[發(fā)明專利]上行NOMA通信系統(tǒng)中兼顧組內(nèi)和組間干擾管理用戶分組方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910023144.1
• 申請日: 2019-01-10
• 公開（公告）號: CN109587810B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓麗;胡玉雨;李釗;姚妮;楊學(xué)冬;徐珂;趙進(jìn)超;丁漢清
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州輕工業(yè)學(xué)院
• 主分類號: H04W72/12
• 分類號: H04W72/12
• 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，公開了一種上行NOMA通信系統(tǒng)中兼顧組內(nèi)和組間干擾管理用戶分組方法；基站根據(jù)移動(dòng)臺(tái)上報(bào)的各移動(dòng)臺(tái)與基站之間的信道狀態(tài)信息對移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行分組，從中選擇組間相關(guān)度最小的一種分組方式；基站依據(jù)各分組信道增益的大小對各分組進(jìn)行降序排列，采用迫零接收的方式對信道增益最大的分組的信號進(jìn)行解碼，同時(shí)對組內(nèi)干擾進(jìn)行抑制；對于先恢復(fù)出的分組的用戶信號，采用串行干擾消除的方式將其從基站接收到的混合信號中消去。對于其余的待解用戶信號分組，基站進(jìn)行與上述相同的操作，直至所有分組的信號都被恢復(fù)。本發(fā)明通過合理的用戶分組實(shí)現(xiàn)NOMA多用戶上行傳輸中的干擾管理，能夠改善系統(tǒng)的頻譜效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種上行NOMA通信系統(tǒng)中兼顧組內(nèi)和組間干擾管理用戶分組方法。

背景技術(shù)

目前，業(yè)內(nèi)常用的現(xiàn)有技術(shù)是這樣的：非正交多址接入技術(shù)(Non-OrthogonalMultiple Access,NOMA)是下一代5G無線通信技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，是很有前途的多址技術(shù)，用于提高無線通信系統(tǒng)的容量。與正交多址(OMA)技術(shù)相比，NOMA允許更多數(shù)量的用戶同時(shí)連接到無線網(wǎng)絡(luò)，在上行和下行通信中獲得更大的吞吐量。NOMA的基本原理是通過功率域或碼域(為用戶分配不同的稀疏碼，稱為稀疏碼多址接入(SCMA))在發(fā)端進(jìn)行多路復(fù)用以及在接收端進(jìn)行串行干擾消除(SIC)來實(shí)現(xiàn)為多個(gè)用戶同時(shí)提供通信服務(wù)。文獻(xiàn)一針對NOMA上行鏈路提出了一種適用于多天線基站場景的NOMA方案，其中用戶終端在單個(gè)子載波上進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，基站對用戶進(jìn)行配對，并使用串行干擾消除(SIC)檢測每對用戶的信號，根據(jù)該文的研究，使用具有多項(xiàng)式復(fù)雜度的匈牙利算法可以實(shí)現(xiàn)最佳的用戶配對。然而這一方法獲得的最佳用戶配對集沒有考慮干擾管理，因此會(huì)導(dǎo)致較差的系統(tǒng)頻譜效率。文獻(xiàn)二考慮了多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)在NOMA系統(tǒng)中的應(yīng)用，提出一種新的MIMO-NOMA預(yù)編碼和檢測矩陣設(shè)計(jì)方案，并研究了用戶配對對MIMO-NOMA系統(tǒng)性能的影響。文獻(xiàn)三提出了一種新的具有組間干擾消除技術(shù)的NOMA實(shí)施方案。該方法對屬于同一組的用戶的預(yù)編碼器進(jìn)行聯(lián)合設(shè)計(jì)，并利用NOMA原理區(qū)分不同組的用戶，能夠最小化總的發(fā)射功率。文獻(xiàn)四提出了一種基于非正交多址的下行多用戶波束成形(NOMA-BF)方案，旨在增強(qiáng)系統(tǒng)總?cè)萘?。根?jù)所提NOMA-BF方法，配對的兩個(gè)用戶共享同一波束成形(BF)向量，從而可以增加系統(tǒng)可支持用戶的數(shù)量。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是：

(1)現(xiàn)有的NOMA用戶配對方法主要關(guān)注兩個(gè)用戶構(gòu)成一個(gè)NOMA分組的情況，較少涉及對多個(gè)用戶構(gòu)成NOMA分組的情況的研究，提升系統(tǒng)性能的效果不明顯。

(2)現(xiàn)有的NOMA分組方法主要考慮分組間相互干擾的影響，而忽略了組內(nèi)信號之間的相互干擾，使得組內(nèi)干擾制約系統(tǒng)性能，這一方法實(shí)施的干擾管理存有缺陷，可能會(huì)使最終恢復(fù)出的信號與原始發(fā)送信號相比偏差過大，影響到整個(gè)系統(tǒng)的性能。

(3)NOMA-BF允許兩個(gè)用戶分享同一個(gè)BF矢量。但是在模擬波束成形中，移相器工作在高頻段，信號損耗較大，并且高頻移相器相位分辨率較低。而在數(shù)字波束成形中，每一路數(shù)據(jù)流的發(fā)送都需要射頻(RF)鏈路，同時(shí)每一路都需要額外的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器來處理信號，增大了硬件復(fù)雜度。

解決上述技術(shù)問題的難度和意義：解決上述技術(shù)問題的難度是需要考慮如何設(shè)計(jì)更好的用戶分組方案，使多用戶之間的干擾——包括分組間的干擾和分組內(nèi)部的干擾——得到有效的管理和抑制，同時(shí)又必須保證恢復(fù)出的信號真實(shí)準(zhǔn)確；意義是本方法可以兼顧組間干擾和組內(nèi)干擾進(jìn)行用戶分組，每個(gè)分組可以包含超過2個(gè)用戶，既實(shí)現(xiàn)了有效的干擾管理，又提高了系統(tǒng)的頻譜效率，而且能夠在接收天線的要求和信號處理的復(fù)雜性之間進(jìn)行靈活的折中，從而促進(jìn)方法的實(shí)現(xiàn)和部署。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種上行NOMA通信系統(tǒng)中兼顧組內(nèi)和組間干擾管理用戶分組方法。