[發明專利]一種基于功率和碼字聯合域的上行非正交多址接入方法

有效

• 申請號: 201710532962.5
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107332599B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 宋強;謝榕貴;尹華銳;王衛東
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: H04B7/0456
• 分類號: H04B7/0456;H04J11/00;H04L1/00;H04W72/04
• 代理公司: 34101 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

本發明公開了一種基于功率和碼字聯合域的上行非正交多址接入方法，其特征是包括：1、為每個用戶分配不同的預編碼矩陣；2、用戶根據自己的信道響應的幅度信息自決定發送功率；3、使用迭代算法進行用戶檢測和信號恢復，迭代過程中進行串行干擾消除。對于大規模用戶接入的稀疏信號恢復問題，本發明可以在無需基站中心調度的條件下極大提高用戶過載率。

技術領域

本發明屬于通信領域，具體的說是一種基于功率和碼字聯合域的上行非正交多址接入方法。

背景技術

壓縮感知技術在圖像視頻信號處理、通信信號處理等領域有著廣泛應用。壓縮感知理論表示，當信號向量具有稀疏性也就是很多元素為零，用低于奈奎斯特采樣頻率進行采樣，信號采集端或接收端也可以重構原始信號。塊稀疏信號廣泛存在于在實際應用中，如多波段信號、稀疏信道增益向量、雷達脈沖信號、小數據包接入等。塊稀疏信號表示，將信號序列分成多個塊時，只有某些信號塊是非零的。已有的研究表明，稀疏場景中多用戶檢測引進壓縮感知技術可以明顯提高活躍用戶檢測的正確性，從而提高系統稀疏信號估計的能力。功率域非正交多址接入允許用戶共享所有的時頻資源，用戶在功率域重疊編碼，接收端進行串行干擾消除，很大程度上提高了系統的頻率效率和多用戶的過載率。

其中，多用戶稀疏信號恢復時，不同用戶之間的干擾很大程度上決定了接收端最多能夠識別的用戶的數目。以塊正交匹配追蹤(block orthogonal matching pursuit，BOMP)迭代恢復算法為例，BOMP需要在每一迭代步驟通過相關計算和比較選擇出最有可能的非零信號塊位置，然后再進行信號更新以及殘差信號更新，當稀疏塊數量很大時，塊間的干擾會使測量端無法正確識別稀疏塊，也就無法完成相應的信號恢復。

其次，功率分配策略多采用中心控制調度，由測量端為不同的塊指定不同的功率因子，這不可避免的帶來了資源消耗和時間延時，難以適應于對延時要求高的通信場景。

發明內容

本發明為克服現有技術中存在的不足之處，提出一種基于功率和碼字聯合域的上行非正交多址接入方法，以期能在無需基站中心調度的條件下大幅度提高上行多用戶接入的過載率，從而提高通信系統的頻率利用效率，減少接入信令開銷，降低用戶與基站通信的時延。

本發明為達到上述發明目的，采用如下技術方案：

本發明一種基于功率和碼字聯合域的上行非正交多址接入方法的特點按如下步驟進行：

步驟1、假設存在N個在線用戶同時向具有M根接收天線的基站發送d×1維的原始信號，由N個原始信號組成塊稀疏信號，記為其中，s_n表示第n個在線用戶發送的原始信號，T表示轉置；假設所述N個在線用戶中存在N_a個活躍用戶，以N_a表示所述塊稀疏信號s的稀疏度，N_a＜＜N；若第n個在線用戶為活躍用戶，則第n個在線用戶的信號塊s_n為0均值且方差為1的單位向量，若第n個在線用戶為非活躍用戶，則第n個在線用戶的信號塊s_n為零向量；

步驟2、利用式(1)獲得N個在線用戶的發送信號s_ρ：

式(1)中，ρ_n表示第n個在線用戶的發送功率，并由第n個在線用戶根據自身信道響應h_n的幅度決定；所述信道響應h_n為M×1維向量，且每個元素滿足均值是0方差為1的復高斯分布；1≤n≤N；

步驟3、利用式(2)得到所述基站的測量信號y：

y＝Bs_hρ+z (2)