[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

本發明公開了一種基于多中繼協助的大規模非正交多接入方法。基站在小區內布置一定數量的中繼，每個移動用戶選擇一個距離最近的中繼接入網絡。基站通過信道估計，獲得基站到所有中繼的信道狀態信息。基站根據所獲得的信道狀態信息，對每個中繼所屬用戶的信號進行疊加編碼，然后把疊加編碼后的信號經迫零波束成形后發射出去，避免中繼之間相互干擾。中繼收到信號后，以適當功率轉發出去。用戶收到信號后，首先對同一中繼內信道增益較弱的用戶的信號進行解碼，然后將這些用戶的信號從接收信號中減去，最后對自身的信號進行解碼，從而降低同一中繼內用戶之間的干擾。本發明為具有大規模用戶接入的寬帶移動通信系統提供了一種有效的非正交多接入方法。

技術領域

本發明涉及無線通信領域，尤其涉及一種基于多中繼協助的大規模非正交多接入方法。

背景技術

隨著物聯網和移動互聯網的興起與發展，未來的無線網絡需要支持大規模移動用戶的同時接入。在當前廣泛采用的正交多接入技術中，如時分復用多接入(TDMA)、頻分復用多接入(FDMA)和碼分復用多接入(CDMA)，一個無線資源塊只能分配給一個移動終端。由于無線資源的稀缺性，傳統的正交多接入技術很難支持大規模用戶的同時接入。在這種情況下，非正交多接入技術得到了大量的研究，并被廣泛認為是5G等未來寬帶無線通信系統的關鍵技術之一。

非正交多接入技術主要利用發射端的疊加編碼和接收端的串行干擾抵消實現高效的多用戶接入。然而，當接入用戶數較大時，串行干擾抵消的復雜度將非常大。另一方面，由于用戶規模的龐大，基站對所有用戶的信道狀態信息的獲取成為一個比較困難的任務。因此可以在小區內布置一定數量的中繼，并只在每個中繼內進行串行干擾抵消，從而有效降低了用戶的計算復雜度。同時，基站只需要獲取基站到中繼的信道狀態信息，就明顯降低了獲取信道狀態信息的開銷。然而，布置中繼后將引入新的中繼間干擾，即其他中繼的信號會對目標中繼產生干擾。為了提高大規模非正交多接入技術的性能，必須有效抑制中繼間干擾。眾所周知，大規模多天線技術是一種有效的干擾抑制技術。并且，大規模多天線技術也是5G系統的關鍵技術之一。因此，可以將非正交多接入和大規模多天線技術結合起來，就能避免中繼之間的相互干擾，有效增強系統的性能。同時，引入中繼后，在中繼服務多個用戶時也存在相互干擾，并且中繼轉發會引起噪聲的放大，這就需要對基站發射功率和中繼轉發功率進行適當的分配，以便降低干擾。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有接入方案中大規模用戶接入時訓練序列較長、頻譜效率較低和計算復雜度較高等問題，提出了一種基于多中繼協助的大規模非正交多接入方法，并對基站發射功率和中繼轉發功率的分配提出了有效方法。

本發明所采用的具體技術方案如下:

基于多中繼協助的大規模非正交多接入方法，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；