基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输方法

摘要

本发明公开了基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输方法，所述方法包括：基站从小区边缘用户获取广播业务的信道状态信息，并根据所述信道状态信息确定广播业务编码调制方案；基站在小区内选择一个热点服务区域，并从所述热点服务区域中选择信道条件合适的单播业务与所述广播业务叠加传输；基站将所述单播业务与所述广播业务非正交复用，得到复合业务，并根据单播业务用户反馈的信道质量信息，确定所述复合业务的编码调制方案，并以所述复合业务的编码调制方案替换所述广播业务编码调制方案。本发明可以在不影响广播业务覆盖性能的前提下，为系统提供额外的单播业务，提高单播业务总体传输效率。

权利要求

1.一种基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输方法，其特征在于，所述方法包括：基站从小区边缘用户获取广播业务的信道状态信息，并根据所述信道状态信息确定广播业务编码调制方案；

基站在小区内选择一个热点服务区域，并从所述热点服务区域中选择信道条件合适的单播业务与所述广播业务叠加传输；

基站将所述单播业务与所述广播业务非正交复用，得到复合业务，并根据单播业务用户反馈的信道质量信息，确定所述复合业务的编码调制方案，并以所述复合业务的编码调制方案替换所述广播业务编码调制方案。

2.根据权利要求1所述的基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输方法，其特征在于，所述基站从小区边缘用户获取广播业务的信道状态信息，并根据所述信道状态信息确定广播业务编码调制方案，包括：基站向小区边缘用户发送信道状态参考信号；

小区边缘用户根据所述信道状态参考信号进行信道估计，并向所述基站反馈所述广播业务的信号状态信息，所述信道状态信息包括接收信噪比；

所述基站根据所述信号状态信息选取合适的广播业务编码调制方案，所述广播业务编码调制方案包括等效星座映射阶数和信道编码码率。

3.根据权利要求1所述的基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输方法，其特征在于，所述基站在小区内选择一个热点服务区域，并从所述热点服务区域中选择信道条件合适的单播业务与所述广播业务叠加传输，包括：基站在小区内选择一个热点服务区域；

基站根据小区内单播业务用户反馈的信道状态信息，对所选热点服务区域内的单播业务用户的信道状态信息进行排序，选择信道条件合适的单播业务与所述广播业务叠加传输。

4.根据权利要求3所述的基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输方法，其特征在于，所述根据单播业务用户反馈的信道质量值，确定所述复合业务的编码调制方案，包括：单播业务用户周期性地测量信道质量信息，并将所述信道质量信息映射为CQI值向基站汇报；

所述基站根据所述CQI值，在预设编码调制方案中选择与所述CQI值对应的目标编码调制方案，并将所述目标编码调制方案作为所述复合业务的编码调制方案，所述复合业务的编码调制方案包括：复合星座映射的阶数以及信道编码码率。

5.根据权利要求4所述的基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输方法，其特征在于，所述基站根据所述CQI值，在预设编码调制方案中选择与所述CQI值对应的目标编码调制方案，包括：所述基站根据所述CQI值确定所述CQI值对应的接收信噪比范围；

根据所述接收信噪比范围，确定所述预设编码调制方案中选择与所述接收信噪比范围对应的目标编码调制方案。

6.根据权利要求1所述的基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输方法，其特征在于，所述方法还包括：所述基站将所述复合业务的编码调制方案信道控制信息告知单播业务用户。

7.一种基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输系统，其特征在于，所述系统包括：基站以及小区，所述基站包括：广播业务分析模块，用于从小区边缘用户获取广播业务的信道状态信息，并根据所述信道状态信息确定广播业务编码调制方案；

单播业务确定模块，用于在小区内选择一个热点服务区域，并从所述热点服务区域中选择信道条件合适的单播业务与所述广播业务叠加传输；

编码调制方案确定模块，用于将所述单播业务与所述广播业务非正交复用，得到复合业务，并根据单播业务用户反馈的信道质量信息，确定所述复合业务的编码调制方案，并以所述复合业务的编码调制方案替换所述广播业务编码调制方案。

8.根据权利要求7所述的基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输系统，其特征在于，所述广播业务分析模块包括：信号发送单元，用于基站向小区边缘用户发送信道状态参考信号；

