[發明專利]一種基于稀疏碼多址接入的全雙工中繼系統的構建方法

有效

• 申請號: 201511007943.8
• 申請日: 2015-12-28
• 公開（公告）號: CN105610560B
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 韓帥;郭誠;孟維曉;吳少川;張中兆
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H04L5/00
• 分類號: H04L5/00;H04L5/14;H04B7/155;H04B1/7103;H04B1/7107
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

本發明是一種基于稀疏碼多址接入的全雙工中繼系統的構建方法，屬于通信領域。本發明為了解決傳統的OFDMA系統難以滿足5G中對頻譜效率和傳輸速率的要求的問題，進而提出了一種基于稀疏碼多址的干擾消除全雙工中繼系統的構建方法。本發明基于稀疏碼多址接入的全雙工中繼系統的構建方法按照以下步驟實現：步驟一、采用稀疏碼多址接入的方式，用戶A_J將信息進行編碼后發送到中繼站；步驟二、中繼站采用全雙工方式收發信息，并對自反饋干擾進行干擾消除，再將信息轉發給用戶B_J；步驟三、用戶B_J接收到中繼站轉發的信號后進行相應的解碼，得到用戶A_J發送的信息。本發明適用于通信領域。

技術領域

本發明屬于通信領域，具體涉及一種基于稀疏碼多址接入的全雙工中繼系統的構建方法。

背景技術

現有通信系統中，無論頻分雙工模式，還是時分雙工模式都通過占用不同的資源實現上、下行通信來避免上、下行通信間的干擾，這顯然將浪費一半的無線資源。如何利用同一信道實現同時雙向的傳輸現已成為5G后續演進技術中可以挖掘的重要無線頻譜資源。

此外，4G中廣泛使用的正交頻分復用OFDM系統，要求各個用戶之間要相互正交，從而避免各個用戶之間的干擾，但不能滿足5G對于頻譜效率和傳輸速率的要求，因此能夠突破OFDMA頻譜利用率瓶頸的非正交多址接入技術作為5G的候選技術正逐漸升溫，其中最為典型的非正交多址接入技術是華為針對高頻譜利用效率而提出的一種高速傳輸技術—稀疏碼多址接入SCMA，目前空中接口技術已被列為5G移動通信候選標準。

稀疏碼多址接入SCMA是一種新型的非正交多址接入方式，相比于傳統的多址接入技術，它具有容量高時延小傳輸速率快等優點，抗多徑能力強，同時克服了碼分多址CDMA遠近效應不足的問題。全雙工技術則可以進一步增加系統容量，提高頻譜利用率，改善中繼系統的端到端延時問題。

全雙工稀疏碼多址接入SCMA無線通信系統采用同一時隙同一頻率收發信息，不可避免產生嚴重的自干擾，如何有效的對自干擾進行消除與抑制是保證全雙工無線通信系統正常工作的關鍵。

發明內容

本發明為了解決傳統的OFDMA系統難以滿足5G中對于頻譜效率和傳輸速率的要求的問題，進而提出了一種基于稀疏碼多址的干擾消除全雙工中繼系統的構建方法。

步驟一、采用稀疏碼多址接入的方式，用戶A_J將信息進行編碼后發送到中繼站；

步驟一一、設稀疏碼多址接入系統SCMA具有J個用戶，其中J≥1；每個用戶分別發送信息，發送的信息比特序列進行前向糾錯編碼FEC，再進行交織；

稀疏碼多址接入SCMA系統用戶發射機的結構中所有符號通過上標區分不同的用戶，通過下標區分向量中的元素；對于稀疏碼多址接入系統中的第j個用戶，發送的信息比特序列為其中0≤j≤J-1，且N為幀長；對信息比特序列進行前向糾錯編碼，即通過增加冗余信息來糾正隨機錯誤，編碼比特序列表示為其中M為當碼率即R＝M/N時的編碼序列長度；編碼后的序列進行交織，即通過分散序列來對抗突發錯誤，交織后的編碼序列表示為

步驟一二、根據稀疏碼多址接入SCMA碼本對每個用戶發送的信息比特進行映射，得到第j個用戶發送的信號為再按照配置矩陣F將所有用戶A_J發送的信息分配到各個子載波上，完成稀疏碼多址接入的調制編碼過程；

配置矩陣F的每一行表示一個子載波，每一列表示一個用戶；當一個用戶占用子載波時，配置矩陣F中相應的位置為1，否則為0；由配置矩陣F可以看出，用戶1占用前兩個子載波，而用戶2占用第一個和第三個子載波；經稀疏碼多址接入SCMA映射后，每個用戶發送的信號為所有用戶發送的信息被分配到K個正交的子載波上，且不同用戶發送的的信號經過衰減后疊加起來與噪聲一起被中繼站接收，接收的信號y_w表示為：