[發(fā)明專利]非正交多址接入?yún)f(xié)作網(wǎng)絡(luò)的用戶吞吐量公平鏈路選擇方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810246057.8
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108667584B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郜鋮;闊永紅;陳健
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L5/00
• 分類號: H04L5/00;H04W72/04;H04W72/08
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種非正交多址接入?yún)f(xié)作網(wǎng)絡(luò)(NOMA)中基于用戶吞吐量公平的鏈路選擇方法，即在協(xié)同基站直接傳輸與中繼協(xié)作傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)中通過一個新的功率分配思路以及使用緩沖輔助技術(shù)提升了用戶吞吐量公平性：基站給遠端用戶分配小功率，給近端用戶分配大功率；給中繼配備一個大小不受限制的緩沖，使得中繼不需要在前一個時隙接收信號之后立馬在后一個時隙轉(zhuǎn)發(fā)出去，自適應的在每個時隙根據(jù)鏈路的質(zhì)量決定中繼接收信號或者是發(fā)送信號。本發(fā)明通過引入一種新的功率分配策略與緩沖輔助技術(shù)使得遠端用戶的吞吐量在中高信噪比下也可以隨著信噪比增加，明顯的提升了用戶之間的吞吐量公平性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種非正交多址接入?yún)f(xié)作網(wǎng)絡(luò)中基于用戶吞吐量公平的鏈路選擇方法。

背景技術(shù)

目前，業(yè)內(nèi)常用的現(xiàn)有技術(shù)是這樣的：非正交多址接入(NOMA)作為一種能夠有效提高頻譜效率的非正交多址接入方式近來被人們廣泛研究關(guān)注。不同于傳統(tǒng)的正交多址接入方式，在發(fā)送端NOMA以不同功率將多個信息流在時域、頻域、碼域重疊的信道進行傳輸，實現(xiàn)了多用戶在功率域的疊加復用。在接收端，各個用戶再利用串行干擾消除(SIC)技術(shù)移除混合信號中較強的非期望信號，解碼自己的信號。雖然NOMA技術(shù)能夠明顯的提升頻譜效率，但同時也會接收機的設(shè)計提出更高的要求，這也是起初NOMA不得重用的原因之一，而今隨著芯片處理能力與硬件技術(shù)的增強，也使得非正交多址接入的實現(xiàn)成為可能。NOMA技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)多個用戶在同一子信道上的疊加復用，然而疊加的數(shù)目卻不是越多越好，已有的研究中表明同一子信道上復用兩到三個用戶是比較理想的配置。中繼技術(shù)在第四代移動通信場景中的應用已經(jīng)十分普遍，它是一種十分有效的提升系統(tǒng)性能的手段。其主要思想是通過在發(fā)送端與接收端之間部署中繼，使得中繼能夠接收發(fā)送端傳送過來的信息，并轉(zhuǎn)發(fā)給接收端，從而提升接收端用戶的吞吐量。通過部署這樣的中繼節(jié)點，信息傳遞時的距離可大大縮短，鏈路的質(zhì)量也能得到很好的提升，同時網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍也可以進一步的擴大。在已有的文獻研究當中，關(guān)于半雙工中繼的傳輸模式大多假定為采用“一收一發(fā)”傳輸策略。所謂“一收一發(fā)”指的是中繼在上一個時隙接收到發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)之后立馬在下一個時隙將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至接收端，傳統(tǒng)中繼的這種工作模式帶來的時延小，成本低，但卻無法對信道狀態(tài)信息充分利用起來。考慮一種可能出現(xiàn)的情況，當某時隙輪到中繼發(fā)送數(shù)據(jù)到接收端，即使根據(jù)信道狀態(tài)信息能夠得知該時隙中繼到接收端的鏈路質(zhì)量非常差，中繼也不得不進行發(fā)送，從而導致吞吐量下降明顯。但如果將傳統(tǒng)中繼技術(shù)與緩沖技術(shù)結(jié)合起來之后，該情況可以得到明顯的改善。通過在中繼處使用緩沖，可以使得中繼不再遵循傳統(tǒng)的“一收一發(fā)”工作模式，而是在任一時隙都能夠根據(jù)此刻的信道質(zhì)量選擇進行接收或者是發(fā)送。在NOMA網(wǎng)絡(luò)中引入中繼技術(shù)能夠明顯提升系統(tǒng)性能。在兩用戶的NOMA系統(tǒng)中由于遠端用戶可能距離較遠沒有到基站的直傳鏈路，這時就需要中繼的加入來協(xié)助其通信。在協(xié)同基站直接傳輸與中繼協(xié)作傳輸?shù)腘OMA下行網(wǎng)絡(luò)下，現(xiàn)有的傳輸策略通過利用近端用戶有遠端用戶先驗信息這一特征，能夠提供很好的系統(tǒng)總吞吐量，但是對于用戶之間的吞吐量公平?jīng)]有很好的考慮。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是：現(xiàn)有的傳輸策略通過利用近端用戶有遠端用戶先驗信息這一特征，能夠提供很好的系統(tǒng)總吞吐量，但是對于用戶之間的吞吐量公平?jīng)]有很好的考慮。這使得近端用戶能夠得到很好的服務，而遠端用戶的服務質(zhì)量卻得不到保障，或者說被服務的質(zhì)量與近端用戶差之甚遠。在某些遠端用戶需要高質(zhì)量服務的場景中，現(xiàn)有策略無法滿足。

解決上述技術(shù)問題的難度和意義：通過簡單的添加中繼或者使用緩沖輔助技術(shù)，并不能解決中高信噪比下遠端用戶吞吐量無法隨信噪比的增加而提升的現(xiàn)狀，現(xiàn)有的功率分配策略同樣無法解決這一問題。而隨著用戶們對服務質(zhì)量的追求日益提高，該問題的重要性也慢慢凸顯。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種非正交多址接入?yún)f(xié)作網(wǎng)絡(luò)中基于用戶吞吐量公平的鏈路選擇方法。