[發明專利]基于功率域非正交多址接入技術的動態協作中繼傳輸方法

有效

• 申請號: 201810301802.4
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108512585B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 王鋼;許堯;鄭黎明;張文碩;周若飛;王金龍;李真
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H04B7/155
• 分類號: H04B7/155;H04B7/026;H04B7/26;H04W52/46
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

基于功率域非正交多址接入技術的動態協作中繼傳輸方法，本發明涉及動態協作中繼傳輸方法。本發明的目的是為了解決現有基于功率域非正交多址接入技術的協作傳輸方案存在基站時隙資源浪費及基于功率域非正交多址接入技術的直接和中繼協同傳輸方案的邊緣用戶可靠性低的問題。過程為：在直接傳輸階段，基站S廣播中心用戶U₁所需信息x₁和邊緣用戶U₂所需信息x₂的疊加編碼信號x_s，執行：U₁、U₃及中繼R分別對自身接收信號采用最小均方誤差算法解碼x₂，然后U₁采用串行干擾消除算法解碼x₁；在協作傳輸階段，S廣播U₃所需信息x₃，R廣播x₂，U₁按照動態協議廣播x₂，分別執行：U₃對接收信號采用MMSE解碼x₃；U₂對接收信號采用最大比合并及MMSE解碼x₂；本發明用于無線協作中繼傳輸領域。

技術領域

本發明涉及無線協作中繼傳輸領域，具體涉及動態協作中繼傳輸方法。

背景技術

移動互聯網和物聯網的快速發展為數據速率提出了更高要求，因此如何提高系統頻譜效率和減少端到端延時將成為下一代移動通信技術關注的焦點。非正交多址接入技術應用于協作中繼網絡，可大大提高無線通信系統的頻譜效率。第一，目前蜂窩網絡中常用多址接入技術有：頻分多址(FDMA)，時分多址(TDMA)，碼分多址(CDMA)及其多種正交多址接入技術的混合方式等。由于不同用戶使用正交的時間、頻率及碼域資源，所以在理想情況下多用戶間不存在干擾。但正交多址接入方案不可能總是達到多用戶無線系統的和速率，且其所能服務的用戶數量受到正交資源總量和調度策略的限制。因此如何進一步提高系統的頻譜效率將是下一代移動通信技術關鍵挑戰之一。第二，傳統通信網絡為獲得多天線性能增益，一般需要增加設備天線的數量。這樣不僅會增大設備終端的體積、質量和功耗還會增加系統復雜度。而協作通信技術可以利用參與通信的單天線設備共享有限資源來構建一個虛擬多輸入多輸出天線系統，進而克服多徑衰落，實現分集增益及進一步提高系統頻譜效率。第三，基于功率域的非正交多址接入技術在發送端采用功率域的疊加編碼，主動引入干擾信息，在接收端采用串行干擾消除實現信號解碼。其實現多用戶共享時頻碼資源，可以很好地提高頻譜效率。但是在基站覆蓋范圍有限或者深衰落、高路徑損耗場景下，單單使用非正交多址接入技術無法保證邊緣用戶的可靠性。而將非正交多址接入和協作中繼技術結合既可以保證頻譜效率又可以提高邊緣用戶的可靠性。第四，從無線移動通信的發展趨勢來看，通信業務需求正向高數據速率、高可靠、低時延、高密度及大連接轉變。非正交多址接入技術和協作中繼傳輸技術都是未來無線通信技術中很重要的候選技術。基于功率域非正交多址接入技術的協作中繼傳輸系統可以在一些特定場景下，保證系統可靠性的前提下，極大地提高系統頻譜效率，符合現代通信技術的發展方向。

現主要存在四種基于非正交多址接入技術的協作中繼傳輸方案，分別是基于無線信息和能量協同傳輸和功率域非正交多址接入技術的協作傳輸方案，基于功率域非正交多址接入技術的多用戶多時隙協作傳輸方案，基于用戶配對和功率域非正交多址接入技術的協作傳輸方案，基于功率域非正交多址接入技術的直接和中繼協同傳輸方案。

其中，基于無線信息和能量協同傳輸和功率域非正交多址接入技術的協作傳輸方案在協作階段無需消耗額外的用戶能量且能保證邊緣用戶的可靠性，但是其基站在協作階段處于沉默狀態，進而造成了資源浪費，而且其不能很好地適用于邊緣用戶與基站鏈路不可達的傳輸場景。基于功率域非正交多址接入技術的多用戶多時隙協作傳輸方案，雖然可以更好地保證整個系統的可靠性，但是其消耗太多的用戶能量和時隙資源且系統復雜度較高，不適用于中長程信息傳輸。基于用戶配對和功率域非正交多址接入技術的協作傳輸方案，雖然可以降低系統復雜度，但是其仍存在基站資源無法充分利用的問題。