一种稀疏交织多址接入方法技术

本发明专利技术提出的一种稀疏交织多址接入方法，属于非正交多址移动通信技术领域。该方法首先令所有接入用户传输数据块时共占用K个资源粒子和T个时域符号，然后对每个用户传输的数据块信息进行信道编码，将编码后的数据分割成若干子比特流，并映射为码字向量；对每个码字向量补零得到K维稀疏码字向量；根据稀疏时频交织器，得到K维稀疏发送码字向量；在每个时刻，各用户根据系统给出的传输资源传输发送码字向量中的对应分量；接收机估计活跃用户及其信道增益，并获取其稀疏时频交织器信息；接收机解码得到各个接入用户的发送数据块。本方法使每个用户在接入传输时只占用总时频资源的一小部分，降低接收机在大规模接入的场景下的多用户检测复杂度。

【技术实现步骤摘要】
一种稀疏交织多址接入方法
本专利技术涉及非正交多址移动通信
，具体提出了一种稀疏交织多址接入方法(SparseInterleaveDivisionMultipleAccess,SIDMA)。
技术介绍
由于传统的码分多址接入方法(CDMA)存在多址接入干扰(multipleaccessinterference，MAI)以及符号间串扰(intersymbolinterference，ISI)等问题致使其性能受到限制。现有的主要研究落脚点都在提出新的多用户检测方法(multi-userdetection，MUD)从而降低MAI与ISI对性能的影响。在若干文献中，提出了通过给不同用户分配不同交织器的方式提升表现，于是便有了传统的交织多址接入方法(interleavedivisionmultipleaccess，IDMA)。它既有传统的CDMA的优点，即通过分集对抗衰落，并缓解了最坏情况下的其他小区的用户干扰问题。此外，由于不同用户使用的不同随机交织，相邻码片之间近似不相关，使得接收机可以进行相对简单的逐码片迭代MUD技术。通过基本信号估计器(ElementarySignalEstimator，ESE)与各个用户各自的后验概率译码器(Decoder，DEC)之间的软信息交换迭代，使系统获得接近香农极限的性能。但是传统的IDMA方法要求用户占用全部的可用资源发送数据，在大规模接入的情况下，这会导致正交资源的严重碰撞，使得多用户检测(MUD)的复杂度极高。近年来也有将IDMA与多天线技术((Multi-InputMulti-Output，MIMO)相结合的研究，从而进一步提升系统的容量与接收性能等。但总体来说，在大规模用户接入的情况下，现有的方法普遍面临着运算复杂度过高的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服已有技术的不足之处，提出了一种稀疏交织多址接入方法(SparseInterleaveDivisionMultipleAccess,SIDMA)。本专利技术方法使得每个用户在接入传输时只占用总时频资源的一小部分，从而降低接收机在大规模接入的场景下的多用户检测复杂度。本专利技术提出的一种稀疏交织多址接入方法，其特征在于，该方法首先令所有接入用户传输数据块时总共占用K个资源粒子和T个时域符号，然后对每个用户传输的数据块信息进行信道编码，将编码后的数据分割成若干子比特流，并映射为码字向量；对每个码字向量补零得到K维稀疏码字向量；根据稀疏时频交织器，得到K维稀疏发送码字向量；在每个时刻，各用户根据对应时刻系统给出的传输资源传输发送码字向量中的对应分量；接收机估计活跃用户及其信道增益，并获取其稀疏时频交织器信息；接收机对接收信号进行解码得到各个接入用户的发送数据块。该方法包括以下步骤：(1)令所有接入用户传输数据块时总共允许占用T个时域符号symbol，共包含K个资源粒子RE；(2)任一接入用户ui将本次接入所需传输的数据块的信息经过信道编码后得到一个信息比特向量其长度为个比特；将向量按每log2M个比特分为一组，其中M为4的整数倍，表示调制阶数；根据码本，将向量映射成长度为的码字向量Ni＜K；其中，码字向量的每个分量通过1个RE进行传输；(3)接入用户ui对步骤(2)得到的码字向量进行补零，将原来的Ni维码字向量补零成为K维稀疏码字向量其中K为RE的总个数；(4)接入用户ui根据稀疏时频交织器对步骤(3)得到的K维稀疏码字向量进行交织映射，得到一个K维的稀疏发送码字向量：其中Ni个位置非零，即对应步骤(2)中的Ni个分量；(5)对于T个symbol中任意时刻t，t＝1，2，…，T，接入用户ui根据对应时刻系统给出的传输资源传输其发送码字向量中的W(t)个分量，其中W(t)为时刻t的子载波数，并且按照系统的预设满足(6)接收机从所有已注册在网的潜在用户中识别出活跃用户，即本次接入的用户，并进行信道估计，根据用户识别结果得到每个活跃用户对应的稀疏时频交织器(7)在每个时刻t，t＝1，2，…，T，根据步骤(6)的识别结果获取当前时刻的用户接入情况，接收机对接收信号y(t)进行解码，其中y(t)是维度的W(t)的向量，表示接收端接收到的接入用户对应时刻t发送的发送码字向量的W(t)个分量乘以对应用户的信道增益后叠加得到的信号；将所有时刻得到的y(t)的解码结果联合进行信道解码，最终得到各个接入用户的发送数据块。