[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

本發明公開了一種基于誤碼率公平的功率域NOMA協作傳輸方法及其裝置，該方法包括以下步驟：建立傳輸系統模型；邊界簡化處理目的節點的接收信號，以獲取檢測信號和噪聲信號的上邊界；將檢測信號和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；先計算檢測信號的矩量母函數，并簡化矩量母函數，再根據簡化的矩量母函數，獲取誤碼率閉式邊界公式，并通過誤碼率閉式邊界公式計算出平均誤符號率的閉式解。本發明能夠提升弱用戶的服務質量，得到結構簡單的誤碼率閉式邊界公式，可以通過公式調節誤碼率的性能，可滿足用戶公平性與高信噪比條件，進而實現功率分配的優化和多種場景的拓展。

技術領域

本發明涉及通訊技術領域的一種功率域NOMA協作傳輸方法，尤其涉及一種基于誤碼率公平的功率域NOMA協作傳輸方法，還涉及一種基于誤碼率公平的功率域NOMA協作傳輸裝置。

背景技術

隨著對高速數據業務的需求急速增加，進一步提高頻譜效率愈發重要。而非正交多址接入(NOMA)作為一種新型多址接入技術，能夠極大地改善系統的頻譜效率，成為5G中的關鍵技術之一。功率域NOMA給每個用戶分配不同的發送功率，多個用戶從而可以共享相同的時間頻率和擴頻碼等傳統的正交資源；在接收端，根據用戶信道增益的差異，利用串行干擾消除技術來消除多個用戶信號疊加引入的干擾。由于NOMA允許在相同資源上服務更多的用戶，所以NOMA具有支持海量連接數的潛力，能夠利用有限的資源上接入更多的用戶，解決5G多址接入技術需要解決的核心問題。

在物聯網場景中，低功耗的限制要求大規模用戶需要進行上行的接入，并且對數據傳輸的可靠性和速率有更高的要求，因此對NOMA中保障弱用戶服務質量的上行通信展開研究具有實際的應用價值。弱用戶處于小區的邊緣部分，協作分集技術是能夠顯著提升弱用戶的服務質量的有效手段之一。但是，現有的5G場景在物聯網應用中，用戶服務質量較低，不能滿足大規模用戶節點的接入和不同數據流量的高可靠性信息傳輸。

發明內容

針對現有的技術問題，本發明提供一種基于誤碼率公平的功率域NOMA協作傳輸方法及其裝置，解決了現有的5G場景在物聯網應用中，用戶服務質量較低，不能滿足大規模用戶節點的接入和不同數據流量的高可靠性信息傳輸的問題。

本發明采用以下技術方案實現：一種基于誤碼率公平的功率域NOMA協作傳輸方法，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h_s1,r和h_s2,r，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；