信号处理系统及方法、基站和用户设备与流程

本发明的实施例总体上涉及无线通信领域，具体地涉及用于在非正交多址通信系统中的信号处理系统及方法、基站和用户设备。

背景技术：

在无线通信领域中，多址(MA,multiple access)技术是通信网物理层的核心技术之一，它定义了多个用户同时进行通信的方式。每个用户在进行通信时，都会占用一定的时频资源。按照不同的资源分配方式，就可以把多址技术分为正交多址(OMA,Orthogonal MA)技术和非正交多址(NOMA,Non-orthogonal MA)技术。如果在某个多用户通信系统中，任意两个用户所占用的时频资源是互不重叠的，则称该通信系统使用了正交多址技术，反之，称其使用了非正交多址技术。例如，第一代移动通信系统中，主要使用频分多址(FDMA,Frequency Division MA)技术，即将可用频段划分为若干互不交叠的子频段，在通信时，将不同的子频段划分给不同的用户使用，因此，从时频资源划分看，FDMA中任意两个用户所占用的资源是互不重叠的，它是一种典型的正交多址技术。其它典型正交多址技术包括时分多址(TDMA,Time Division MA)技术和正交频分多址(OFDMA,Orthogonal FDMA)。

交织(interleave)是对向量的一种操作，即按照某种规则，对向量中的元素重新进行排布，得到一个长度不变的新向量的操作。解交织(de-interleave)是交织的逆过程。交织器(interleaver)是完成交织操作的模块，其输入和输出是长度相等的向量。

交织最先用于信道编解码中。一般来说，对于一串存在错误的编码比特，如果这些错误位置是离散分布的，则纠错码能够以较大概率将这些错误纠正，如果这些错误位置是连续的，这纠错性能将急剧下降。因此，在发送端，可将编码后的比特进行交织，经过信道时，可能会在某几个连续的比特上产生错误，在接收端，经过解交织，这些连续的错误被打散，从而利于信道解码。在信道编解码中，不同用户使用的交织器一般是完全相同的。后来，研究人员发现，如果不同用户使用不同的交织器，通过仔 细设计接收端的检测算法，接收端可以很好地对不同用户的信号进行正确检测。这就形成了交织多址(IDMA,Interleave Division MA)技术，其一般结构是：每个用户进行低速编码，一般采用重复码(repetition coding)(此时也可称为“扩展”spread)，然后跟一个交织器，该交织器与其它用户的不同。

在IDMA中，所有用户占用了所有的时频资源，完全重合在一起，交织多址是典型的、极具应用前景的非正交多址技术，相比于其它多址技术如频分多址(FDMA,Frequency Division Multiple Access)，正交频分多址(OFDMA，Orthogonal Frequency Division Multiple Access)和码分多址(CDMA,Code Division Multiple Access)，交织多址具有高功率效率和低解码复杂度的优势，有望应用于下一代无线通信系统中。交织多址的高功率效率是由其非正交性决定的，并通过用户级的功率分配(User-wisePower Allocation)来实现。交织多址的低解码复杂度是由其接收端采用的逐码片检测算法保证的。为进一步降低复杂度并对抗信道衰落，可将正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术与交织多址(Interleave Division Multiple Access)技术结合起来，形成OFDM-IDMA通信系统，它继承了OFDM系统和交织多址系统的优势，成为下一代移动通信系统一个较好的候选多址方案。

然而，如何进一步提高非正交多址通信系统的传输性能是本领域技术人员面临的新的挑战。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的现状，希望提供一种能够提高非正交多址通信系统中的传输性能的技术方案。

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

根据本公开的一个方面，提供了一种用于非正交多址通信系统的信号处理系统，所述信号处理系统被配置为对经调制处理的待发送信息进行交织处理。

根据本公开的另一个方面，还提供了一种用于非正交多址通信系统的用户设备，所述用户设备包括：如上所述的信号处理系统。

根据本公开的另一个方面，提供了一种用于非正交多址通信系统的基站，其中，所述基站用于在接收到来自用户设备的数据连接请求之后，生成长度大于预定阈值的扩展序列的信息并将所述扩展序列的信息发送到所述用户设备，以便所述用户设备使用该扩展序列对待发送信息进行扩展，并且使得扩展后的序列交叠，以使得增加有效扩频长度。

根据本公开的另一个方面，还提供了一种用于非正交多址通信系统的信号处理系统，用于接收并检测由用户设备发送的连续信号，所述通信装置包括：建模单元，用于根据接收到的连续信号，将各个用户设备发送的连续信号的外信息建模为利用均值和方差能够表示其特征的连续信号，以实现对所述各个用户设备发送的连续信号的检测。

根据本公开的另一个方面，还提供一种用于非正交多址通信系统的基站，所述基站包括：如上所述的信号处理系统。

根据本公开的另一个方面，还提供一种用于非正交多址通信系统中的信号处理方法，包括：对经调制处理的待发送信息进行交织处理。

根据本公开的另一个方面，还提供一种用于非正交多址通信系统中的信号处理方法，用于接收并检测由多个用户设备发送的连续信号，所述通信方法包括：根据接收到的连续信号，将各个用户设备发送的连续信号的外信息建模为利用均值和方差能够表示其特征的连续信号，以实现对所述各个用户设备发送的连续信号的检测。

根据本公开的又一个方面，还提供一种用于非正交多址通信系统中的信号处理方法，包括：由用户设备向基站发送数据连接请求；响应于所述用户设备发送的数据连接请求，针对每个用户设备，所述基站生成长度大于预定阈值的扩展序列的信息，以及将扩展序列信息与应答请求发送给所述用户设备；以及在所述用户设备接收到来自所述基站的扩展序列的信息后，将训练序列和上行数据一起发送给所述基站，其中，所述用户设备利用该扩展序列对待发送信息进行扩展，并且使得扩展后的序列交叠，以使得增加有效扩频长度。

根据本公开的另一个方面，还提供一种通信系统，包括如上所述的基站以及如上所述的用户设备。

依据本公开的其它方面，还提供了用于实现上述用于信号处理的方 法的计算机程序代码和计算机程序产品以及其上记录有该用于实现上述用于信号处理的方法的计算机程序代码的计算机可读存储介质。

根据本公开的装置、方法和系统例如可以获得如下技术益处中至少之一：能够节省交织器的长度；能够获取更多的分集增益。

通过以下结合附图对本发明的优选实施例的详细说明，本发明的上述以及其他优点将更加明显。

具体实施方式

为了进一步阐述本发明的以上和其它优点和特征，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分。具有相同的功能和结构的元件用相同的参考标号表示。应当理解，这些附图仅描述本发明的典型示例，而不应看作是对本发明的范围的限定。在附图中：

