[發明專利]一種基于誤碼率公平的功率域NOMA協作傳輸方法及其裝置

有效

• 申請號: 201910863726.0
• 申請日: 2019-09-12
• 公開（公告）號: CN110418297B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 徐磊;朱定成;姚以靜;張紅偉;方紅雨;李曉輝
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: H04W4/08
• 分類號: H04W4/08;H04W24/02;H04W72/04;H04W72/08;H04B7/026
• 代理公司: 合肥市澤信專利代理事務所(普通合伙) 34144
• 代理人: 方榮肖

1.一種基于誤碼率公平的功率域NOMA協作傳輸方法，其特征在于，其包括以下步驟：

(1)建立傳輸系統模型；所述傳輸系統模型中設置至少一個中繼節點、至少兩個用戶節點以及位于傳輸區域中心位置的至少一個基站；所述中繼節點為靠近所述傳輸區域中心位置的強用戶節點，所述用戶節點為所述傳輸區域邊緣位置的弱用戶節點，且所述中繼節點和所述用戶節點均為單天線節點；所述中繼節點作為半雙工中繼節點并對兩個用戶節點發送的線性疊加信號進行放大轉發；兩個用戶節點的分配系數分別為α₁和α2，且發射端共享相同的時域和頻域資源；兩個用戶節點到所述中繼節點的信道系數分別為和所述傳輸系統模型的信號傳輸方法包括以下步驟：

(1.1)分別通過第一時隙和第二時隙將兩個用戶節點的信號分別傳輸至所述半雙工中繼節點：

在所述第一時隙，通過預設的降噪因子對所述半雙工中繼節點接收的信號進行線性降噪處理；

在所述第二時隙，使所述半雙工中繼節點將其接收的信號放大轉發至目的節點；

(1.2)在上行鏈路中按照信道質量由高到低的順序，對所述目的節點接收的信號進行解碼：先對信道系數為的信號進行檢測，獲取對應的信噪比，再對信道系數分別為的信號進行噪聲處理，獲取對應的信噪比；其中，定義信道系數為的信號為檢測信號，信道系數分別為的信號為噪聲信號；

(2)使與趨近，邊界簡化處理所述目的節點的接收信號，以獲取所述檢測信號和所述噪聲信號的上邊界；

(3)將所述檢測信號和所述噪聲信號的上邊界分別分解成含有兩個獨立隨機變量的子信號，且兩個獨立隨機變量分別服從預設參數的指數分布；

(4)先計算所述檢測信號的矩量母函數，并簡化所述矩量母函數，再根據簡化的矩量母函數，獲取誤碼率閉式邊界公式，并通過所述誤碼率閉式邊界公式計算出平均誤符號率的閉式解；

(5)根據所述閉式解，對功率分配進行優化；功率分配優化的方法包括以下步驟：

(5.1)設定約束條件：P₁+P₂＝P，P為系統總功率，P₁為兩個用戶節點發送的總功率，P₂為半雙工中繼節點的發送功率；

(5.2)對系統的總誤碼率求偏導，并令其中，α₁和α₂分別為用戶節點的功率分配系數，α₁+α₂＝1；h_r,d為所述半雙工中繼節點至所述目的節點的信道系數；為的方差；為的方差；為h_r,d的方差；

(5.3)對Z中P₁或P₂求偏導、極值，獲取兩個用戶節點的功率分配系數α₁、α₂與P₁及P₂之間的關系式；其中，對P₁求偏導、極值可得：

定義P₁+P₂＝P，可得

(5.4)分別對P₁和P₂的表達式求偏導，獲取分配系數α₁、α₂的計算公式：

(5.5)根據分配系數α₁、α₂的計算公式，確定系統誤碼率性能最優時兩個用戶節點的最佳功率分配因子的數值。

2.如權利要求1所述的基于誤碼率公平的功率域NOMA協作傳輸方法，其特征在于，在所述第一時隙，所述半雙工中繼節點接收的信號為：

y_r＝x_r+n_s,r

其中，n_s,r為均值為0且方差為N₀的高斯白噪聲一；x_r為兩個用戶節點發送的信號的線性疊加信號。

3.如權利要求2所述的基于誤碼率公平的功率域NOMA協作傳輸方法，其特征在于，所述線性疊加信號的計算公式為：

其中，x_i為第i個用戶節點發送的功率歸一化信號，i＝1，2…n，n為不小于2的正整數，且E[|x_i|²]＝1。