[發(fā)明專(zhuān)利]一種有限反饋下非正交多址接入系統(tǒng)下行鏈路的用戶(hù)選擇方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510629468.1
• 申請(qǐng)日: 2015-09-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105337651B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張超;劉世梅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04B7/06
• 分類(lèi)號(hào): H04B7/06;H04L1/06;H04L5/00
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

一種有限反饋下非正交多址接入系統(tǒng)下行鏈路的用戶(hù)選擇方法，基站端部署M個(gè)天線(xiàn)，小區(qū)內(nèi)分布K個(gè)單天線(xiàn)用戶(hù)，接收端所有用戶(hù)通過(guò)發(fā)射端廣播的導(dǎo)頻信號(hào)獲取其信道狀態(tài)信息，并將其信道矢量量化為信道方向信息CDI和信道質(zhì)量信息CQI，然后通過(guò)有限速率信道反饋給基站。基站根據(jù)用戶(hù)反饋的CDI與CQI，從K個(gè)候選用戶(hù)中調(diào)度2M個(gè)用戶(hù)進(jìn)行下行鏈路的傳輸，其中該2M個(gè)用戶(hù)，每?jī)蓚€(gè)組成一個(gè)用戶(hù)簇，共組成M個(gè)用戶(hù)簇，在本系統(tǒng)中我們采用M個(gè)波束成形矢量來(lái)傳輸M個(gè)用戶(hù)簇且每個(gè)簇分配等功率P，其中每個(gè)波束矢量支持一個(gè)用戶(hù)簇，每個(gè)簇內(nèi)有兩個(gè)非正交用戶(hù)，每個(gè)用戶(hù)通過(guò)功率分配算法進(jìn)行簇內(nèi)的功率分配。本發(fā)明使系統(tǒng)的總體吞吐量較傳統(tǒng)的正交傳輸有顯著的優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及5G移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域中的非正交多址接入技術(shù)，具體涉及一種有限反饋下非正交多址接入系統(tǒng)下行鏈路的用戶(hù)選擇方法。

背景技術(shù)：

隨著互聯(lián)網(wǎng)+、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)信息化浪潮的推動(dòng)，未來(lái)移動(dòng)和無(wú)線(xiàn)流量的需求將大幅增加。因此，5G的目標(biāo)也是向移動(dòng)用戶(hù)提供大容量、高速、高功效的數(shù)據(jù)服務(wù)。為了充分利用無(wú)線(xiàn)資源，人們已經(jīng)在頻率維度、空間維度、時(shí)間維度、編碼維度等方面進(jìn)行了探索，提出了相應(yīng)的OFDM、MIMO、TDMA、CDMA等技術(shù)，并且已經(jīng)成功應(yīng)用于現(xiàn)有的移動(dòng)通信系統(tǒng)中。除了開(kāi)拓新的傳輸頻段，例如700MHz，人們也希望提出新的無(wú)線(xiàn)資源利用方式進(jìn)一步提高傳輸效率，從而容納更多的用戶(hù)和提供更高的數(shù)據(jù)速率。

近來(lái)，一種新型的接入方式——非正交多址接入(NOMA)技術(shù)被當(dāng)做5G的候選技術(shù)提了出來(lái)。非正交多址接入技術(shù)的核心思想在發(fā)送端將多路信號(hào)進(jìn)行非正交疊加發(fā)送，然后在接收端采用串行干擾刪除(SIC)接收機(jī)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)數(shù)據(jù)解調(diào)。NOMA技術(shù)在發(fā)送端基站將不同用戶(hù)采用功率復(fù)用技術(shù)進(jìn)行疊加發(fā)送，且不同用戶(hù)的信號(hào)功率可按照相關(guān)的功率分配方案進(jìn)行分配，從而獲取系統(tǒng)最大的性能增益，同時(shí)達(dá)到在功率域區(qū)分用戶(hù)的目的；在接收端，SIC接收機(jī)根據(jù)不同用戶(hù)信號(hào)功率大小按照一定的順序進(jìn)行干擾消除，實(shí)現(xiàn)正確解調(diào)。這樣在一個(gè)信道內(nèi)多個(gè)用戶(hù)的非正交傳輸既提高頻譜的效率也達(dá)到了多個(gè)用戶(hù)同時(shí)接入的目的，此外還可以將OFDM、CDMA等技術(shù)與NOMA相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)更高的效率和速率。雖然非正交傳輸?shù)乃枷胧怯蓙?lái)已久，但是NTT DOCOMO公司最早建議將NOMA作為5G標(biāo)準(zhǔn)的空中接口技術(shù)，并通過(guò)系統(tǒng)級(jí)仿真和實(shí)際測(cè)試驗(yàn)證了NOMA技術(shù)相對(duì)于常規(guī)正交接入技術(shù)可以獲得20％以上的系統(tǒng)吞吐量增益。盡管5G的具體標(biāo)準(zhǔn)目前還沒(méi)制定，但是從目前的一些研究來(lái)看，NOMA技術(shù)既能提高無(wú)線(xiàn)資源的利用率和傳輸效率，又能為異構(gòu)用戶(hù)提供同時(shí)接入服務(wù)，因此NOMA技術(shù)很可能被作為新的多址接入技術(shù)納入5G規(guī)范中。

目前所收集到的公開(kāi)資料中，均假設(shè)基站或者發(fā)送端已知完美的用戶(hù)信道信息，并基于此假設(shè)驗(yàn)證了NOMA技術(shù)可以獲得高于傳統(tǒng)正交接入技術(shù)的系統(tǒng)吞吐量。然而，現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，信道信息估計(jì)本身就存在錯(cuò)誤，并且發(fā)送端要想獲取信道信息則需要接收端通過(guò)有限容量的反饋信道進(jìn)行量化信道信息的反饋。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是研究NOMA技術(shù)在有限反饋下的性能，提供了一種有限反饋下非正交多址接入系統(tǒng)下行鏈路的用戶(hù)選擇方法。該選擇方法可以使得系統(tǒng)在有限反饋下總體吞吐量較之于傳統(tǒng)技術(shù)有所提高。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種有限反饋下非正交多址接入系統(tǒng)下行鏈路的用戶(hù)選擇方法，包括以下步驟：

1)小區(qū)內(nèi)K個(gè)單天線(xiàn)用戶(hù)通過(guò)基站廣播的導(dǎo)頻信號(hào)獲取其自身的信道狀態(tài)信息CSI，并通過(guò)有限反饋信道將其量化之后的信道方向信息CDI以及信道質(zhì)量信息CQI反饋給基站，所述基站部署M個(gè)天線(xiàn)，M＞1，K≥2M；

2)基站根據(jù)接收到的反饋信息，從所述K個(gè)單天線(xiàn)用戶(hù)中選出2M個(gè)用戶(hù)進(jìn)行傳輸，其中基站首先根據(jù)候選用戶(hù)所反饋的信道方向信息CDI以及信道質(zhì)量信息CQI調(diào)度M個(gè)RBF用戶(hù)以及與之對(duì)應(yīng)的M個(gè)波束成形矢量，然后再為M個(gè)RBF用戶(hù)各自匹配一個(gè)用戶(hù)，這樣，2M用戶(hù)組成M個(gè)用戶(hù)簇，每個(gè)波束矢量對(duì)應(yīng)相應(yīng)的用戶(hù)簇進(jìn)行傳輸；