图1是示出传统的非正交多址通信系统中的用户设备的发送端的框图。

图2是示出根据本公开的信号处理系统的示意性框图。

图3示出了根据本公开实施例的用于非正交多址通信系统的信号处理系统2的一个示例的示意性框图。

图4示出了与位于发送端的图3的信号处理系统相对应的、位于接收端的信号处理系统的一个示例的示意性框图。

图5示出了根据本公开实施例的用于非正交多址通信系统的信号处理系统5的另一个示例的示意性框图。

图6示出了使用全扩展器作为扩展器的信号处理系统的一种示例性配置的框图。

图7是示出根据本公开的用于接收发送端发送的信号的信号处理系统的系统框图。

图8是示出了根据本公开的一种具体示例、在IDMA通信系统中接收端的结构框图。

图9是示出根据本发明实施例的信号处理方法的示意性流程图。

图10是示出根据本发明另一实施例的信号处理方法的示意性流程 图。

图11是示出了包括根据本公开实施例的基站和用户设备的非正交多址通信系统的信号处理方法的一个示例的流程图。

图12和13分别示出了交织多址系统中解调参考信号和探测参考信号的生成过程的示意图。

图14是示出了根据本公开实施例的装置和方法的一种具体配置方式下、与现有技术的技术方案的误比特率曲线的对比图。

图15是示出了根据本公开实施例的装置和方法的另一种具体配置方式下、与现有技术的技术方案的误比特率曲线的对比图。

图16是示出服务器的示意性配置的示例的框图。

图17是示出eNB的示意性配置的第一示例的框图。

图18是示出eNB的示意性配置的第二示例的框图。

图19是示出智能电话的示意性配置的示例的框图。

图20是示出汽车导航设备的示意性配置的示例的框图。

图21是其中可以实现根据本发明的实施例的装置和/或方法和/或系统的通用个人计算机的示例性结构的框图。

具体实施方式

在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。

在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

为了说明清楚起见，将以OFDM-IDMA通信系统作为非正交多址 通信系统的一个具体应用场景来描述本公开的各具体实施方式，但是，本领域技术人员应该理解，根据本公开的实施例所配置的技术方案可以适用于除了OFDM-IDMA通信系统之外的各种非正交多址通信系统，例如SC-FDMA-IDMA、SCMA。

图1是示出传统的非正交多址通信系统中的用户设备的发送端的框图。

如图1所示在传统的非正交多址系统中，在用户设备的发送端的信号处理系统1通常依次设置有扩展器14、交织器16和符号映射器12。

如图1所示，长度为N_b的信息比特向量b_k(即待发送信息)被首先送入扩展器(其中，N_b表示用户发送的信息比特数，即信息比特向量b_k中包含的比特的个数)，得到扩展后的码片c_k，扩展序列是一个长度为S的{+1，-1}交替序列，例如，当S＝4时，扩展序列s＝[+1,-1,+1,-1]^T，S＝8时，扩展序列s＝[+1,-1,+1,-1,+1,-1,+1,-1]^T；码片c_k通过交织器进行交织，得到交织后的向量其中，每个用户的交织器是不同的(通常，为更好贴近实际应用环境，交织器的设计需遵循两个准则：(1)不同用户之间交织器的弱相关性；(2)交织器生成简单，占用系统资源少。为此，在研究过程中，我们直接采用随机交织器，针对每个用户随机生成一个交织器供其使用(即每个用户的交织器是不同的)。现有文献表明，随机交织器的性能较好，也最常用),交织器是系统区分用户的唯一标识；对进行调制，如QPSK等，得到长度为N的调制向量x_k；最终将x_k直接发送或经过OFDM调制变为多载波IDMA发送等。

如图1所示，在传统的IDMA系统中使用的交织器的长度是待发送信息经扩展器扩展之后的码片c_k的长度。

根据本公开，提供了一种用于非正交多址通信系统的信号处理系统，该信号处理系统被配置为对经调制处理的待发送信息进行交织处理，以节省交织器的长度。

根据本公开的实施例，可以通过将符号映射器设置在交织器之前，来实现交织器的长度的节省。

图2是示出根据本公开的信号处理系统的示意性框图。如图2所示根据本公开的信号处理系统2可以包括：符号映射器22，用于基于待发送信息进行调制处理；以及交织器26，用于基于经调制处理的待发送信息进行交织处理，以节省该交织器的长度。

图3示出了根据本公开实施例的用于非正交多址通信系统的信号处理系统2的一个示例的示意性框图。

如图3所示，信号处理系统2’包括：符号映射器22，用于对待发送信息进行调制处理；扩展器24，用于对经符号映射器22处理的待发送信息进行扩展，并将扩展后的待发送信息发送至交织器26进行交织处理；以及交织器26，用于基于经调制处理的待发送信息进行交织处理，以节省该交织器的长度。

下面结合图3具体说明信号处理系统2’的具体发射步骤：将信息比特向量u_k(即待发送信息)送入符号映射器以生成符号向量b_k；然后将符号向量b_k送入扩展器进行扩展得到扩展后的码片c_k；再将码片c_k通过交织器进行交织得到交织后的向量x_k；最后将向量x_k送入信道进行传输。

由于将符号映射器设置在交织器之前，使得作为待发送信息的信息比特向量u_k经符号映射器调制(例如调制阶数为M)之后长度变为原来的1/M(即在进入交织器之前向量的长度减小为传统的发送端的信号处理系统的中交织器长度的1/M)，从而交织器的长度能够缩小为传统信号处理系统使用的交织器长度的1/M。

例如，在传统的非正交多址通信(IDMA)系统(如图1所示)中，假设待发送信息的信息比特向量bk的长度为2个比特，则信息比特向量bk在经扩展器(2比特扩展器)扩展之后长度变为4个比特，从而需要使用长度为4个比特的交织器对其进行交织处理。而如图3所示的本发明的信号处理系统，由于将符号映射器设置在扩展器之前，因此长度同样为2比特的信息比特向量u_k经符号映射器调制进行例如QPSK调制(调制阶数为2)之后长度变为1比特，在经扩展器扩展之后长度变为2个比特，从而仅需要使用长度为2个比特的交织器对其进行交织处理。因此，根据本公开的信号处理系统相比传统的信号处理系统，能够节省交织器的长度，更具体地，交织器的长度能够缩小为传统IDMA系统使用的交织器长度的1/M，其中M为符号映射器的调制阶数。

对应于图3所示的位于发送端的信号处理系统，图4示出了相应的位 于接收端的信号处理系统。

与传统的位于接收端的信号处理系统相比，如图4所示，解调器、解扩展器和解交织器的位置相应于发送端的信号处理系统中符号映射器、扩展器和交织器的设置位置而进行了调整。本领域技术人员可以理解，这种调整是基于发送端的各个部件位置的调整而相应进行地调整，因此在省略其详细描述。图5示出了根据本公开实施例的用于非正交多址通信系统的信号处理系统5的另一个示例的示意性框图。