状态接收单元，用于小区边缘用户根据所述信道状态参考信号进行信道估计，并向所述基站反馈所述广播业务的信号状态信息，所述信道状态信息包括接收信噪比；

方案确定单元，用于所述基站根据所述信号状态信息选取合适的广播业务编码调制方案，所述广播业务编码调制方案包括等效星座映射阶数和信道编码码率。

9.根据权利要求7所述的基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输系统，其特征在于，所述单播业务确定模块包括：基站在小区内选择一个热点服务区域；

基站根据小区内单播业务用户反馈的信道状态信息，对所选热点服务区域内的单播业务用户的信道状态信息进行排序，选择信道条件合适的单播业务与所述广播业务叠加传输。

10.根据权利要求9所述的基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输系统，其特征在于，所述编码调制方案确定模块，包括：CQI值确定单元，用于单播业务用户周期性地测量信道质量信息，并将所述信道质量信息映射为CQI值向基站汇报；

方案选择单元，用于所述基站根据所述CQI值，在预设编码调制方案中选择与所述CQI值对应的目标编码调制方案，并将所述目标编码调制方案作为所述复合业务的编码调制方案，所述复合业务的编码调制方案包括：复合星座映射的阶数以及信道编码码率。

11.根据权利要求10所述的基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输系统，其特征在于，所述方案选择单元，包括：信噪比范围确定子单元，用于所述基站根据所述CQI值确定所述CQI值对应的接收信噪比范围；

目标方案确定子单元，用于根据所述接收信噪比范围，确定所述预设编码调制方案中选择与所述接收信噪比范围对应的目标编码调制方案。

12.根据权利要求7所述的基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输系统，其特征在于，所述基站还包括：信息告知模块，用于将所述复合业务的编码调制方案信道控制信息告知单播业务用户。

13.一种基站，其特征在于，所述基站包括存储器、处理器及存储在存储器中并可在处理器上运行的基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输程序，处理器执行基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输程序时，实现如权利要求1‑6任一项的基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输方法的步骤。

说明书

基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输方法

技术领域

[0001] 本发明涉及数字信息传输技术领域，尤其涉及一种基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输方法。

背景技术

[0002] 蜂窝通信网络面临着爆炸性增长的流量需求，高清视频等多媒体服务在其中占比尤为显著。由于视频服务往往具有广域用户间高重合度的特征，即少量热门内容被大量的用户同时请求，传统单播的传输方法必然会面临着带宽不足以及网络拥塞的问题，而采用广播的方式推送上述内容则能够有效缓解这一问题。为此，在5G的Rel‑17版本中，3GPP对基于单小区点对多点(SC‑PTM，Single Cell Point To Multiploint)技术的5G NR(基于OFDM的全新空口设计的全球性5G标准)多媒体广播多播(MBS)系统进行了相关研究，以望实现广播业务对手持终端的覆盖。但其仍然面临这一些问题，如不能有效支持广域大塔广播；为了保证小区深度覆盖，手机广播业务的频谱效率较低；物理层传输技术上，缺乏深度交织且编码调制未面向多业务广播信道优化。

[0003] 频谱是重要战略资源，为了充分利用700M黄金频段，十分有必要提升5G MBS系统的频谱效率。非正交复用技术相比正交复用在非对称业务场景下可以显著提升系统的频谱效率，而广播业务与单播业务复用显然是一个非对称业务场景。基于非正交复用的混合广播单播传输近来收到广泛关注。

[0004] LTE有关提案中对基于叠加编码的下行非正交复用传输进行了广泛研究，且将其称为多用户叠加传输(MUST)技术。MUST(Multiuser superposition transmission，多用户叠加传输)技术共分为三类，第一类是发送端QAM(正交振幅调制)星座符号直接叠加；第二类是具有Gray映射复合星座图的非线性叠加；第三类是基于Gray映射的QAM复合星座图进行灵活的比特分割。

