[發明專利]一種基于多中繼協助的大規模非正交多接入方法

有效

• 申請號: 201710500116.5
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107483095B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 陳曉明;賈潤東
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H04B7/155
• 分類號: H04B7/155;H04B17/309;H04B17/336;H04B17/382;H04B17/391;H04W52/24
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高;傅朝棟

1.一種基于多中繼協助的大規模非正交多接入方法，其特征在于包括如下步驟：

1)基站在小區內布置一定數量的中繼，每個移動用戶選擇距離最近的一個中繼接入無線網絡；

2)基站根據信道長期統計信息，獲得與中繼之間的信道的大尺度衰落信息α_i,i＝1,...,M，其中M為中繼的數量；

3)中繼根據信道長期統計信息，獲得第m個中繼與第i個中繼所屬的第j個用戶之間的信道的大尺度衰落信息β_m,i,j；m＝1,...,M；i＝1,...,M；j＝1,...,K_i，其中K_i為第i個中繼所屬用戶的數量；

4)所有中繼同時向基站發射正交的訓練序列，基站基于訓練序列進行信道估計，獲得第i個中繼的信道狀態信息h_i；

5)基站為第i個中繼所屬的第j個移動用戶的信號s_i,j分配發射功率P_i,j，然后將第i個中繼所屬的所有移動用戶的信號進行疊加編碼，得到信號x_i；

6)基站根據所獲得的信道狀態信息，基于迫零波束成形準則，為第i個中繼的信號x_i設計一個發射波束w_i，然后將所有波束成形后的信號一起進行發射；

7)第i個中繼接到基站發射的信號后，以發射功率Q_i將信號轉發出去；

8)用戶接到中繼發射的信號后，對同一中繼內的用戶信號進行串行干擾抵消，最后對自身信號進行解碼；

步驟5)中的基站發射功率分配方法為：

a)將功率初始化，令其中P_max為基站發射功率的總功率限制；

b)用表示當前功率分配情況下第i個中繼所屬的第j個用戶的接收信號的信干噪比，令中間參數中間參數對所有拉格朗日乘子ξ、ρ_i,j,1、ρ_i,j,2進行初始化，令ξ＝1，ρ_i,j,1＝1，ρ_i,j,2＝1，

c)根據等式：

計算其中，中間參數

中間參數中間參數ι_i,j＝β_i,i,jQ_i,max，中間參數Q_i,max為第i個中繼的最大轉發功率；獲得U_i,j后，令

d)更新λ為梯度法的步長，P_tot為基站的總發射功率限制；如果本步驟中的拉格朗日乘子ξ、ρ_i,j,1、ρ_i,j,2沒有收斂，則跳回步驟c)；

e)如果P_i,j收斂，則按此結果進行功率分配，否則跳回步驟b)；

步驟6)中的波束設計方法為：

a)根據所獲得的第i個中繼的信道狀態信息，基站為第i個中繼構建如下的發射波束：其中中間參數H_m＝[h₁,h₂,…,h_i-1,h_i+1,…,h_M]，I為單位矩陣；

b)令基站的發射信號為

步驟7)的中繼發射功率決定方法為：

a)將轉發功率初始化，令Q_m,max為第m個中繼的最大轉發功率；

b)用表示當前功率分配情況下第i個中繼所屬的第j個用戶的接收信號的信干噪比，令令拉格朗日乘子

c)根據等式計算其中中間參數計算式如下

中間參數N＝N_t-(M-1)，N_t為基站的天線數；獲得D_i后，令

d)更新τ_m＝τ_m-λ(ln(Q_m,max)-D_m)；如果τ_m沒有收斂，則跳回步驟c)；

e)如果Q_i沒有收斂，則跳回步驟b)，否則將此結果作為中繼的轉發功率。

2.根據權利要求1所述的一種基于多中繼協助的大規模非正交多接入方法，其特征是步驟8)中的串行干擾抵消方法為：任一移動終端首先對同一中繼內信道增益弱于自身的移動終端的信號進行解碼，并將這些信號從接收信號中減去，最后對自身的信號進行解碼。