如图5所示，信号处理系统2”包括：扩展器24，用于对经待发送信息进行扩展；符号映射器22，用于对扩展后的待发送信息进行调制处理，并将经调制处理的待发送信息发送至交织器进行交织处理；以及交织器26，用于基于经调制处理的待发送信息进行交织处理。

下面结合图5具体说明信号处理系统2”的具体发射步骤：将信息比特向量b_k(即待发送信息)送入扩展器24进行扩展得到扩展后的码片，然后将扩展后的码片送入符号映射器22进行调制处理得到经调制的、扩展后的码片c_k；再将码片c_k通过交织器26进行交织得到交织后的向量x_k；最后将向量x_k送入信道进行传输。

与图3所示的信号处理系统类似，由于符号映射器22被设置在交织器26之前，因此，相比传统的信号处理系统，能够节省交织器的长度。由于从硬件存储角度看，无论是用户端还是基站端，交织器长度越小，所需要的存储单元大小就越小，因此节省交织器的长度有利于节省硬件资源；并且，从信息交互角度看，基站端需要将交织器信息发送给用户端，因此交织器长度越小，该信令交互所占用的时频资源就越小，从而节省交织器的长度能够节省通信功耗。

针对参照图5根据本发明的信号处理系统，本领域技术人员也可以根据位于发送端的信号处理系统中符号映射器、扩展器和交织器的设置位置，相应地调整位于接收端的信号处理系统中的解调器、解扩展器和解交织器的位置，这是本领域公知的，在此不再赘述。例如，当位于发送端的信号处理系统中依次设置了符号映射器、扩展器和交织器时，位于接收端的信号处理系统中将相应地在基本信号估计器之后依次设置解交织器、解扩展器和解调器，如图3和图4所示；又例如，当如图5所示位于发送端的信号处理系统中依次设置了扩展器、符号映射器和交织器时，位于接收端的信号处理系统中将相应地在基本信号估计器之后依次设置解交织器、解调器和解扩展器。

在现有技术中，传统系统结构使用的扩展器是基于二进制向量，采用长度为S的交替序列{+1，-1}作为扩展序列，如S＝[+1,-1,+1,…,-1]^T。由于现有技术中的扩展器的扩频长度有限，本公开还提出使用长度增加的扩展序列的扩展器对待发送序列进行扩展。

根据本公开的一个实施例，信号处理系统还被配置为使用长度大于预定阈值的扩展序列对待发送信息进行扩展，并且使得扩展后的序列交叠，以使得增加有效扩频长度。

根据本公开，假设有待发送信息是a,b两个比特，经过2比特扩展器的2倍扩展，分别变为+a,-a和+b,-b，在传统方案中，扩展后的序列不交叠，所以发送信号是+a,-a,+b,-b(这里，暂且不考虑交织器对符号顺序的影响)，共4个时隙；本发明允许交叠，可以采用4倍扩展，扩展后分别为+a,-a,+a,-a和+b,-b,+b,-b，交叠后信号是+a+b,-a-b,+a+b,-a-b，同样只占用4个时隙，但是每个比特的扩频长度从2变成了4，因此根据本公开的信号处理系统的配置更有利于获取分集增益。

根据本公开的优选实施例，信号处理系统被配置为利用全扩展器对待发送信息进行扩展，以使得每个信息比特被扩展到更多的符号中，从而获得更多的分集增益。

图6示出了使用全扩展器作为扩展器的信号处理系统的一种示例性配置的框图。

如图6所示，信号处理系统6包括：符号映射器62，用于对待发送信息进行调制处理；全扩展器64，用于使用全扩展矩阵对经符号映射器52处理的待发送信息进行扩展，并将扩展后的待发送信息发送至交织器56进行交织处理；以及交织器66，用于基于经调制处理的待发送信息进行交织处理。除了使用全扩展器64替换传统扩展器24之外，信号处理系统6中包括的其他部件及其进行的相应处理与图3所示的信号处理系统2’的类似。

更具体地，图6示出的信号处理系统6的具体发射步骤包括：将信息比特向量u_k(即待发送信息)送入符号映射器62以生成符号向量b_k；然后将符号向量b_k送入全扩展器64进行扩展得到扩展后的码片c_k；再将码片c_k通过交织器66进行交织得到交织后的向量x_k；最后将向量x_k送入信道进行传输。由于x_k和c_k长度都为N，所以全扩展器在数学上可建模为一个矩阵，即S＝[s₁₁,s₁₂,...]，其中s₁₁,s₁₂等都是长度为N的扩展序列。

上述IDMA通信系统的全扩展结构与传统IDMA系统结构的不同之处 在于：传统系统结构中的扩展器基于二进制向量，采用长度为S的交替序列{+1，-1}作为扩展序列，如s＝[+1,-1,+1,...,-1]^T，则扩展矩阵S可以表为：

在矩阵S中，绝大多数的元素为0，只有一小部分为非零元素，因此将其称为稀疏矩阵；可以看出，矩阵S是稀疏矩阵，进一步，S的非零元素取自二进制数+1，-1，因此称S是稀疏二进制矩阵。

而根据本公开的全扩展器采用的全扩展矩阵S是全矩阵，即非二进制同时非稀疏矩阵，因此，其可以将用户比特信息进行充分扩展。例如，可以基于DFT/IDFT矩阵或者Hadamard矩阵，选取DFT/IDFT矩阵或者Hadamard矩阵的部分列向量组成全扩展矩阵。

根据本公开的实施例，全扩展矩阵S＝[s₁₁,s₁₂,...]不同于传统的扩展矩阵，其特征如下：1.全扩展矩阵中的元素可以部分或全部都为非零值；2.非零元素不限定为二进制；3.全扩展矩阵的列向量之间不需相互正交；4.全扩展矩阵的列数可以随用户变化(全扩展矩阵的列数与用户数据速率成正比关系，列数越多，数据速率越高，本发明允许不同用户根据自身数据传输需求采用不同的列数，从而使系统配置更为灵活)。

采用具有上述特征的全扩展矩阵后，每个信息比特被扩展到更多的符号中，可以获取更多的分集增益，并可以根据用户传输需求独立调整每个用户的数据速率。

为了描述清楚起见，在本发明描述的上述以及后续示例中，具体应用场景为OFDM-IDMA通信系统。但这并非限定，如上所述，根据本公开实施例的技术方案也可以应用于其他非正交多址通信系统，只要这样的系统具备多个用户设备可以共享同一资源块的特点即可。

根据本公开的实施例，上述参照图2-3、5-6描述的信号处理系统可以被应用于位于非正交多址通信系统发送端的用户设备中，从而用户设备可以使用该信号处理系统向基站发送上行传输数据。