[0005] 现有的基于非正交复用的混合广播单播传输方案均采用在发送端直接叠加，在接收端进行SIC(Successive interference cancellation，串行干扰消除)的方法。但SIC会给单播用户带来很大的计算负担以及处理时延,当广播业务采用时频长交织时，所带来的时延将更加显著。且当有多个正交复用的单播业务与广播业务非正交复用时，每个单播用户都将面临这样的问题，不满足5G对低延时的要求。当接收端采用独立解映射和单阶段译码(即不进行SIC)时，直接叠加相比非线性叠加，由于复合星座图非Gray映射，会造成较大的BICM容量损失，所以基于Gray映射复合星座图的非线性叠加更适合不进行SIC的低复杂度、低延时的接收方案。同时，现有的解决方案并未考虑到对单播业务自适应调制与编码(AMC)的支持，当单播业务自适应时，如何保证广播业务的覆盖不受到影响也是需要考虑的问题。

[0006] 因此，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

[0007] 本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输方法。

[0008] 第一方面，本发明提供一种基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输方法，其中，所述方法包括：

[0009] 基站从小区边缘用户获取广播业务的信道状态信息，并根据所述信道状态信息确定广播业务编码调制方案；

[0010] 基站在小区内选择一个热点服务区域，并从所述热点服务区域中选择信道条件合适的单播业务与所述广播业务叠加传输；

[0011] 基站将所述单播业务与所述广播业务非正交复用，得到复合业务，并根据单播业务用户反馈的信道质量信息，确定所述复合业务的编码调制方案，并以所述复合业务的编码调制方案替换所述广播业务编码调制方案。

[0012] 在一种实现方式中，所述基站从小区边缘用户获取广播业务的信道状态信息，并根据所述信道状态信息确定广播业务编码调制方案，包括：

[0013] 基站向小区边缘用户发送信道状态参考信号；

[0014] 小区边缘用户根据所述信道状态参考信号进行信道估计，并向所述基站反馈所述广播业务的信号状态信息，所述信道状态信息包括接收信噪比；

[0015] 所述基站根据所述信号状态信息选取合适的广播业务编码调制方案，所述广播业务编码调制方案包括效星座映射阶数和信道编码码率。

[0016] 在一种实现方式中，所述基站在小区内选择一个热点服务区域，并从所述热点服务区域中选择信道条件合适的单播业务与所述广播业务叠加传输，包括：

[0017] 基站在小区内选择一个热点服务区域；

[0018] 基站根据小区内单播业务用户反馈的信道状态信息，对所选热点服务区域内的单播业务用户的信道状态信息进行排序，选择信道条件合适的单播业务与所述广播业务叠加传输。

[0019] 在一种实现方式中，所述根据单播业务用户反馈的信道质量值，确定所述复合业务的编码调制方案，包括：

[0020] 单播业务用户周期性地测量信道质量信息，并将所述信道质量信息映射为CQI值向基站汇报；

[0021] 所述基站根据所述CQI值，在预设编码调制方案中选择与所述CQI值对应的目标编码调制方案，并将所述目标编码调制方案作为所述复合业务的编码调制方案，所述复合业务的编码调制方案包括：复合星座映射的阶数以及信道编码码率。

[0022] 在一种实现方式中，所述基站根据所述CQI值，在预设编码调制方案中选择与所述CQI值对应的目标编码调制方案，包括：

[0023] 所述基站根据所述CQI值确定所述CQI值对应的接收信噪比范围；

[0024] 根据所述接收信噪比范围，确定所述预设编码调制方案中选择与所述接收信噪比范围对应的目标编码调制方案。

[0025] 在一种实现方式中，所述方法还包括：

[0026] 所述基站将所述复合业务的编码调制方案信道控制信息告知单播业务用户。

[0027] 第二方面，本发明实施例还提供一种基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输系统，其中，所述系统包括：基站以及小区，所述基站包括：

[0028] 广播业务分析模块，用于从小区边缘用户获取广播业务的信道状态信息，并根据所述信道状态信息确定广播业务编码调制方案；

[0029] 单播业务确定模块，用于在小区内选择一个热点服务区域，并从所述热点服务区域中选择信道条件合适的单播业务与所述广播业务叠加传输；

[0030] 编码调制方案确定模块，用于将所述单播业务与所述广播业务非正交复用，得到复合业务，并根据单播业务用户反馈的信道质量信息，确定所述复合业务的编码调制方案，并以所述复合业务的编码调制方案替换所述广播业务编码调制方案。

