[發明專利]基于NOMA的全雙工中繼協作通信系統性能優化方法

有效

• 申請號: 201910346475.9
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110212967B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 劉毅;南海涵;馬瑩;楊普;張陽陽;張海林
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04B7/155
• 分類號: H04B7/155;H04L5/14
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

本發明屬于無線移動通信技術領域，公開了一種基于NOMA的全雙工中繼協作通信系統性能優化方法；基站以廣播的形式發送疊加編碼給中繼節點和近端用戶；中繼節點譯碼接收信號并重新編碼轉發，中繼節點從接收信號中譯碼近端用戶和遠端用戶的信號；中繼節點重新編碼譯碼后的信號，并將編碼后的混合信號廣播給遠端用戶和近端用戶；基站和中繼節點采用最大比傳輸的方式對信號進行預編碼后發送給近端用戶；近端用戶、遠端用戶譯碼接收信號近端用戶采用SIC的方法譯碼接收信號；遠端用戶直接譯碼自身的信號；最小化系統中斷概率和最大化系統最小可達速率。本發明近端用戶的速率得到了提升，提升了系統總的可達速率。

技術領域

本發明屬于無線移動通信技術領域，尤其涉及一種基于NOMA的全雙工中繼協作通信系統性能優化方法。

背景技術

目前，最接近的現有技術：鑒于互聯網和物聯網業務的高速發展，無線通信的業務需求日益增長，隨著移動用戶接入數越來越多，頻譜效率的提高成為當前亟需解決的問題之一。作為下一代移動通信的候選多址接入技術的NOMA技術，獲得了越來越多的關注，不同于以往的正交多址(Orthogonal Multiple Access(OMA))技術，只能為一個用戶分配單一的無線資源，例如按頻率分割或按時間分割。NOMA允許同一小區的多個用戶同時共享相同的信道資源，并通過分配不同的功率來實現功率復用，接收端根據信道條件通過串行干擾消除(Serial Interference Cancellation(SIC))消除來自其他用戶的干擾進而解碼自身的信號。這樣的接入方式不僅帶來了更高的頻譜效率，小區邊緣的容量也得到了提升，同時弱化了信道反饋的信道狀態信息以及低時延。

協作通信技術是對抗路徑損失、信道衰落和陰影效應的有效技術，它可以有效地增加通信覆蓋區域并提升用戶的服務質量(Quality ofService(QoS))。在協作通信系統中，通過利用中繼節點轉發源節點的信號，可以獲得類似于MIMO系統的空間分集增益，稱之為協作分集。中繼節點的工作模式可以分為全雙工模式和半雙工模式。當中繼節點采用半雙工模式時，中繼節點在接收和發送時只能限制在正交信道上，使得頻譜利用效率較低，而當中繼節點采用全雙工模式時，中繼節點僅需要一條端到端的信道進行傳輸，使全雙工協作協議相比半雙工協作協議可以獲得更高的容量性能。然而由于中繼節點處于全雙工模式時，只有一根接收天線的目的節點在理想情況下同時接收到來自中繼鏈路和直達鏈路的信號，造成了傳統的最大比合并的方式不適用于此處，而且傳統NOMA協作中繼系統中中繼節點處只轉發譯碼出的單一信號，造成了近端用戶速率的降低。中繼系統中繼節點只轉發了單一信號，而沒有轉發混合信號，使得近端用戶信號強度較弱，通過轉發混合信號與使用最大比傳輸方式，可以使得信干噪比增加。業內一直注重邊緣用戶的傳輸速率與服務質量，而忽視了中心用戶的傳輸速率。

綜上所述，現有技術存在的問題是：傳統NOMA協作中繼系統中中繼節點處只轉發譯碼出的單一信號，造成近端用戶速率的降低。

解決上述技術問題的難度：在提高近端用戶速率的同時，要保證邊緣用戶所受影響較少，保證總體速度的上升。

解決上述技術問題的意義：在針對現代部分服務質量需求高的業務，可以提供較高的速率。

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NOMA的全雙工中繼協作通信系統性能優化方法。

本發明是這樣實現的，一種基于NOMA的全雙工中繼協作通信系統性能優化方法，所述基于NOMA的全雙工中繼協作通信系統性能優化方法包括：

第一步，基站以廣播的形式發送疊加編碼給中繼節點和近端用戶；

第二步，中繼節點譯碼接收信號并重新編碼轉發，中繼節點從接收信號中譯碼近端用戶和遠端用戶的信號；中繼節點根據新的功率分配因子重新編碼譯碼后的信號，并將編碼后的混合信號廣播給遠端用戶和近端用戶；

第三步，基站和中繼節點采用最大比傳輸的方式對信號進行預編碼后發送給近端用戶，近端用戶接收來自協作鏈路和直達鏈路的信號；