[發明專利]串行干擾消除的海量媒介調制設備上行多址接入系統

有效

• 申請號: 202110053140.5
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112787758B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 喬力;梅逸堃;高鎮;張軍
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L25/03
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 溫子云

本發明公開了一種自適應串行干擾消除的海量媒介調制設備多址接入系統，所述發射端包括數據包生成模塊、第一信道編碼模塊和第一媒介調制模塊；發射端利用數據包生成模塊在待發送數據中插入特征序列b_s；接收端包括無編碼檢測算法模塊、似然比計算模塊、軟解碼模塊、解碼準確度判決模塊、第二信道編碼模塊、第二媒介調制模塊和干擾消除模塊；解碼準確度判決模塊計算特征序列的解碼結果與真實的特征序列b_s的漢明距離，僅對漢明距離小于預設值的活躍設備的有效數據進行干擾消除。使用本發明能夠進一步提升有信道編碼系統中海量媒介調制設備多址接入的數據解調正確率。

技術領域

本發明涉及無線通信中的數據傳輸領域，尤其涉及一種自適應串行干擾消除的海量媒介調制設備的上行免授權多址接入系統。

背景技術

物聯網具有節約成本，增加收入來源以及提高效率等優勢，已經在各個垂直領域發揮著重要作用。物聯網的一個典型特征是海量的低功耗設備。三星的6G白皮書指出，到2030年，接入蜂窩網絡的物聯網設備數量將高達500億，是那時人口總數的59倍，這就要求未來基站能夠實現與數百億設備之間的海量連接。盡管大規模機器類型通信(MassiveMachine-Type Communications,mMTC)已被列入5G三大應用場景之一，低時延高可靠地支持海量設備接入對于目前的網絡來說依然十分具有挑戰性。

海量設備多址接入協議一般可以分為兩類：基于授權的方式和免授權方式。在未來海量連接的場景下，基于授權的多址接入協議普遍需要復雜的接入調度，從而產生難以忍受的接入時延。作為一種有前途的替代方案，免授權的多址接入協議最近在學術界和工業界都引起了極大的關注。在免授權的多址協議中，需要接入網絡的用戶無需基站授權，可直接向基站上行發送導頻和數據；基站根據接收信號進行用戶識別和數據檢測。

為了進一步提高物聯網海量連接的頻譜效率和能量效率，物聯網設備采用空間調制的方案也被廣泛探討和研究。空間調制是一種低復雜度，高能量效率的單射頻或射頻少于發射天線數的多天線技術。典型的空間調制方案在發射端配備多根發射天線以及單射頻鏈路，輸入比特流在每一時隙被劃分成空間域信息比特與符號域信息比特：前者決定該時隙中哪一根發射天線激活，稱其為“活躍天線”，而其它發射天線在本時隙保持靜默；后者確定需要傳輸的星座符號，并在本時隙由活躍天線發送。接收端通過相應的檢測方案，檢測出活躍天線的下標以及星座符號，即可解映射獲得傳輸的比特信息。在下一個符號周期重復上述過程，時隙與時隙間相互獨立，不同時隙間的信息比特彼此無關。由此可見，典型空間調制技術的單射頻鏈路配置有利于減小發射機尺寸，降低能耗，提升能量效率；空間域符號的傳輸可以彌補單射頻帶來的速率損失，從而獲得頻譜效率和能量效率的較好折衷。

近些年來，很多新型調制技術層出不窮，例如：廣義空間調制，媒介調制，以及元表面調制等等，它們保留了典型空間調制技術的低復雜度和高能量效率的特點，同時可以實現更高的頻譜效率。其中，基于媒介調制的海量接入問題成為學術界和工業界的熱點。具體而言，媒介調制采用單射頻鏈路，單個發射天線，以及多個低成本低開銷的射頻鏡面。其中，每個射頻鏡面可以有ON/OFF兩種狀態，多個射頻鏡面的不同ON/OFF狀態的組合作用于發射天線的發送信號可以產生不同的輻射圖樣。因此，空間信息可以編碼在射頻鏡面的ON/OFF狀態組合上，接收端通過檢測不同輻射圖樣即可解調出空間信息。與典型空間調制不同的是，媒介調制的空間比特數目取決于可以區分的輻射圖樣的數目，因而有望編碼更多的空間比特，從而進一步提高頻譜效率。由于媒介調制的上述優越性，基于媒介調制的海量接入作為基于空間調制方案的改進而被廣泛研究，涌現了許多基于壓縮感知的活躍用戶檢測和媒介調制數據解調算法。然而，針對上述海量媒介調制設備的上行免授權接入場景，現有方案都是在無信道編碼的系統下進行收發端設計，對于有信道編碼系統的收發端方案設計亟需進一步研究。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種自適應串行干擾消除的海量媒介調制設備多址接入系統，用以進一步提升有信道編碼系統中海量媒介調制設備多址接入的數據解調正確率。

為了解決上述技術問題，本發明是這樣實現的。