[0031] 在一种实现方式中，所述广播业务分析模块包括：

[0032] 信号发送单元，用于基站向小区边缘用户发送信道状态参考信号；

[0033] 状态接收单元，用于小区边缘用户根据所述信道状态参考信号进行信道估计，并向所述基站反馈所述广播业务的信号状态信息，所述信道状态信息包括接收信噪比；

[0034] 方案确定单元，用于所述基站根据所述信号状态信息选取合适的广播业务编码调制方案，所述广播业务编码调制方案包括效星座映射阶数和信道编码码率。

[0035] 在一种实现方式中，所述单播业务确定模块包括：

[0036] 基站在小区内选择一个热点服务区域；

[0037] 基站根据小区内单播业务用户反馈的信道状态信息，对所选热点服务区域内的单播业务用户的信道状态信息进行排序，选择信道条件合适的单播业务与所述广播业务叠加传输。

[0038] 在一种实现方式中，所述编码调制方案确定模块，包括：

[0039] CQI值确定单元，用于单播业务用户周期性地测量信道质量信息，并将所述信道质量信息映射为CQI值向基站汇报；

[0040] 方案选择单元，用于所述基站根据所述CQI值，在预设编码调制方案中选择与所述CQI值对应的目标编码调制方案，并将所述目标编码调制方案作为所述复合业务的编码调制方案，所述复合业务的编码调制方案包括：复合星座映射的阶数以及信道编码码率。

[0041] 在一种实现方式中，所述方案选择单元，包括：

[0042] 信噪比范围确定子单元，用于所述基站根据所述CQI值确定所述CQI值对应的接收信噪比范围；

[0043] 目标方案确定子单元，用于根据所述接收信噪比范围，确定所述预设编码调制方案中选择与所述接收信噪比范围对应的目标编码调制方案。

[0044] 在一种实现方式中，所述基站还包括：

[0045] 信息告知模块，用于将所述复合业务的编码调制方案信道控制信息告知单播业务用户。

[0046] 第三方面，本发明实施例还提供一种基站，基站包括存储器、处理器及存储在存储器中并可在处理器上运行的基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输程序，处理器执行基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输程序时，实现如上述方案中任一项的基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输方法的步骤。

[0047] 有益效果：与现有技术相比，本发明提供了一种基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输方法，首先，基站从小区边缘用户获取广播业务的信道状态信息，并根据所述信道状态信息确定广播业务编码调制方案。然后，基站在小区内选择一个热点服务区域，并从所述热点服务区域中选择信道条件合适的单播业务与所述广播业务叠加传输。最后，基站将所述单播业务与所述广播业务非正交复用，得到复合业务，并根据单播业务用户反馈的信道质量信息，确定所述复合业务的编码调制方案，并以所述复合业务的编码调制方案替换所述广播业务编码调制方案。本发明的基站可以根据非正交复用的单播用户的反馈，自适应调整复合业务的编码调制方案，在不影响广播业务覆盖性能的前提下，为系统提供额外的单播业务，提高单播业务总体传输效率。

附图说明

[0048] 图1为本发明实施例提供的基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输方法的具体实施方式的流程图。

[0049] 图2为Gray‑256‑QAM在AWGN信道下不同比特的信道容量。

[0050] 图3为一个等效复合星座映射组(16、64、256阶NU‑QAM)示意图。

[0051] 图4为等效复合星座映射组内不同星座映射下广播业务的信道容量示意图。

[0052] 图5为等效复合星座映射组内不同星座映射下单播业务的信道容量示意图。

[0053] 图6为星座受限可达容量界示意图。

[0054] 图7本发明采用SFN架构时的示意图。

[0055] 图8为本发明实施例提供的基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输方装置的功能原理图。

[0056] 图9为本发明实施例提供的基站的原理框图。

具体实施方式

[0057] 为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0058] 本实施例提供一种基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输方法，首先，基站从小区边缘用户获取广播业务的信道状态信息，并根据所述信道状态信息确定广播业务编码调制方案。然后，基站在小区内选择一个热点服务区域，并从所述热点服务区域中选择信道条件合适的单播业务与所述广播业务叠加传输。最后，基站将所述单播业务与所述广播业务非正交复用，得到复合业务，并根据单播业务用户反馈的信道质量信息，确定所述复合业务的编码调制方案，并以所述复合业务的编码调制方案替换所述广播业务编码调制方案。本实施例的基站可以根据非正交复用的单播用户的反馈，自适应调整复合业务的编码调制方案，在不影响广播业务覆盖性能的前提下，为系统提供额外的单播业务，提高单播业务总体传输效率。