对应于包括根据本公开实施例的信息处理系统的用户设备，根据本公开，还提出一种用于非正交多址通信系统的基站。根据本公开实施例的用 于非正交多址通信系统的基站被配置为在接收到来自用户设备的数据连接请求之后，生成长度大于预定阈值的扩展序列的信息并将所述扩展序列的信息发送到所述用户设备，以便所述用户设备使用该扩展序列对待发送信息进行扩展，并且使得扩展后的序列交叠，以使得增加有效扩频长度。

根据本公开的优选实施例，基站被配置为生成全扩展矩阵的信息，并且将全扩展矩阵的信息发送到用户设备，以便用户设备使用该全扩展矩阵对待发送信息进行扩展，以使得每个信息比特被扩展到更多的符号中，从而获得更多的分集增益。

此外，根据本公开的IDMA通信系统的全扩展结构与传统IDMA系统结构的另一个不同之处在于其发送端输出信号离散与连续的不同，在传统IDMA系统中，接收端的对数似然比(LLR,Log-Likelihood Ratio)的计算基于二进制离散信号，而本发明中使用全扩展器的用户设备产生的是连续信号，因此需要采用新的检测方法。为此，根据本公开，提出一种用于接收使用全扩展器进行扩展的用户设备所发送的信号的接收端的信号处理系统。

图7是示出根据本公开的位于基站侧的用于接收发送端发送的信号的信号处理系统的系统框图。

如图7所示，信号处理系统7包括：建模单元72，用于根据接收到的连续信号，将各个用户设备发送的连续信号的外信息建模为利用均值和方差能够表示其特征的连续信号，以实现对所述各个用户设备发送的连续信号的检测。

对于每一个随机变量(例如待发送信息的发送符号可以看成是随机变量)，它都有先验(a priori)信息，一般根据信号结构确定。当观察到该随机变量的一次实现后(例如，发送符号经过信道后变为具有某个确定值的接收信号)，可以根据先验信息、该次实现信息，计算出随机变量的后验(a posteriori)信息。后验信息比先验信息能更准确地描述该随机变量。但是，在基于迭代思想的接收机当中，原则上并不会把后验信息直接进行反馈，原因是后验信息中包含了先验信息，容易造成差错传播现象。实际中，进行反馈的都是后验信息中去掉先验信息后剩余部分的信息，该信息被称为外(extrinsic)信息。

由于实际中，使用根据本公开的全扩展器的用户设备发送的信号更接近高斯分布，因此根据本公开的实施例，建模单元72优选被配置成将各个 用户设备发送的连续信号的外信息建模为高斯信号。

由于采用全扩展矩阵而使得扩展后的信号为连续信号，因此根据信息论，当输入信道的符号为连续高斯分布时，互信息最大，即传输速率最可能接近信道容量，而这里扩展后的信号正好是高斯分布的连续信号，能够充分地利用信道资源；并且由于该信号服从高斯分布，外信息的计算变得简单。而如果是多进制的离散符号，则外信息的计算会很困难。

根据本公开的信号处理系统7接收的多个用户设备的连续信号可以是如上所述参照图6描述的信号处理系统所发送的发送信息。即根据本公开，多个用户设备发送的连续信号可以是由使用全扩展器进行扩展操作的用户设备发送的连续信号，该全扩展器被配置为使用全扩展器对待发送信息进行扩展，以使得每个信息比特被扩展到更多的符号中，从而获得更多的分集增益。

根据本公开的实施例，建模单元72被配置为将所述各个用户设备发送的连续信号x建模为高斯随机变量，利用x的先验信息作为已知条件，根据MMSE估计算法获得x的后验信息，然后利用x的先验信息和后验信息获得x的外信息的均值和方差。

更具体地，建模单元72被配置为根据x先验信息的均值和协方差矩阵、用户设备的信道状态信息矩阵、以及噪声与多用户干扰和的协方差矩阵来获得x的外信息的均值和方差。

图8是示出了根据本公开的一种具体示例，在IDMA通信系统中接收端的结构框图。根据本公开，接收端能够接收并处理其所管理的所有K个活跃用户设备的发送信号。

在此需要说明，图8中仅示出了基站的接收端中包括用于所有K个用户设备中第k个用户设备的解交织器k、解扩展器k、扩展器k和交织器k，但是本领域技术人员可以理解，基站的接收端中包括了针对所有K个用户设备中每个用户设备的解交织器、解扩展器、扩展器和交织器。为了使附图清楚简明，用于其他用户设备的解交织器、解扩展器、扩展器和交织器以省略号的形式示出。

如图8所示，接收信号y被送入基本信号估计器(ESE,Elementary Signal Estimator)，基本信号估计器的功能是分解多用户信号，其包括根据本公开实施例的建模单元72，接收信号可以通过如下公式(1)表示为：

其中，H_k和P_k分别是所有K个活跃用户中用户k的信道状态信息矩阵和交织矩阵，η是信道噪声向量，S为扩展器使用的扩展矩阵。采用迭代干扰消除技术，基本信号估计器将接收信号分解成各个用户的单路信号，针对用户k，接收信号y可以根据如下公式(2)重新表示为：

其中，z_k是其它用户干扰与信道噪声的总和。在检测用户k的发送数据时，可以将P_kSb_k看成一个整体，用x_k表示，则可以将上述公式(2)等价于如下公式(3)表示的向量信号模型：

y＝Hx+z, (3)

其中，x是连续随机变量(上式为通用模型，省略了下标k)，z是已知均值和协方差矩阵的干扰项。根据x的先验信息(先验均值和先验方差)，利用相应的数学工具，如MMSE估计算法等，计算出x的后验均值和方差；由于接收机迭代过程中实际传输的是x的外信息，因此需要根据x的先验信息和后验信息计算出x的外信息(包含均值和方差)。

更具体地，将x建模为高斯随机变量，将x的先验均值和先验协方差矩阵作为已知条件，根据MMSE估计算法通过如下公式(4)和(5)可以得到x的后验信息，即后验均值和后验协方差矩阵

其中，C_z是噪声z的协方差矩阵，H^H的第(i,j)元素表示H的第(j,i)元素的共轭。

然后，利用上述x的先验信息(与)和后验信息(与)，可以 根据如下公式(6)和(7)获得x中所有元素的外信息：

其中，x_e(n)和v_e(n)分别是x(n)的外信息均值和协方差，x(n)表示向量x的第n个元素，V(n,n)表示矩阵V的第n行第n列元素。

因此，将上述连续信号x的外信息作为基本信号估计器ESE模块的输出，送入迭代接收机的前向链路(如图8所示，前向链路与发送端大致相反)，进行解交织、解扩、解调，然后经过后向链路(后向链路与发送端大致相同)回到ESE模块，进入迭代检测过程，检测结果随着迭代次数的增加而趋于改善和稳定，最终对进行判决，获得系统的误比特率性能。

