[發明專利]一種高可靠正交多址通信方法

在審

• 申請號: 202211513315.7
• 申請日: 2022-11-29
• 公開（公告）號: CN115882907A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 楊欣;尤倩;宮延云;韓闖;王伶;張兆林;許茜;孫文彬;汪躍先
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H04B7/0413
• 分類號: H04B7/0413;H04B7/0426;H04B7/0456;H04W16/10;H04W16/22;H04W28/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種高可靠正交多址通信方法，將多輸入多輸出技術與NOMA技術相結合，通過使用最小均方誤差檢測可以同時考慮不同天線間的干擾和噪聲的影響，使總的誤差最小，通過設計預編碼矩陣與功率分配系數，使NOMA技術在用戶信道條件相同的條件下最大化發揮其潛能，并且更好的滿足不同終端用戶的QoS需求。本發明可以充分利用信道的空間資源，有效提高頻譜資源利用率，滿足當今海量設備互聯的連接需求，本發明能在終端用戶信道條件相似的情況下展示更優的效果，能在長期內更好的滿足QoS需求高的終端設備性能需求，提高系統通信的穩定性和頻譜資源利用率。

技術領域

本發明涉及無線通信網絡領域，特別是涉及一種面向物聯網應用的非正交多址技術(Non-orthogonal Multiple Access，NOMA)下行通信方法。

背景技術

隨著移動互聯網的快速發展，越來越多的設備接入到移動網絡中，新的服務和應用層出不窮，移動數據流量的暴漲將給網絡帶來嚴峻的挑戰。第五代移動通信系統(FifthGeneration，5G)憑借其穩定的傳輸質量、高效的頻譜利用率、超強時效性、廣泛覆蓋性等優點脫穎而出。并且能有效解決移動通信中網絡不穩定、傳輸延遲等問題，更好地提高用戶體驗，成為未來移動通信技術的發展趨勢。

物聯網召喚5G，5G推進物聯網。在5G網絡中支持物聯網功能是一個挑戰，因為在有限帶寬的約束下，連接數十億具有不同服務質量(Quality of Service，QoS)要求的智能物聯網設備并不是一件小事。如何根據不同終端設備的QoS需求有效地分配相應的空間資源，滿足不同終端的性能，同時還要高效利用現有的頻譜資源，是現代無線通信技術需要考慮的一個重要問題。

此外，在很多場景中，有些終端設備堆疊在一起，到基站的距離差不多，信道條件相似，而現有技術大多都是在信道條件不同的情況下提出的，且系統的性能不太理想。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種高可靠正交多址通信方法。針對現有技術中的缺陷，本發明的目的在于解決現有技術中的不足之處，提出了一種面向物聯網應用的NOMA下行傳輸方法，將多輸入多輸出技術(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)與NOMA技術相結合。通過使用最小均方誤差(Minimum Mean Square Error，MMSE)檢測可以同時考慮不同天線間的干擾和噪聲的影響，使總的誤差最小。通過設計預編碼矩陣與功率分配系數，使NOMA技術在用戶信道條件相同的條件下最大化發揮其潛能，并且更好的滿足不同終端用戶的QoS需求。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案包括如下步驟：

步驟1：建立一個多輸入多輸出非正交多址接入(Multiple Input and MultipleOutput-Non-orthogonal Multiple Access，MIMO-NOMA)系統，MIMO-NOMA系統包含配有M根天線的基站，用戶1和用戶2分別配有N根天線，R_1,i表示用戶1在第i層的目標數據速率，R_2,i表示用戶2在第i層的目標數據速率，ρ表示發送端的信噪比；

步驟2：分別構造用戶1和用戶2的N×M維信道矩陣H₁和H₂；H₁和H₂為隨機生成每個元素相互獨立，且滿足均值為零，方差為1的復高斯分布的矩陣；

步驟3：將H₂矩陣共軛轉置得到對/進行QR分解，得到：

/

其中矩陣Q₂為M×M維，矩陣M×N維；