[0059] 示例性方法

[0060] 具体实施时，如图1中所示，本实施例的基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输方法包括如下步骤：

[0061] 步骤S100、基站从小区边缘用户获取广播业务的信道状态信息，并根据所述信道状态信息确定广播业务编码调制方案。

[0062] 在本实施例中，广播业务的传输模式可以根据小区的边缘用户的广播业务的信道状态信息进行调整，因此基站首先从小区边缘用户获取广播业务的信道状态信息，然后根据该信道状态信息确定出广播业务编码调制方案，也即得到所述广播业务的传输模式。相比于传输模式固定的传统单层多媒体广播系统，本实施例对传输模式的调整可以提高广播信道的频谱效率。

[0063] 在一种实现方式中，上述步骤S100具体包括如下步骤：

[0064] 步骤S101、基站向小区边缘用户发送信道状态参考信号；

[0065] 步骤S102、小区边缘用户根据所述信道状态参考信号进行信道估计，并向所述基站反馈所述广播业务的信号状态信息，所述信道状态信息包括接收信噪比；

[0066] 步骤S103、所述基站根据所述信号状态信息选取合适的广播业务编码调制方案，所述广播业务编码调制方案包括效星座映射阶数和信道编码码率。

[0067] 具体地，基站首先向小区边缘用户发送信道状态参考信号，然后根据小区边缘广播业务的接收信噪比等信道状态信息选择合适的广播业务编码调制方案，所述广播业务编码调制方案包括等效星座映射阶数以及信道编码码率。此处等效星座映射阶数的含义为，若复合星座映射阶数为M，携带Mb个比特，其中Mb1＝log2M1个比特用于广播业务的传输，则M1即为广播业务的等效星座映射阶数。

[0068] 在对广播业务编码调制方案进行选择时，对于一个固定模式的多媒体广播系统，若按照所覆盖区域中最差信道条件去选择传输模式，会导致频谱效率低下和信道资源浪费。一种解决方法便是根据覆盖区域内的信道条件选择合适的传输模式。例如雨雪大风天气时，信道条件差，基站则选择最鲁棒的传输模式，即低阶星座映射和低编码码率的组合；而当天气状况好时，信道条件好，覆盖区域内广播业务终端有较好的接收信噪比，则基站选择高阶等效星座映射和高编码码率的组合。

[0069] 等效星座映射阶数的含义为，若复合星座映射阶数为M，携带Mb个比特，其中Mb1＝log2M1个比特用于广播业务的传输，则M1即为广播业务的等效星座映射阶数。一个广播业务传输模式即等效星座映射阶数以及编码码率对应着一组等效复合星座映射组。此处的等效有两层含义，一是这些复合星座图均是将Mb1个比特用于广播业务；二是这些复合星座映射图用于广播业务的Mb1个比特的互信息之和在所选模式的传输率下有相同的信噪比门限。所以等效复合星座映射组中的任意一个复合星座映射对于所选模式下广播业务的传输来说都是等价的。之所以要为一种广播业务的传输模式设计一组不同阶数的等效复合星座映射组，是因为当广播业务传输模式选定后，叠加在广播业务上的单播业务有自适应选择编码调制方案的需求。

[0070] 在广播业务的传输模式选定后，根据单播业务的需要便可在所选广播业务的传输模式对应的等效星座映射组中选择一个携带Mb个比特的M阶复合星座映射图。高阶复合星座图中不同比特往往呈现不均等差错保护(UEP)特性，即不同比特的可靠性或传输能力是不同的。图2展示了Gray‑256‑QAM星座映射中8个比特的信道容量随信噪比的变化曲线，可以看出这8个比特呈现出4种不同的差错保护能力。由于广播业务的接收门限显著低于单播业务，所以应选择Mb个比特中最鲁棒的Mb1个比特用于广播业务。从互信息的角度看，即应选择在相应的接收信噪门限下，比特信道容量最大的Mb1个比特。值得说明的是，对于Mb1＝2的情况，复合星座图中决定象限位置的那两个比特往往便是最鲁棒的比特。如图2中比特0与比特1便是Gray‑256‑QAM中决定象限的两个比特，在整个信噪比范围内，这两个比特均比其余比特更可靠。

