[發明專利]一種基于協作非正交多址系統的用戶配對與中繼選擇聯合算法

在審

• 申請號: 202110011024.7
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112804723A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 龍懇;王奕;譚路垚
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04W40/04
• 分類號: H04W40/04;H04W40/12;H04W40/22;H04B17/309;H04B17/382
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1.一種基于協作非正交多址系統的用戶配對和中繼選擇聯合算法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：從基站覆蓋范圍內所有用戶中選擇距離基站最遠的用戶為主用戶；

S2：選擇所有中繼器中與主用戶之間信道條件最好的中繼器作為選定中繼

S3：主用戶和中繼選取之后，可以得到中繼服務范圍內所有滿足主用戶目標速率的用戶集合C_R；

S4：從用戶集合C_R中選出瞬時速率最大的用戶為次用戶；

S5：循環進行上述步驟直至基站覆蓋范圍內所有用戶均完成用戶配對和中繼選擇。

2.根據權利要求1所述的基于協作非正交多址系統的用戶配對和中繼選擇聯合算法，其特征在于：由于基站與用戶之間距離很遠或有障礙物存在，使得他們之間不存在直接鏈路，所有的中繼器和用戶在接受到基站或中繼器發送的信號后，利用串行干擾消除技術對接收信號進行解碼。

3.根據權利要求1所述的基于協作非正交多址系統的用戶配對和中繼選擇聯合算法，其特征在于：步驟S1中，基站向其服務范圍內的所有用戶廣播信息：

其中S₁和S₂分別表示主用戶和次用戶的需要接收的信號，α₁和α₂分別表示主用戶和次用戶的功率分配系數，需滿足α₁+α₂＝1且a₁a₂，P_B為基站傳輸信號的傳輸功率。

4.根據權利要求1所述的基于協作非正交多址系統的用戶配對和中繼選擇聯合算法，其特征在于：步驟S1中，經過中繼器的轉發，所有用戶接收到的信號為

其中h_i,j是用戶接到中繼器轉發信號的信道增益，β₁和β₂分別為主用戶和次用戶的功率分配系數，需滿足β₁+β₂＝1且β₁β₂，P_R表示中繼器的發射功率。

5.根據權利要求1所述的基于協作非正交多址系統的用戶配對和中繼選擇聯合算法，其特征在于：步驟S1中，基站處理接收到的導頻信息，計算出每個用戶終端的位置信息(例如距離，角度)，選取距離基站最遠的用戶為主用戶，表示為

其中為基站與用戶之間的距離。

6.根據權利要求1所述的基于協作非正交多址系統的用戶配對和中繼選擇聯合算法，其特征在于：步驟S1中，存在主用戶的信息速率小于其目標速率，此時中繼器的接收信號不能解碼出主用戶信號或主用戶的接收信號不能解碼出自身信號，所以主用戶成功解碼自身信號需滿足：

和

其中為中繼處主用戶信號的接收信噪比，為主用戶處自身信號的接收信噪比，ε₁為主用戶的目標接收信噪比。

7.根據權利要求1所述的基于協作非正交多址系統的用戶配對和中繼選擇聯合算法，其特征在于：步驟S2中，所有可以連接主用戶的中繼器計算中繼器與主用戶間的信道增益，并選取信道增益最大的中繼器為選定中繼，表示為

其中為中繼器到主用戶的信道增益。

8.根據權利要求1所述的基于協作非正交多址系統的用戶配對和中繼選擇聯合算法，其特征在于：在步驟S3中，選定中繼遍歷其服務范圍內所有除主用戶外的用戶，由于非正交技術采用串行干擾消除技術(SIC)，選定中繼服務范圍內所有除主用戶外的用戶在解碼自身信號時需先解碼主用戶的信號，將解碼出的主用戶信號消除后再解碼自身信號，所以此時所用除主用戶外的用戶接收到的主用戶信號信噪比為：

其中是選定中繼到其服務范圍內非主用戶的所有用戶的信道增益，是選定中繼的傳輸信噪比，σ_1,j是高斯信道衰落系數。