采用本发明所提出的全扩展器获得的数据传输速率与传统IDMA通信系统相同，并且用户级与子载波级的功率分配方案完全适用于本发明所提全扩展器结构。

需要指出，上述结合图7-8描述的根据本公开实施例的用于实现对于用户设备发出的连续信号的接收的信号处理系统，可以在通信系统的基站中实现。

根据本公开的实施例，对应于位于非正交多址通信系统中的发送端的用户设备所包括的信号处理系统，还提出一种信号处理方法。

图9是示出根据本发明实施例的信号处理方法的示意性流程图。如图9所示，在步骤S920，对经调制处理的待发送信息进行交织处理。S920可以参考例如结合图2-3以及5-6描述的信号处理系统的操作，在此省略其详细描述。

根据本公开的实施例，对应于位于非正交多址通信系统中的接收端的基站所包括的信号处理系统，还提出一种用于非正交多址通信系统中的信号处理方法，用于接收并检测由多个用户设备发送的连续信号。

图10是示出了本发明实施例的信号处理方法的示意性流程图。如图10所示，在步骤S1020，根据接收到的连续信号，将各个用户设备发送的 连续信号的外信息建模为利用均值和方差能够表示其特征的连续信号，以实现对所述各个用户设备发送的连续信号的检测。S1020可以参考例如结合图7-8描述的信号处理系统的操作，在此省略其详细描述。

图11是示出了包括根据本公开实施例的基站和用户设备的非正交多址通信系统的信号处理方法的一个示例的流程图。在该示例中，如图6所示的使用全扩展器作为扩展器的信号处理系统在用户设备中实现；如图8所示的用于接收连续信号的信号处理系统在基站中实现。图11中的示例以时分双工(TDD,Time Division Duplex)上行数据传输系统为例，在系统的用户端的用户设备UE与基站BS之间执行的信令流程如下。

在步骤①，位于用户端的用户设备发起数据连接请求。在步骤②，响应于所述用户设备发送的数据连接请求，在基站同意该数据连接请求后，针对每个用户设备，基站生成长度大于预定阈值的扩展序列(例如但不限于全扩展矩阵)的信息，以及将扩展序列信息与应答请求发送给所述用户设备；例如，基站同意该数据连接请求后，生成全扩展器并分配给用户设备不同的交织器，并且将全扩展器和交织器的信息与应答请求一起发送给用户设备。在步骤③，在所述用户设备接收到来自所述基站的扩展序列的信息后，将训练序列和上行数据一起发送给所述基站；例如，用户设备在收到全扩展器和交织器信息后，利用全扩展器和交织器对待发送信息进行扩展和交织处理，以将经扩展和交织处理的待发送信息作为上行数据与训练序列一起发送到基站。

在上述信令交互过程中，大部分信令数据只涉及很少的数据量，可通过控制信道传输；只有训练序列和数据块的数据量较大，可通过数据信道传输。

根据本公开，训练序列是通过使用基站向各个用户设备发送的交织器信息而获得的。

根据本公开，用户设备发送给基站的训练序列包括用于信道估计的解调参考信号(DMRS,Demodulation Reference Signals)和用于动态调度的探测参考信号(SRS,Sounding Reference Signals)。由于交织多址通信系统的非正交性，不同用户的DMRS和SRS在频域相互重叠，这与LTE不同，因此需要重新考虑DMRS和SRS的生成，具体的IDMA通信系统的DMRS和SRS生成步骤如下：

针对DMRS，如图12所示，首先生成一个基序列(如具有恒定功率值 的QPSK调制序列)，该序列的长度与用户数据经过全扩展器后所得码片的长度相同，然后将基序列送入用户专属交织器获得交织序列，最终将交织序列送到各用户分配的子载波上进行OFDM调制，生成DMRS序列。

针对SRS，如图13所示，分为正交与非正交SRS：将IDMA看作LTE中仅有一个资源块的特例，直接采用LTE中SRS的生成方法，无需进行资源调度，可以生成正交SRS；至于非正交SRS，如图12所示，将一个通用基序列送入交织器，然后将交织序列送到用户所使用的整个频带上进行OFDM调制，生成时域SRS序列。

容易理解，包括根据本公开上述实施例的能够对用户设备子载波功率进行动态调整的基站，以及包括根据本公开上述实施例的能够对用户设备子载波功率进行动态调整的用户终设备的通信系统，也应当被认为包括在本公开的保护范围中。

图14是示出了根据本公开通信方法的一种具体配置方式下与现有技术的技术方案的误比特率曲线的对比图。在该仿真实验中，采用如图6所示的通信系统发送端(即，用户设备的发送端)以及如图8所示的通信系统接收端(即，基站的接收端)，信令流程参见图11。系统相关参数如下：扩展长度S＝4，活跃用户设备数目K＝1，子载波数目N＝128，各用户设备采用随机交织器和部分DFT扩展矩阵，星座图为QPSK调制，信道为6抽头瑞利(Rayleigh)衰落信道，接收机采用ZF(迫零)均衡技术，迭代次数为1。图13给出系统相应的误比特率(BER,Bit Error Rate)曲线，包括：包括传统IDMA系统的误比特率结果(曲线标记为“传统的”)和根据本发明的非正交多址通信系统所得到的误比特率结果(曲线标记为“本发明的”)。由图14可以看出，针对单用户情况，采用本发明的具有全扩展器的信号处理系统所得到的误比特率性能优于传统IDMA系统性能，并且随着信噪比的增大，性能增益越明显，其原因在于采用本发明的具有全扩展器的信号处理系统可以充分扩展用户比特信息，有效抵抗信道频率选择性带来的信号失真。

图15是示出了根据本公开通信方法的一种具体配置方式下与现有技术的技术方案的另一误比特率曲线的对比图。在该仿真实验中，采用如图6所示的通信系统发送端(即，用户设备的发送端)以及如图8所示的通信系统接收端(即，基站的接收端)，信令流程参见图11。系统相关参数如下：扩展长度S＝8，活跃用户设备数目K＝4，子载波数目N＝128，各用户设备采用随机交织器和部分DFT扩展矩阵，星座图为QPSK调制，信道为16 抽头瑞利(Rayleigh)衰落信道，接收机采用根据本公开的高斯建模算法，迭代次数为8。图15给出系统相应的误比特率曲线，包括传统IDMA系统的误比特率结果(曲线标记为“传统的”)和按照本发明的非正交多址通信系统得到的结果(曲线标记为“本发明的”)。由图15可以看出，针对多用户情况，采用本发明的具有全扩展器的信号处理系统和检测算法所得到的误比特率性能优于传统IDMA系统性能，原因就在于采用本发明的信号处理系统可以充分扩展用户比特信息，有效抵抗信道频率选择性带来的信号失真，同时利用连续信号建模对本发明的具有全扩展器的信号处理系统构发送的用户信息比特进行解码。

