 要更受约束,所以该非正交系统的吞吐量不如镜像映射。
以上的例子都是比特分割方法的第一小类,其比特分割的方式对于一个 编码块中的每一个调制符号都是相同的。如果分割方式是随调制符号的变化 有所调整,则将其归为比特分割的第二小类。如图 2-18 所示,这里复合星座 图是 256QAM,那么对于每一个调制符号(8 个比特位),有不同数目的比特 分配给近端和远端用户。如前 6 个调制符号分割成 3 : 5,后 6 个符号分割为 6 : 2。
第二小类的比特分割由于可以做到对每个调制符号级别的任意调整,所以 在理论上能够十分精细地匹配每个复用用户的信道状态。但是这对于 LTE 系统的标准化影响较大,主要体现在信道质量指示(Channel Quality Indicator, CQI) 和传输块大小(Transport Block Size, TBS)的改动上[9]。传统的 CQI 表格的设 计是假设一定长度的传输块中的编码比特所对应的调制等级是相同的,逐符号 级别的灵活比特划分势必需要引入更复杂的换算,或者是粒度更细的CQI等级。 同样,传统的传输块大小的表格的设计是与 CQI 等级相配合的,所以也需要一 定的调整。
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2.5.1 发射侧过程

图 2-19 是比特分割叠加方法的发射侧的信号处理框图,远端和近端用户的 信息比特首先经过信道编码、速率匹配和扰码的过程。如前面所述,由于可以 支持逐调制符号的比特划分,其速率匹配的具体计算与传统 LTE 中的计算有区 别。之后,编码比特根据调制符号的比特划分,分别映射到相应的星座索引上, 再对照传统星座图,得到各自的星座点。
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2.5.2 接收机算法

比特分割方法能够保证叠加后的星座图不仅满足 Gray 映射的特点,而且星座点是等间距的,因此接收端可以采用相对简单的符号级干扰消除,在这一 点上与镜像变换映射叠加的情形是一样的。对于第二小类的比特分割,速率匹 配的具体做法与传统的会有一些区别。
注意,远端用户一般采用线性小二乘接收机即可。

| 2.6 性能评估 |

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