[發(fā)明專利]一種攜能協(xié)作CR?NOMA協(xié)作模式和中繼選擇算法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710197513.X
• 申請(qǐng)日: 2017-03-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107105470A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭延麗;陳健;楊龍;闊永紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W40/22
• 分類號(hào): H04W40/22;H04B7/026
• 代理公司: 西安長(zhǎng)和專利代理有限公司61227
• 代理人: 黃偉洪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)非正交多址傳輸(CR-NOMA)攜能協(xié)作通信中協(xié)作模式和中繼選擇算法。

背景技術(shù)

隨著無(wú)線通信業(yè)務(wù)的急劇增長(zhǎng)和引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題，綠色通信和提高頻譜效率成為學(xué)術(shù)關(guān)注的焦點(diǎn)，能量效率和頻譜效率也成為無(wú)線通信設(shè)計(jì)的兩個(gè)基本指標(biāo)。認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)允許認(rèn)知用戶與授權(quán)用戶共享頻譜，是提高頻譜效率的有效途徑。無(wú)線信息和功率傳輸(SWIPT)也在08年被首次提出，其作為提高能效的有效途徑近幾年也得到廣泛研究,如無(wú)線能量收集在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)系統(tǒng)中，現(xiàn)有的認(rèn)知激勵(lì)的非正交多址傳輸(NOMA)下，由于受主用戶信道鏈路限制，次用戶性能比較差，有時(shí)甚至得不到信道資源進(jìn)行傳輸?shù)那闆r。

非正交多址傳輸可以提高頻譜效率，通過(guò)引入中繼可以更好地保證系統(tǒng)性能。實(shí)際中，中繼節(jié)點(diǎn)可能受限于電池能量，充電或者替換電池不容易實(shí)現(xiàn)，可能會(huì)帶來(lái)一個(gè)較大的開(kāi)銷。為了在中繼網(wǎng)絡(luò)中中繼部署的靈活性和減少維護(hù)費(fèi)用的開(kāi)銷，能量收集技術(shù)是一個(gè)很好的解決方案。能量收集可以從太陽(yáng)能，風(fēng)能等，但是這些能量收集受限于環(huán)境條件。SWIPT可以很好的解決這一問(wèn)題，把NOMA傳輸與SWIPT中繼相結(jié)合具有很好地現(xiàn)實(shí)意義。能量收集中繼的協(xié)作相比較于認(rèn)知激勵(lì)的直傳鏈路和有穩(wěn)定能量提供的中繼系統(tǒng)的性能相差多少還沒(méi)有文獻(xiàn)進(jìn)行討論，而且能量效率也是5G通信的重要指標(biāo)，通過(guò)能量收集中繼節(jié)點(diǎn)的協(xié)作在提高頻譜效率的同時(shí)提高能量效率，這對(duì)認(rèn)知激勵(lì)的中繼系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有著重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種攜 能協(xié)作CR-NOMA協(xié)作模式和中繼選擇算法，致力于解決通過(guò)中繼解決CR-NOMA下認(rèn)知用戶性能較差的情況，進(jìn)一步提升主用戶的性能，使得系統(tǒng)整的頻譜效率和能量效率都得到改善。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種攜能協(xié)作CR-NOMA協(xié)作模式和中繼選擇算法，其特征在于，

包括數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)解碼，其中：

S11、數(shù)據(jù)傳輸?shù)谝浑A段：基站BS廣播要發(fā)送的數(shù)據(jù)給所有移動(dòng)終端

S12、數(shù)據(jù)傳輸?shù)诙A段，包括：

第一種情況：如果主用戶PU能夠在第一階段正確接收數(shù)據(jù)，則會(huì)廣播ACK幀，如果節(jié)點(diǎn)SRs在第一階段正確解碼主用戶和次用戶數(shù)據(jù)，它會(huì)廣播SR-ACK幀，如果基站BS收到該ACK幀和SR-ACK幀，則從節(jié)點(diǎn)SRs選一個(gè)最佳中繼，中繼信息給次用戶；

第二種情況：如果主用戶在第一階段錯(cuò)誤的接收數(shù)據(jù)，它會(huì)反饋NACK幀，同時(shí)如果節(jié)點(diǎn)SRs也不能正確解碼主用戶和次用戶的信息，它會(huì)反饋SR-NACK幀，本次通信過(guò)程完成，基站BS在下一時(shí)隙開(kāi)始新的傳輸過(guò)程；

第三種情況：如果主用戶在第一階段不能正確接收數(shù)據(jù)，它會(huì)反饋NACK幀，如果節(jié)點(diǎn)SRs在第一階段正確解碼主用戶和次用戶數(shù)據(jù)，它會(huì)廣播SR-ACK幀，這時(shí)利用中繼選擇策略選擇一個(gè)最佳中繼利用從基站BS收集的能量發(fā)送信息給主用戶PU和認(rèn)知用戶SU；

S21、主用戶端數(shù)據(jù)解碼階段，包括：

第一種情況，主用戶PU利用第一階段收到的信息進(jìn)行解碼；

第二種情況同第一種情況；

第三種情況，主用戶PU第一階段直傳的信息和第二階段中繼轉(zhuǎn)發(fā)的信息進(jìn)行選擇合并解碼；

S22、認(rèn)知用戶端數(shù)據(jù)解碼階段，包括：

第一種情況，認(rèn)知用戶SU利用第一階段和第二階段收到的信息進(jìn)行選擇合并解碼；

第二種情況，認(rèn)知用戶SU利用第一階段的信息進(jìn)行解碼；

第三種情況下，同第一種情況，認(rèn)知用戶SU會(huì)收到來(lái)自基站BS和認(rèn)知中繼的兩份信息，接收端采用選擇合并的方式進(jìn)行解碼。

上述的一種攜能協(xié)作CR-NOMA協(xié)作模式和中繼選擇算法，其特征在于，所述步驟S11具體為：

1)定義x_p,x_s為主用戶和認(rèn)知用戶的所要傳輸?shù)男畔?a_p,1和a_s,1，a_p,2和a_s,₂，分別為基站和中繼為主用戶和認(rèn)知用戶分配的功率系數(shù)，P為基站發(fā)送功率；