[0071] 例如，某段时间所覆盖小区由于天气情况恶劣，信道条件差，于是基站选择最鲁棒的广播业务传输模式，即等效星座映射阶数为4，码率为1/2。此时便确定了一个等效复合星座映射组，根据所叠加单播业务的需要，选择一个复合星座映射图。则该复合星座图中确定象限的那两个比特用于广播业务传输，其余比特用于所叠加单播业务的传输。

[0072] 为了在广播业务接收端正确解调出广播业务的信息，基站需要将复合业务的MCS通过控制信令的方式告知广播业务终端，包括复合星座映射、复合星座映射中分配给广播业务的比特位置以及广播业务的信道编码码率。

[0073] 步骤S200、基站在小区内选择一个热点服务区域，并从所述热点服务区域中选择信道条件合适的单播业务与所述广播业务叠加传输。

[0074] 具体地，所述步骤S200包括如下步骤：

[0075] 步骤S201、基站在小区内选择一个热点服务区域；

[0076] 步骤S202、基站根据小区内单播业务用户反馈的信道状态信息，对所选热点服务区域内的单播业务用户的信道状态信息进行排序，选择信道条件合适的单播业务与所述广播业务叠加传输。

[0077] 具体地，本实施例的基站首先在小区内选择一个热点服务区域，该热点服务区域内的单播用户有较高的单播流量需求。所述基站通过调整发射天线方向图等有关参数，使在该热点服务区域方向有更高的天线增益。为了充分挖掘叠加编码带来的性能增益，基站对所选热点服务区域内单播用户的信道状态信息进行排序，选择信道条件合适的单播业务与原广播业务叠加传输，在不影响广播业务覆盖的前提下，为系统提供额外的单播传输能力。

[0078] 步骤S300、基站将所述单播业务与所述广播业务非正交复用，得到复合业务，并根据单播业务用户反馈的信道质量信息，确定所述复合业务的编码调制方案，并以所述复合业务的编码调制方案替换所述广播业务编码调制方案。

[0079] 在一种实现方式中，上述步骤S300包括如下步骤：

[0080] 步骤S301、单播业务用户周期性地测量信道质量信息，并将所述信道质量信息映射为CQI值向基站汇报；

[0081] 步骤S302、所述基站根据所述CQI值，在预设编码调制方案中选择与所述CQI值对应的目标编码调制方案，并将所述目标编码调制方案作为所述复合业务的编码调制方案，所述复合业务的编码调制方案包括：复合星座映射的阶数以及信道编码码率。

[0082] 由于现有蜂窝移动通信网络中，单播业务均采用自适应调制和编码技术(AMC)，以使链路吞吐率与时变信道特性匹配，从而使BLER低于一定的门限。为了保证单播业务用户的服务质量，本实施例提出的方案也支持AMC。具体的，单播业务用户对下行链路质量(即信道质量信息)进行周期性地测量，并将信道质量信息映射为CQI(Channel  quality indicator，信道质量指示)值反馈给基站。而每个CQI值对应着一个接收信噪比范围，基站根据CQI值，确定所述CQI值对应的接收信噪比范围。然后根据所述接收信噪比范围，在预设编码调制方案中选择与所述接收信噪比范围对应的目标编码调制方案，并作为所述复合业务的编码调制方案，包括复合星座映射的阶数以及信道编码码率。最后，基站后将所选择的复合业务的编码调制方案通过信道控制信息告知单播业务用户。

[0083] 具体地，当广播业务的传输模式确定后(广播业务传输模式的切换频率一般远低于单播业务AMC的频率)，有一组阶数不同，但对当前广播业务模式等效的复合星座映射可供单播业务选择。例如，广播业务模式选择为等效星座映射阶数为4，码率为5/6，接收信噪比门限为5dB时，一个满足要求的等效复合星座映射组可以为图3所示的一组复合星座映射。