根据本公开的信号处理系统至少能够实现以下有益效果之一：通过将符号映射器设置在交织器之前，能够节省交织器的长度；通过使用全扩展矩阵的全扩展器进行扩展操作，能够获取更多的分集增益。

应用示例

本公开内容的技术能够应用于各种产品。例如，根据本公开的信号处理系统可以被实现为任何类型的服务器，诸如塔式服务器、机架式服务器以及刀片式服务器。根据本公开的信号处理系统可以为安装在服务器上的控制模块(诸如包括单个晶片的集成电路模块，以及插入到刀片式服务器的槽中的卡或刀片(blade))。

例如，根据本公开的基站可以被实现为任何类型的演进型节点B(eNB)，诸如宏eNB和小eNB。小eNB可以为覆盖比宏小区小的小区的eNB，诸如微微eNB、微eNB和家庭(毫微微)eNB。代替地，根据本公开的基站可以被实现为任何其他类型的基站，诸如NodeB和基站收发台(BTS)。基站可以包括：被配置为控制无线通信的主体(也称为基站设备)；以及设置在与主体不同的地方的一个或多个远程无线头端(RRH)。另外，下面将描述的各种类型的终端均可以通过暂时地或半持久性地执行基站功能而作为基站工作。

例如，根据本公开的用户设备可以被实现为移动终端(诸如智能电话、平板个人计算机(PC)、笔记本式PC、便携式游戏终端、便携式/加密狗型移动路由器和数字摄像装置)或者车载终端(诸如汽车导航设备)。终端设备300还可以被实现为执行机器对机器(M2M)通信的终端(也称为机器类型通信(MTC)终端)。此外，根据本公开的终端设备可以为安装在上述终端中的每个终端上的无线通信模块(诸如包括单个晶片的集成电路模块)。

[关于信号处理系统的应用示例]

图16是示出可以应用本公开内容的技术的服务器1600的示意性配置的示例的框图。服务器1600包括处理器1601、存储器1602、存储装置1603、网络接口1604以及总线1606。

处理器1601可以为例如中央处理单元(CPU)或数字信号处理器(DSP)，并且控制服务器1600的功能。存储器1602包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)，并且存储数据和由处理器1601执行的程序。存储装置1603可以包括存储介质，诸如半导体存储器和硬盘。

网络接口1604为用于将服务器1600连接到有线通信网络1605的有线通信接口。有线通信网络1605可以为诸如演进分组核心网(EPC)的核心网或者诸如因特网的分组数据网络(PDN)。

总线1606将处理器1601、存储器1602、存储装置1603和网络接口1604彼此连接。总线1606可以包括各自具有不同速度的两个或更多个总线(诸如高速总线和低速总线)。

在图16所示的服务器1600中，通过使用图2-3、5-8所描述的信号处理系统可以由处理器1601实现。

[关于基站的应用示例]

(第一应用示例)

图17是示出可以应用本公开内容的技术的eNB的示意性配置的第一示例的框图。eNB 1700包括一个或多个天线1710以及基站设备1720。基站设备1720和每个天线1710可以经由RF线缆彼此连接。

天线1710中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在多输入多输出(MIMO)天线中的多个天线元件)，并且用于基站设备1720发送和接收无线信号。如图17所示，eNB 1700可以包括多个天线1710。例如，多个天线1710可以与eNB 1700使用的多个频带兼容。虽然图17示出其中eNB 1700包括多个天线1710的示例，但是eNB 1700也可以包括单个天线1710。

基站设备1720包括控制器1721、存储器1722、网络接口1723以及无线通信接口1725。

控制器1721可以为例如CPU或DSP，并且操作基站设备1720的较高层的各种功能。例如，控制器1721根据由无线通信接口1725处理的信号 中的数据来生成数据分组，并经由网络接口1723来传递所生成的分组。控制器1721可以对来自多个基带处理器的数据进行捆绑以生成捆绑分组，并传递所生成的捆绑分组。控制器1721可以具有执行如下控制的逻辑功能：该控制诸如为无线资源控制、无线承载控制、移动性管理、接纳控制和调度。该控制可以结合附近的eNB或核心网节点来执行。存储器1722包括RAM和ROM，并且存储由控制器1721执行的程序和各种类型的控制数据(诸如终端列表、传输功率数据以及调度数据)。

网络接口1723为用于将基站设备1720连接至核心网1724的通信接口。控制器1721可以经由网络接口1723而与核心网节点或另外的eNB进行通信。在此情况下，eNB 1700与核心网节点或其他eNB可以通过逻辑接口(诸如S1接口和X2接口)而彼此连接。网络接口1723还可以为有线通信接口或用于无线回程线路的无线通信接口。如果网络接口1723为无线通信接口，则与由无线通信接口1725使用的频带相比，网络接口823可以使用较高频带用于无线通信。

无线通信接口1725支持任何蜂窝通信方案(诸如长期演进(LTE)和LTE-先进)，并且经由天线1710来提供到位于eNB 1700的小区中的终端的无线连接。无线通信接口1725通常可以包括例如基带(BB)处理器1726和RF电路1727。BB处理器1726可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解复用，并且执行层(例如L1、介质访问控制(MAC)、无线链路控制(RLC)和分组数据汇聚协议(PDCP))的各种类型的信号处理。代替控制器1721，BB处理器1726可以具有上述逻辑功能的一部分或全部。BB处理器1726可以为存储通信控制程序的存储器，或者为包括被配置为执行程序的处理器和相关电路的模块。更新程序可以使BB处理器1726的功能改变。该模块可以为插入到基站设备1720的槽中的卡或刀片。可替代地，该模块也可以为安装在卡或刀片上的芯片。同时，RF电路1727可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线1710来传送和接收无线信号。

如图17所示，无线通信接口1725可以包括多个BB处理器1726。例如，多个BB处理器1726可以与eNB 1700使用的多个频带兼容。如图17所示，无线通信接口1725可以包括多个RF电路1727。例如，多个RF电路1727可以与多个天线元件兼容。虽然图17示出其中无线通信接口1725包括多个BB处理器1726和多个RF电路1727的示例，但是无线通信接口1725也可以包括单个BB处理器1726或单个RF电路1727。

(第二应用示例)

图18是示出可以应用本公开内容的技术的eNB的示意性配置的第二示例的框图。eNB 1830包括一个或多个天线1840、基站设备1850和RRH 1860。RRH 1860和每个天线1840可以经由RF线缆而彼此连接。基站设备1850和RRH 1860可以经由诸如光纤线缆的高速线路而彼此连接。

