[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

本發明屬于無線通信技術領域，公開了一種基于混合NOMA的認知中繼網絡中的認知用戶的接入方法及系統；主用戶收發機以及認知用戶收發機之間均無直傳鏈路，需要中繼節點協助轉發，當主用戶和認知用戶以NOMA的方式傳輸時，需要同時滿足主用戶和認知用戶的目標速率，此時認知用戶和主用戶共享頻譜資源，若以NOMA的方式傳輸，不能同時滿足主用戶的目標速率，則由主用戶單獨傳輸。本發明為了提升認知用戶的接入機會，采用了聯合動態功率分配和動態解碼模式的策略。本發明所提的方法可以有效地解決對應場景下認知用戶接入主用戶授權頻段的問題。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，尤其涉及一種基于混合NOMA的認知中繼網絡中的認知用戶的接入方法及系統。

背景技術

目前，最接近的現有技術：目前關于認知協作NOMA的研究主要集中在假設主用戶收發機之間無直傳鏈路，而認知用戶收發機有直傳鏈路，認知用戶發射機通過采用NOMA的形式給主用戶轉發信號，同時給認知用戶接收機發送信號，或者假設主用戶收發射機之間有直傳鏈路，認知用戶收發機之間無直傳鏈路，通過借助中繼節點給認知用戶接收機轉發信號。而在實際的通信中，存在主用戶收發機之間無直傳鏈路，同時認知用戶收發機也無直傳鏈路的場景。認知無線電技術允許認知用戶動態地接入主用戶的授權頻段，提升頻譜效率。NOMA技術通過在功率域進行復用，也可以提升頻譜效率以及接入的用戶數目。中繼技術可以增強系統的覆蓋范圍。將它們進行合適地結合，可以進一步提升系統的性能。將中繼技術引入到認知無線電中，構成認知中繼網絡，增強認知系統的覆蓋范圍，將NOMA技術引入到認知中繼網絡中，構成認知協作NOMA網絡，增加認知用戶接入機會。現有的關于認知協作NOMA的研究主要集中在，假設主用戶收發機之間無直傳鏈路，需要借助認知用戶發射機進行轉發，或者認知用戶發射機之間無直傳鏈路，需要借助中繼節點進行轉發。主用戶收發機之間無直傳鏈路時，認知用戶發射機轉發主用戶信號，同時給認知用戶發射機發送信號，這兩個信號是以NOMA的方式疊加的，這樣既解決了主用戶收發機之間無直傳鏈路的問題，也解決了認知用戶的接入問題。

綜上所述，現有技術存在的問題是：在實際的通信場景中，由于路徑損耗等因素，存在主用戶收發機之間無直傳鏈路，同時認知用戶收發機之間也無直傳鏈路的，需要借助中繼節點進行轉發的情況，而針對這一場景目前還沒有關于認知用戶如何接接入主用戶授權頻段的方法。針對這一場景，采用傳統的認知無線電技術，認知用戶是無法接入的，這是因為如果認知用戶采用Underlay模式時，主用戶發射機和認知用戶發射機同時給中繼節點發送信號時，中繼節點只能解碼其中的一個信號，將另外一個信號當作噪聲來處理，由于主用戶的優先級高，中繼節點選擇解碼主用戶信號，認知用戶便無接入機會。而認知用戶采用Overlay模式接入時，需要主用戶在某些時隙里沒有使用其授權頻段，當主用戶一直在使用其授權頻段時，認知用戶采用Overlay模式便無法接入。而今年來新興的NOMA技術的出現，為解決這一問題，提供了有效的解決方法。NOMA技術通過在發送端使用疊加編碼，在接收端使用串行干擾刪除技術，可以允許多個用戶共享同一時頻資源，在接收機端使用串行干擾刪除技術，可以依次解碼混疊信號中的各個信號。

解決上述技術問題的難度和意義：采用認知無線電中的Underlay模式或者Overlay模式，認知用戶此時都是無法接入的，而通過引入NOMA技術，可以有效地解決認知用戶的接入問題，同時也有效地擴大了認知用戶的通信范圍。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種基于混合NOMA的認知中繼網絡中的認知用戶的接入方法及系統。

本發明是這樣實現的，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，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；