[發明專利]基于混合NOMA的認知中繼網絡中的認知用戶的接入方法及系統

有效

• 申請號: 201910171490.4
• 申請日: 2019-03-07
• 公開（公告）號: CN109982441B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 皮先德;陳健;賀冰濤;闊永紅;楊萌琪
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04W74/00
• 分類號: H04W74/00;H04W74/02;H04B7/0426
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

1.一種基于混合NOMA的認知中繼網絡中的認知用戶的接入方法，其特征在于，所述基于混合NOMA的認知中繼網絡中的認知用戶的接入方法包括：中繼節點估計出各個鏈路的鏈路功率增益，據估計出的鏈路功率增益，確定當前時隙，是由主用戶單獨接入，還是由主用戶和認知用戶以NOMA的方式共同接入；

當主用戶和認知用戶以NOMA的方式共同接入時，確定主用戶發射機和認知用戶發射機所使用的功率，中繼節點給主用戶和認知用戶信號分配的功率，中繼節點和接收機處所使用的解碼模式；

根據選擇結果進行兩個時隙的傳輸；

所述基于混合NOMA的認知中繼網絡中的認知用戶的接入方法具體包括：

第一步，主用戶發射機、主用戶接收機、認知用戶發射機和認知用戶接收機向中繼節點發送訓練序列，中繼節點根據接收到的訓練序列估計出各個鏈路的鏈路功率增益；進入第二步；

第二步，根據估計出的鏈路功率增益判斷出用戶單獨傳輸時，兩跳是否都可以滿足主用戶的目標速率，若能滿足，則考慮認知用戶的接入，進入第三步；否則進入第八步；

第三步，計算主用戶和認知用戶同時傳輸時，中繼節點機接收機處采用先解碼主用戶信號后解碼認知用戶信號，所分別需要的主用戶發射機和認知用戶發射機的功率，中繼節點需要給主用戶信號和認知用戶分配的功率；如果計算所得功率滿足最大功率限制，主用戶發射機，認知用戶發射機，以及中繼節點使用相應的功率值發送信號，中繼節點處以及接收機處使用相應的解碼模式對信號進行解碼，進入第八步；否則，進入第四步；

第四步，計算主用戶和認知用戶同時傳輸時，中繼節點先解碼主用戶信號，后解碼認知用戶信號，所分別需要的主用戶發射機和認知用戶發射機的功率，接收機處先解碼認知用戶信號后解碼主用戶信號，中繼節點需要給主用戶和認知用戶信號分配的功率；如果計算所得功率滿足最大功率限制，進入第八步；否則，進入第五步；具體包括：R根據估計出的鏈路功率增益，確定PT、ST和R所實際使用的發射功率，接入模式，以及解碼模式；接入模式分為主用戶單獨接入模式，和認知用戶和主用戶以NOMA的方式共同接入模式；當主用戶單獨接入時，解碼模式即為直接對主用戶信號進行解碼，當主用戶和認知用戶以NOMA方式共同接入時，解碼模式分為，先解碼主用戶信號后解碼認知用戶信號的解碼模式，以及先解碼認知用戶信號后解碼主用戶信號的解碼模式；

(1)當以及同時成立時，才考慮認知用戶接入，其中不能同時成立時，采用主用戶單獨接入模式；

(2)當以及同時成立時，并且和同時成立時，第一時隙主用戶發射機和認知用戶發射機應當使用的發射功率分別為P_Pmax，中繼節點處先解碼主用戶信號，后解碼認知用戶信號；第二時隙里中繼節點給認知用戶和主用戶信號分配的功率分別為主用戶接收機處將認知用戶信號當作噪聲直接解碼自己的信號，認知用戶接收機處，認知用戶先解碼主用戶信號，將其從混疊信號中刪除后，再解碼自己的信號；其中

(3)當以及同時成立時，并且和同時成立時，第一時隙主用戶認知用戶的發射功率分別為P_Pmax、中繼節點處先解碼主用戶信號后解碼認知用戶信號；第二時隙里中繼節點給主用戶和認知用戶信號分配的功率分別為主用戶接收機處先解碼認知用戶信號，將其從混疊信號中刪除后，再解碼主用戶信號；認知用戶接收機處，將主用戶信號當作噪聲來處理，直接解碼認知用戶信號；

(4)當以及同時成立時，并且同時成立時，第一時隙主用戶認知用戶的發射功率分別為P_Smax，中繼節點處先解碼認知用戶信號后解碼主用戶信號；第二時隙里中繼節點給主用戶和認知用戶信號分配的功率分別為主用戶接收機處將認知用戶的信號當作噪聲來處理，直接解碼自己的信號；認知用戶接收機處先解碼主用戶信號，將其從混疊信號中刪除后，再解碼自己的信號；

(5)當以及同時成立時，并且同時成立時，第一時隙主用戶認知用戶的發射功率分別為P_Smax，中繼節點處先解碼認知用戶信號后解碼主用戶信號；第二時隙里中繼節點給主用戶和認知用戶信號分配的功率分別為主用戶接收機處先解碼認知用戶信號，將其從混疊信號中刪除后，再解碼自己的信號，認知用戶接收機處將主用戶信號當作噪聲來處理，直接解碼自己的信號；

(6)當(2)-(5)中沒有一個成立時，采用主用戶單獨接入模式；

其中PT的最大發射功率為P_Pmax，ST的最大發射功率為P_Smax，R的最大發射功率為P_Rmax，主用戶和認知用戶的目標速率分別為R_P，認知用戶的目標速率為R_s；系統的總帶寬為B；R、SR、PR處的噪聲均為功率譜密度為N₀的高斯白噪聲；PT與R之間的鏈路功率增益為g_P,R，ST與R之間的鏈路功率增益為g_S,R，R與PR之間的鏈路功率增益為g_R,P，R與SR之間的鏈路功率增益為g_R,S；其中PT表示主用戶發射機，PR表示主用戶接收機，ST表示認知用戶發射機，SR表示認知用戶接收機，R表示中繼節點；

第五步，計算主用戶和認知用戶同時傳輸時，中繼節點先解碼認知用戶信號，后解碼主用戶信號，所分別需要的主用戶發射機和認知用戶發射機的功率，接收機處先解碼主用戶信號后解碼認知用戶信號，中繼節點處需要給主用戶和認知用戶信號分配的功率，如果計算所得的功率滿足相應的最大功率限制，進入第八步；否則，進入步驟第六步；

第六步，計算主用戶和認知用戶同時傳輸時，中繼節點處以及接收機處先解碼認知用戶信號后解碼主用戶信號，所分別需要的主用戶發射機功率和認知用戶發射機功率，中繼節點處需要給主用戶和認知用戶分配的功率；如果計算所得的功率滿足相應的最大功率限制，進入第八步；否則，進入第七步；

第七步，主用戶單獨傳輸模式，認知用戶不能接入；進入第八步；

第八步，中繼節點將確定的主用戶發射機和認知用戶發射機所使用的發射功率反饋給主用戶和認知用戶發射機，將確定下的接收機處的解碼模式反饋給認知用戶和主用戶接收機；進入第九步；

第九步，第一時隙里主用戶發射機和認知用戶發射機根據中繼節點反饋的結果使用相應的功率進行發送，中繼節點使用相應的解碼模式進行解碼；第二時隙里，中繼節點根據確定下來的功率分配值，對主用戶和認知用戶進行功率的分配，接收機處接收到信號后，根據反饋得到的解碼模式進行解碼。