[發明專利]多用戶NOMA的一種自適應等效子載波分配系統及方法

在審

• 申請號: 201810028863.8
• 申請日: 2018-01-11
• 公開（公告）號: CN108289022A
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 張曉光;孫彥景;楊悅;郭柯;蘆楠楠;云霄;陳功驍
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: H04L5/00
• 分類號: H04L5/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李明

本發明公開了一種多用戶NOMA的自適應等效子載波分配系統及方法。該方法和系統包括：采用等間隔子載波塊分集方式，使得等效子載波具有相似的傳輸特性；根據各個用戶在各個子載波上的增益信息來得到NOMA系統中的各用戶在各個等效子載波上的增益信息；根據用戶接受的信道增益幅度門限值來確定用戶傳輸數據所需要的等效子載波數；利用灌水原理進行等效子載波分配。該方法既能夠滿足不同用戶速率的需求，還可以自適應分配等效子載波以改善傳輸性能。

技術領域

本發明涉及移動通信領域，特別涉及一種多用戶非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access，NOMA)自適應的等效子載波分配系統及方法。

背景技術

移動通信系統的發展，隨之而來的是用戶對于高速、高質量的數據傳輸的需求越來越高。因此，為更多的用戶在有限的無線通信資源中提供高質量的數據傳輸服務就顯得尤為重要。作為5G的關鍵技術之一，NOMA技術因其更高的頻譜利用率得到廣泛關注。NOMA系統在發送端采用分配用戶發射功率的非正交發送，主動引入干擾信息，在接收端通過SIC接收機消除干擾，實現正確解調。NOMA技術在時域仍然可以用正交頻分復用(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，OFDM)符號為最小單位，符號間插入循環前綴(CyclicPrefix，CP)，防止符號間干擾；在頻域仍然可以用子信道為最小單位，各子信道間采用OFDM技術，保持子信道間互為正交、互不干擾；每個子信道和OFDM符號對應的功率不再只給一個用戶，而是由多個用戶共享，但這種同一子信道和OFDM符號上的不同用戶的信號功率是非正交的，因而產生共享信道的多址干擾(MAI)，為了克服干擾，NOMA在接收端采用了串行干擾消除技術進行多用戶干擾檢測和刪除，以保證系統的正常通信。為了抵抗多徑效應的影響，多用戶OFDM利用自適應等效子載波分配技術，按照每個用戶的傳輸速率和信道估計情況自適應地給用戶分配一個或者多個信道子塊(等效子載波)，從而提高了系統的傳輸性能。因此，NOMA系統在考慮多用戶子載波的分配問題時，為了避免隨機分配所導致的系統性能上的損失，也可利用等效子載波的自適應分配來進一步提高傳輸性能。

發明內容

為了克服現有技術中的不足，解決多用戶NOMA如何自適應地分配等效子載波以提高傳輸性能的問題，本發明提供一種多用戶NOMA的等效子載波分配系統及方法，根據不同用戶的速率情況為其自適應的分配合理的等效子載波數，使得傳輸性能得以提升。

本發明的第一個方面提出一種多用戶NOMA的自適應的等效子載波分配系統，包括發射機端和接收機端；

所述發射機端包括等效子載波分配單元，用于選擇用戶數據到等效子載波的最優映射方式，并將結果輸出給子載波映射單元和自適應調制單元；子載波映射單元，用于根據等效子載波分配單元輸出的結果將各個用戶數據映射到不同的等效子載波上；自適應調制單元，用于根據子信道的情況及根據等效子載波分配單元輸出的結果，對分配到各個等效子載波的數據進行自適應調制；

所述接收機端包括等效子載波分配單元，用于選擇用戶數據到等效子載波的最優映射方式，并將結果輸出給逆映射單元和自適應解調單元；自適應解調單元，用于根據子信道的情況及根據等效子載波分配單元輸出的結果，對接收到的信號進行自適應解調以獲得各個等效子載波數據；逆映射單元，用于根據等效子載波分配單元輸出的結果將各個等效子載波數據逆映射為各個用戶數據。

本發明的第二個方面提出一種多用戶NOMA的發射機，包括等效子載波分配單元，用于選擇用戶數據到等效子載波的最優映射方式，并將結果輸出給子載波映射單元和自適應調制單元；子載波映射單元，用于根據等效子載波分配單元輸出的結果將各個用戶數據映射到不同的等效子載波上；自適應調制單元，用于根據子信道的情況及根據等效子載波分配單元輸出的結果，對分配到各個等效子載波的數據進行自適應調制。