[0084] 图4给出了在图3所述的几个复合星座图下，广播业务的信道容量随信噪比的变化曲线，可以看出对于所选广播业务传输模式，这几种复合星座映射是等效的。图5给出了在图3所述的几个复合星座图下，单播业务的信道容量随信噪比的变化曲线，基站根据单播业务用户反馈的CQI(每个CQI值对应着一个接收信噪比范围)来选择合适的目标编码调制方案。如当单播业务用户的信噪比范围为10～15dB时，应选择NU‑16‑QAM以及一个合适的编码码率；又如当单播业务用户信噪比范围为25～30dB时，应选择NU‑256‑QAM以及一个合适的编码码率。

[0085] 本实施例说明基于MUST‑Type2中均匀QAM星座图按一定功率比非线性叠加得到的复合星座图在一些系统工作点下离可达容量界差距较大，通过复合星座图的优化，可以减小这一差距，进一步提高系统的频谱效率。

[0086] 假设广播业务等效星座映射阶数为4，码率为1/2，信噪比门限为5dB，单播业务用户的接收信噪比为15dB。图6绘制出了采用不同复合星座图时的可达容量域(时分复用以及高斯输入时的容量界也同时给出以作比较)，可以看到基于均匀QAM星座图非线性叠加得到的复合星座图可以在15dB的接收信噪比下为单播业务提供约3.0bit/symbol的传输速率。而将APSK星座图作为复合星座映射，并在所选广播业务的传输模式以及单播业务接收信噪比下进行一定的优化，可以提供一定的成型增益和更优的多用户叠加增益。图6中同时给出了采用针对当前实施例优化得到的非均匀APSK复合星座映射时的可达容量，可以看出在不影响广播业务覆盖的前提下，优化后的复合星座映射可以为单播业务提供更高约为
3.2bit/symbol的传输速率(上面对可达容量进行比较时，接收端假设采用的是独立解映射和单阶段译码)。

[0087] 在另一种实现方式中，本实施例还可采用单频网(SFN)组网方案，此时不同小区的基站传输的广播业务是完全相同的信号，而各基站在这一相同的广播信号上可以复用各自小区内的单播业务，虽然从复合信号上看，破坏了单频网同时同频同信号的要求，但由于基本层广播业务的(等效)功率往往明显高于所复用的增强层单播业务的(等效)功率，所以可以将其视为接收端引入的噪声，于是便可将本发明扩展为SFN架构，如图7所示。

[0088] 综上，本实施例中广播业务的传输模式可以根据信道条件进行调整，即根据小区边缘用户反馈的广播业务的接收信噪比等信道状态信息进行广播业务的选择。相比于传输模式固定的广播系统，可以获得更高的广播业务频谱效率。本实施例还可通过发射天线方向图有关参数的调整，可以让所复用的单播用户有较高的接收信噪比，以获得更高的叠加编码增益。本实施例中广播业务和单播业务是采用非线性叠加的方式复用，具体表现为是对一个Gray映射的复合星座图进行比特划分，将具有不均等差错保护的比特子信道分配给信道条件差距较大的广播和单播业务。本实施例相比已有的广播单播混合传输方案，考虑到了对单播业务AMC的支持，即通过引入等效星座映射组的概念，为每一个支持的广播业务传输模式设计一组等效星座映射组，可以在对广播业务透明的情况下，根据单播用户的信道条件进行复合星座映射的选择。

[0089] 示例性系统

[0090] 基于上述实施例，本发明提供一种基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输系统，所述系统包括：基站以及小区。如图8中所示，所述基站包括：广播业务分析模块10、单播业务确定模块20以及编码调制方案确定模块30。具体地，所述广播业务分析模块
10，用于从小区边缘用户获取广播业务的信道状态信息，并根据所述信道状态信息确定广播业务编码调制方案。所述单播业务确定模块20，用于在小区内选择一个热点服务区域，并从所述热点服务区域中选择信道条件合适的单播业务与所述广播业务叠加传输。所述编码调制方案确定模块30，用于将所述单播业务与所述广播业务非正交复用，得到复合业务，并根据单播业务用户反馈的信道质量信息，确定所述复合业务的编码调制方案，并以所述复合业务的编码调制方案替换所述广播业务编码调制方案。

