[發明專利]鋸齒解碼在分布式多址接入網中的高系統吞吐量設計方法

有效

• 申請號: 201611269797.0
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106877976B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 代明軍;李曉鳳;毛白露;王暉;林曉輝;陳彬
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L1/16
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 羅志偉

技術領域

本發明涉及無線通信，尤其涉及一種鋸齒解碼在分布式多址接入網中的高系統吞吐量設計方法。

背景技術

ALOHA協議，主要分為純ALOHA和時隙ALOHA兩種。

純ALOHA協議工作原理：站點只要產生幀，就立即發送到信道上；規定時間內若收到應答，表示發送成功，否則重發。

重發策略：等待一段隨機的時間，然后重發；如再次沖突，則再等待一段隨機的時間，直到重發成功為止。

時隙ALOHA協議基本思想：用時鐘來統一用戶的數據發送。辦法是將時間分為離散的時間片，用戶每次必須等到下一個時間片才能開始發送數據，從而避免了用戶發送數據的隨意性，減少了數據產生沖突的可能性，提高了信道的利用率。

時隙ALOHA協議是把信道時間分成離散的時間槽，槽長為一個幀所需的發送時間。每個站點只能在時槽開始時才允許發送。其他過程與純ALOHA協議相同。

串行干擾刪除(SIC)的基本原理是逐步減去最大信號功率用戶的干擾，SIC檢測器在接收信號中對多個用戶逐個進行數據判決，判決出一個用戶就同時減去該用戶信號造成的多址干擾(MAI)，按照信號功率大小的順序來進行操作，功率較大信號先進行操作。這樣一直進行循環操作，直至消除所有的多址干擾為止。

CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)即帶沖突檢測的載波監聽多路訪問技術(載波監聽多點接入/碰撞檢測)。它具有比ALOHA協議更高的介質利用率。工作原理：發送數據前先偵聽信道是否空閑，若空閑，則立即發送數據。若信道忙碌，則等待一段時間至信道中的信息傳輸結束后再發送數據；若在上一段信息發送結束后，同時有兩個或兩個以上的節點都提出發送請求，則判定為沖突。若偵聽到沖突，則立即停止發送數據，等待一段隨機時間，再重新嘗試。

純ALOHA協議的思想很簡單，只要用戶有數據要發送，就盡管讓他們發送。不過這樣會產生沖突從而造成幀的破壞。由于廣播信道具有反饋性，因此發送方可以在發送數據的過程中進行沖突檢測，將接收到的數據與緩沖區的數據進行比較，就可以知道數據幀是否遭到破壞。對于局域網LAN，反饋信息很快就可以得到；而對于衛星網，發送方要在270ms后才能確認數據發送是否成功。通過研究證明，純ALOHA協議的信道利用率最大不超過18.4％。與純ALOHA協議相比，時隙ALOHA協議降低了產生沖突的概率，信道利用率最高為36.8％，是純ALOHA協議的兩倍。但是二者的信道利用率都不是很高不能夠滿足現在無線通信的要求。并且，對于時隙ALOHA，用戶數據的平均傳輸時間要高于純ALOHA系統。

串行干擾刪除(SIC)技術是根據信號功率排的用戶順序決定了最佳的接收效果，但是在實際過程中，用戶的功率是不斷變化的，這就要求SIC接收機不斷地對用戶功率進行排序。并且，SIC在處理中，每一級都會產生一定的時延，在現實多級處理過程中，產生的時延很大。

使用CSMA/CD介質訪問控制的一個缺點就是，當LAN中的互聯的每臺計算機都只有少量數據需要傳輸時，網絡中每個站點對介質的共享都幾乎是公平的；但是如果一個站點需要發送大量的數據時(如一個站點擔當高質量視頻源的情況下)這是就可能出現一個站點長時間控制整個LAN的情形。

總結現有的ALOHA和CSMA方案，共性為系統吞吐量小于1。

發明內容

為了解決現有技術中的問題，本發明提供了一種鋸齒解碼在分布式多址接入網中的高系統吞吐量設計方法。

本發明提供了一種鋸齒解碼在分布式多址接入網中的高系統吞吐量設計方法，K個位置彼此分散的單天線用戶，由{1,2,…,K}表示，分別傳輸數據至接收端，接收端裝有M個分散分布并且不在同一位置的接收天線，由{1,2,…,M}表示，分散的單天線用戶和接收天線使得各路徑傳輸耗時不同，單天線用戶k想要發送包含L個調制符號的數據包，用表示，其中x_k,l表示這個數據包中的第l個調制符號，初期考慮二進制相移鍵控調制，即x_k,l∈{+1,-1}，與DS系統中的信息位s_k,l∈{0,1}區別在于x_k,l可看作s_k,l的調制，假設時隙即一個符號的時長；