天线1840中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在MIMO天线中的多个天线元件)并且用于RRH 1860发送和接收无线信号。如图18所示，eNB 1830可以包括多个天线1840。例如，多个天线1840可以与eNB 1830使用的多个频带兼容。虽然图18示出其中eNB 1830包括多个天线1840的示例，但是eNB 1830也可以包括单个天线1840。

基站设备1850包括控制器1851、存储器1852、网络接口1853、无线通信接口1855以及连接接口1857。控制器1851、存储器1852和网络接口1853与参照图17描述的控制器1721、存储器1722和网络接口1723相同。

无线通信接口1855支持任何蜂窝通信方案(诸如LTE和LTE-先进)，并且经由RRH 1860和天线1840来提供到位于与RRH 1860对应的扇区中的终端的无线通信。无线通信接口1855通常可以包括例如BB处理器1856。除了BB处理器1856经由连接接口1857连接到RRH 1860的RF电路1864之外，BB处理器1856与参照图17描述的BB处理器1726相同。如图18所示，无线通信接口1855可以包括多个BB处理器1856。例如，多个BB处理器1856可以与eNB 1830使用的多个频带兼容。虽然图18示出其中无线通信接口1855包括多个BB处理器1856的示例，但是无线通信接口1855也可以包括单个BB处理器1856。

连接接口1857为用于将基站设备1850(无线通信接口1855)连接至RRH 1860的接口。连接接口1857还可以为用于将基站设备1850(无线通信接口1855)连接至RRH 1860的上述高速线路中的通信的通信模块。

RRH 1860包括连接接口1861和无线通信接口1863。

连接接口1861为用于将RRH 1860(无线通信接口1863)连接至基站设备1850的接口。连接接口1861还可以为用于上述高速线路中的通信的通信模块。

无线通信接口1863经由天线1840来传送和接收无线信号。无线通信接口1863通常可以包括例如RF电路1864。RF电路1864可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线1840来传送和接收无线信号。如图18所示，无线通信接口1863可以包括多个RF电路1864。例如，多个RF电 路1864可以支持多个天线元件。虽然图18示出其中无线通信接口1863包括多个RF电路1864的示例，但是无线通信接口1863也可以包括单个RF电路1864。

在图17和图18所示的eNB 1700和eNB 1830中，通过使用图7-8所描述的信号处理系统可以由无线通信接口1725以及无线通信接口1855和/或无线通信接口1863实现。功能的至少一部分也可以由控制器1821和控制器1851实现。

[关于终端设备的应用示例]

(第一应用示例)

图19是示出可以应用本公开内容的技术的智能电话1900的示意性配置的示例的框图。智能电话1900包括处理器1901、存储器1902、存储装置1903、外部连接接口1904、摄像装置1906、传感器1907、麦克风1908、输入装置1909、显示装置1910、扬声器1911、无线通信接口1912、一个或多个天线开关1915、一个或多个天线1916、总线1917、电池1918以及辅助控制器1919。

处理器1901可以为例如CPU或片上系统(SoC)，并且控制智能电话1900的应用层和另外层的功能。存储器1902包括RAM和ROM，并且存储数据和由处理器1901执行的程序。存储装置1903可以包括存储介质，诸如半导体存储器和硬盘。外部连接接口1904为用于将外部装置(诸如存储卡和通用串行总线(USB)装置)连接至智能电话1900的接口。

摄像装置1906包括图像传感器(诸如电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS))，并且生成捕获图像。传感器1907可以包括一组传感器，诸如测量传感器、陀螺仪传感器、地磁传感器和加速度传感器。麦克风1908将输入到智能电话1900的声音转换为音频信号。输入装置1909包括例如被配置为检测显示装置1910的屏幕上的触摸的触摸传感器、小键盘、键盘、按钮或开关，并且接收从用户输入的操作或信息。显示装置1910包括屏幕(诸如液晶显示器(LCD)和有机发光二极管(OLED)显示器)，并且显示智能电话1900的输出图像。扬声器1911将从智能电话1900输出的音频信号转换为声音。

无线通信接口1912支持任何蜂窝通信方案(诸如LTE和LTE-先进)，并且执行无线通信。无线通信接口1912通常可以包括例如BB处理器1913和RF电路1914。BB处理器1913可以执行例如编码/解码、调制/解调以及 复用/解复用，并且执行用于无线通信的各种类型的信号处理。同时，RF电路1914可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线1916来传送和接收无线信号。无线通信接口1912可以为其上集成有BB处理器1913和RF电路1914的一个芯片模块。如图19所示，无线通信接口1912可以包括多个BB处理器1913和多个RF电路1914。虽然图19示出其中无线通信接口1912包括多个BB处理器1913和多个RF电路1914的示例，但是无线通信接口1912也可以包括单个BB处理器1913或单个RF电路1914。

此外，除了蜂窝通信方案之外，无线通信接口1912可以支持另外类型的无线通信方案，诸如短距离无线通信方案、近场通信方案和无线局域网(LAN)方案。在此情况下，无线通信接口1912可以包括针对每种无线通信方案的BB处理器1913和RF电路1914。

天线开关1915中的每一个在包括在无线通信接口1912中的多个电路(例如用于不同的无线通信方案的电路)之间切换天线1916的连接目的地。

天线1916中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在MIMO天线中的多个天线元件)，并且用于无线通信接口1912传送和接收无线信号。如图19所示，智能电话1900可以包括多个天线1916。虽然图T4示出其中智能电话1900包括多个天线1916的示例，但是智能电话1900也可以包括单个天线1916。

此外，智能电话1900可以包括针对每种无线通信方案的天线1916。在此情况下，天线开关1915可以从智能电话1900的配置中省略。

总线1917将处理器1901、存储器1902、存储装置1903、外部连接接口1904、摄像装置1906、传感器1907、麦克风1908、输入装置1909、显示装置1910、扬声器1911、无线通信接口1912以及辅助控制器1919彼此连接。电池1918经由馈线向图19所示的智能电话900的各个块提供电力，馈线在图中被部分地示为虚线。辅助控制器1919例如在睡眠模式下操作智能电话1900的最小必需功能。

在图19所示的智能电话1900中，通过使用图2-3以及5-6所描述的信号处理系统可以由无线通信接口912实现。功能的至少一部分也可以由处理器901或辅助控制器919实现。

(第二应用示例)

图20是示出可以应用本公开内容的技术的汽车导航设备2020的 示意性配置的示例的框图。汽车导航设备2020包括处理器2021、存储器2022、全球定位系统(GPS)模块2024、传感器2025、数据接口2026、内容播放器2027、存储介质接口2028、输入装置2029、显示装置2030、扬声器2031、无线通信接口2033、一个或多个天线开关2036、一个或多个天线2037以及电池2038。