[0091] 在一种实现方式中，所述广播业务分析模块包括：

[0092] 信号发送单元，用于基站向小区边缘用户发送信道状态参考信号；

[0093] 状态接收单元，用于小区边缘用户根据所述信道状态参考信号进行信道估计，并向所述基站反馈所述广播业务的信号状态信息，所述信道状态信息包括接收信噪比；

[0094] 方案确定单元，用于所述基站根据所述信号状态信息选取合适的广播业务编码调制方案，所述广播业务编码调制方案包括效星座映射阶数和信道编码码率。

[0095] 在一种实现方式中，所述单播业务确定模块包括：

[0096] 基站在小区内选择一个热点服务区域；

[0097] 基站根据小区内单播业务用户反馈的信道状态信息，对所选热点服务区域内的单播业务用户的信道状态信息进行排序，选择信道条件合适的单播业务与所述广播业务叠加传输。

[0098] 在一种实现方式中，所述编码调制方案确定模块，包括：

[0099] CQI值确定单元，用于单播业务用户周期性地测量信道质量信息，并将所述信道质量信息映射为CQI值向基站汇报；

[0100] 方案选择单元，用于所述基站根据所述CQI值，在预设编码调制方案中选择与所述CQI值对应的目标编码调制方案，并将所述目标编码调制方案作为所述复合业务的编码调制方案，所述复合业务的编码调制方案包括：复合星座映射的阶数以及信道编码码率。

[0101] 在一种实现方式中，所述方案选择单元，包括：

[0102] 信噪比范围确定子单元，用于所述基站根据所述CQI值确定所述CQI值对应的接收信噪比范围；

[0103] 目标方案确定子单元，用于根据所述接收信噪比范围，确定所述预设编码调制方案中选择与所述接收信噪比范围对应的目标编码调制方案。

[0104] 在一种实现方式中，所述基站还包括：

[0105] 信息告知模块，用于将所述复合业务的编码调制方案信道控制信息告知单播业务用户。

[0106] 本实施例的基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输装置中各个模块的工作原理与上述方法实施例中各个步骤的原理相同，此处不再赘述。

[0107] 基于上述实施例，本发明还提供了一种基站，所述基站的原理框图可以如图9所示。基站可以包括一个或多个处理器100(图9中仅示出一个)，存储器101以及存储在存储器101中并可在一个或多个处理器100上运行的计算机程序102，例如，基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输的程序。一个或多个处理器100执行计算机程序102时可以实现基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输的方法实施例中的各个步骤。或者，一个或多个处理器100执行计算机程序102时可以实现基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输的装置实施例中各模块/单元的功能，此处不作限制。

[0108] 在一个实施例中，所称处理器100可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field‑Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

[0109] 在一个实施例中，存储器101可以是电子设备的内部存储单元，例如电子设备的硬盘或内存。存储器101也可以是电子设备的外部存储设备，例如电子设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card，SMC)，安全数字(secure digital，SD)卡，闪存卡(flash card)等。进一步地，存储器101还可以既包括电子设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器101用于存储计算机程序以及基站所需的其他程序和数据。存储器101还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

[0110] 本领域技术人员可以理解，图9中示出的原理框图，仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图，并不构成对本发明方案所应用于其上的基站的限定，具体的基站以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

[0111] 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、运营数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双运营数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

[0112] 综上，本发明公开了基于多用户叠加传输技术的下行混合广播单播传输方法，所述方法包括：基站从小区边缘用户获取广播业务的信道状态信息，并根据所述信道状态信息确定广播业务编码调制方案；基站在小区内选择一个热点服务区域，并从所述热点服务区域中选择信道条件合适的单播业务与所述广播业务叠加传输；基站将所述单播业务与所述广播业务非正交复用，得到复合业务，并根据单播业务用户反馈的信道质量信息，确定所述复合业务的编码调制方案，并以所述复合业务的编码调制方案替换所述广播业务编码调制方案。本发明可以在不影响广播业务覆盖性能的前提下，为系统提供额外的单播业务，提高单播业务总体传输效率。

[0113] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。