处理器2021可以为例如CPU或SoC，并且控制汽车导航设备2020的导航功能和另外的功能。存储器2022包括RAM和ROM，并且存储数据和由处理器2021执行的程序。

GPS模块2024使用从GPS卫星接收的GPS信号来测量汽车导航设备2020的位置(诸如纬度、经度和高度)。传感器2025可以包括一组传感器，诸如陀螺仪传感器、地磁传感器和空气压力传感器。数据接口2026经由未示出的终端而连接到例如车载网络2041，并且获取由车辆生成的数据(诸如车速数据)。

内容播放器2027再现存储在存储介质(诸如CD和DVD)中的内容，该存储介质被插入到存储介质接口2028中。输入装置2029包括例如被配置为检测显示装置2030的屏幕上的触摸的触摸传感器、按钮或开关，并且接收从用户输入的操作或信息。显示装置2030包括诸如LCD或OLED显示器的屏幕，并且显示导航功能的图像或再现的内容。扬声器2031输出导航功能的声音或再现的内容。

无线通信接口2033支持任何蜂窝通信方案(诸如LTE和LTE-先进)，并且执行无线通信。无线通信接口2033通常可以包括例如BB处理器2034和RF电路935。BB处理器934可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解复用，并且执行用于无线通信的各种类型的信号处理。同时，RF电路2035可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线2037来传送和接收无线信号。无线通信接口933还可以为其上集成有BB处理器2034和RF电路2035的一个芯片模块。如图20所示，无线通信接口2033可以包括多个BB处理器2034和多个RF电路2035。虽然图20示出其中无线通信接口2033包括多个BB处理器2034和多个RF电路2035的示例，但是无线通信接口2033也可以包括单个BB处理器2034或单个RF电路2035。

此外，除了蜂窝通信方案之外，无线通信接口2033可以支持另外类型的无线通信方案，诸如短距离无线通信方案、近场通信方案和无线LAN方案。在此情况下，针对每种无线通信方案，无线通信接口2033可以包括BB处理器2034和RF电路2035。

天线开关936中的每一个在包括在无线通信接口2033中的多个电路(诸如用于不同的无线通信方案的电路)之间切换天线2037的连接目的地。

天线2037中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在MIMO天线中的多个天线元件)，并且用于无线通信接口2033传送和接收无线信号。如图20所示，汽车导航设备2020可以包括多个天线2037。虽然图20示出其中汽车导航设备2020包括多个天线2037的示例，但是汽车导航设备2020也可以包括单个天线2037。

此外，汽车导航设备2020可以包括针对每种无线通信方案的天线2037。在此情况下，天线开关2036可以从汽车导航设备20520的配置中省略。

电池2038经由馈线向图20所示的汽车导航设备2020的各个块提供电力，馈线在图中被部分地示为虚线。电池2038累积从车辆提供的电力。

在图20示出的汽车导航设备2020中，通过使用图2-3以及5-6所描述的信号处理系统可以由无线通信接口2033实现。功能的至少一部分也可以由处理器2021实现。

本公开内容的技术也可以被实现为包括汽车导航设备2020、车载网络2041以及车辆模块2042中的一个或多个块的车载系统(或车辆)2040。车辆模块2042生成车辆数据(诸如车速、发动机速度和故障信息)，并且将所生成的数据输出至车载网络2041。

以上结合具体实施例描述了本发明的基本原理，但是，需要指出的是，对本领域的技术人员而言，能够理解根据本发明实施例的装置和方法的全部或者任何步骤或部件，可以在任何计算装置(包括处理器、存储介质等)或者计算装置的网络中，以硬件、固件、软件或者其组合的形式实现，这是本领域的技术人员在阅读了本发明的描述的情况下利用其基本电路设计知识或者基本编程技能就能实现的。

本领域的技术人员可以理解，上文所述的装置中的各组成部件，例如优化模型建立子单元、参数确定子单元、功率确定子单元等，可以由一个或更多个处理器来实现，而例如通信装置等，可以由天线、滤波器、调制解调器及编解码器等电路元器件实现。

而且，本发明还提出了一种存储有机器可读取的指令代码的程序产品。所述指令代码由机器读取并执行时，可执行上述根据本发明实施例的方法。

相应地，用于承载上述存储有机器可读取的指令代码的程序产品的存 储介质也包括在本发明的公开中。所述存储介质包括但不限于软盘、光盘、磁光盘、存储卡、存储棒等等。

在通过软件或固件实现本发明的情况下，从存储介质或网络向具有专用硬件结构的计算机(例如图21所示的通用计算机2100)安装构成该软件的程序，该计算机在安装有各种程序时，能够执行各种功能等。

在图21中，中央处理单元(CPU)2101根据只读存储器(ROM)2102中存储的程序或从存储部分2108加载到随机存取存储器(RAM)2103的程序执行各种处理。在RAM 2103中，也根据需要存储当CPU 2101执行各种处理等等时所需的数据。CPU 2101、ROM 2102和RAM 2103经由总线2104彼此连接。输入/输出接口2105也连接到总线2104。

下述部件连接到输入/输出接口2105：输入部分2106(包括键盘、鼠标等等)、输出部分2107(包括显示器，比如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等，和扬声器等)、存储部分2108(包括硬盘等)、通信部分2109(包括网络接口卡比如LAN卡、调制解调器等)。通信部分2109经由网络比如因特网执行通信处理。根据需要，驱动器2110也可连接到输入/输出接口2105。可移除介质2111比如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等根据需要被安装在驱动器2110上，使得从中读出的计算机程序根据需要被安装到存储部分2108中。

在通过软件实现上述系列处理的情况下，从网络比如因特网或存储介质比如可移除介质2111安装构成软件的程序。

本领域的技术人员应当理解，这种存储介质不局限于图21所示的其中存储有程序、与设备相分离地分发以向用户提供程序的可移除介质2111。可移除介质2111的例子包含磁盘(包含软盘(注册商标))、光盘(包含光盘只读存储器(CD-ROM)和数字通用盘(DVD))、磁光盘(包含迷你盘(MD)(注册商标))和半导体存储器。或者，存储介质可以是ROM 2102、存储部分2108中包含的硬盘等等，其中存有程序，并且与包含它们的设备一起被分发给用户。

还需要指出的是，在本发明的装置、方法和系统中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应该视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上虽然结合附图详细描述了本发明的实施例，但是应当明白，上面所描述的实施方式只是用于说明本发明，而并不构成对本发明的限制。对于本领域的技术人员来说，可以对上述实施方式作出各种修改和变更而没有背离本发明的实质和范围。因此，本发明的范围仅由所附的权利要求及其等效含义来限定。