本专利技术的特点及有益效果在于：本专利技术提出了一种改进传统IDMA后的稀疏交织多址接入(SIDMA)方法。通过引入资源占据的稀疏性，增加了额外的自由度，当用户较少时，降低了资源处用户碰撞的概率，解码复杂度低；当用户较多时，又能容忍碰撞；相比于传统的IDMA要求所有用户的数据速率的一致性，SIDMA允许每个用户传输的数据量可变，即可以根据需要传输的实际数据量动态占用资源，支持可变速率，更加灵活。附图说明图1为本专利技术方法的实施流程图。图2为本专利技术实施例中一种数据块RE分配示例图。图3为本专利技术实施例中不同用户在给定RE的情况下的稀疏时频交织器示例图。具体实施方式本专利技术提出的一种稀疏交织多址接入方法，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作更详细的说明。本专利技术提出的一种稀疏交织多址接入方法，流程如图1所示，包括以下步骤：(1)令所有接入用户传输数据块时总共允许占用T个时域符号(symbol)，共包含K个资源粒子(RE，ResourceElement)。附图2为一种数据块RE分配情况的示例图，给出了一种不同时间系统提供不同子载波数的RE分配情况示例，图中，每个方格代表一个RE，总共有k个RE，全部方格整体表示一次随机接入所有用户的总体可用资源；每一列方格占用时域上的一个symbol时间，总共占用T个symbol的时间。其中，每列中方格数代表对应symbol时间上可用的子载波个数。(2)任一接入用户ui将本次接入所需传输的数据块的信息经过信道编码后得到一个信息比特向量其长度为个比特，不同用户根据实际需求可传输不同长度的向量。将该向量按每log2M个比特分为一组，其中M(M＝4，8，16，…为4的整数倍)为调制阶数；根据码本，将该向量映射成长度为的码字向量其中，码字向量的每个分量需要通过1个RE进行传输，因此要求Ni＜K，也即码本的获取方式，可能包含但不限于，在随机接入的情况下，用户使用注册入网时分配的固定码本；在由调度接入的情况下，用户使用系统调度时分配的码本。(3)接入用户ui对步骤(2)得到的码字向量进行补零，将原来的Ni维码字向量补零成为K维稀疏码字向量其中K为RE的总个数。(4)接入用户ui根据稀疏时频交织器对步骤(3)得到的K维稀疏码字向量进行交织映射，得到一个K维的稀疏发送码字向量：其中只有Ni个位置非零，也即承载了步骤(2)中中的Ni个分量。稀疏时频交织器的获取方式，可能包含但不限于，在随机接入的情况下，用户使用注册入网时分配的固定稀疏时频交织器；在由调度接入的情况下，用户使用系统调度时分配的稀疏时频交织器。图3是不同用户在给定资源RE的情况下的稀疏时频交织器示例图，图3给出了可能的3个用户u1，u2，u3在给定K＝40个RE的情况下，每人发送长度为的信息比特，采用M＝16-QAM调制，它们的码字向量长度分别为N1＝N2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稀疏交织多址接入方法，其特征在于，该方法首先令所有接入用户传输数据块时总共占用K个资源粒子和T个时域符号，然后对每个用户传输的数据块信息进行信道编码，将编码后的数据分割成若干子比特流，并映射为码字向量；对每个码字向量补零得到K维稀疏码字向量；根据稀疏时频交织器，得到K维稀疏发送码字向量；在每个时刻，各用户根据对应时刻系统给出的传输资源传输发送码字向量中的对应分量；接收机估计活跃用户及其信道增益，并获取其稀疏时频交织器信息；接收机对接收信号进行解码得到各个接入用户的发送数据块。

【技术特征摘要】
1.一种稀疏交织多址接入方法，其特征在于，该方法首先令所有接入用户传输数据块时总共占用K个资源粒子和T个时域符号，然后对每个用户传输的数据块信息进行信道编码，将编码后的数据分割成若干子比特流，并映射为码字向量；对每个码字向量补零得到K维稀疏码字向量；根据稀疏时频交织器，得到K维稀疏发送码字向量；在每个时刻，各用户根据对应时刻系统给出的传输资源传输发送码字向量中的对应分量；接收机估计活跃用户及其信道增益，并获取其稀疏时频交织器信息；接收机对接收信号进行解码得到各个接入用户的发送数据块。2.如有权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)令所有接入用户传输数据块时总共允许占用T个时域符号symbol，共包含K个资源粒子RE；(2)任一接入用户ui将本次接入所需传输的数据块的信息经过信道编码后得到一个信息比特向量其长度为个比特；将向量按每log2M个比特分为一组，其中M为4的整数倍，表示调制阶数；根据码本，将向量映射成长度为的码字向量其中，码字向量的每个分量通过1个RE进行传输；(3)接入用户ui对步骤(2)得到的码字向量进行补零，将原来的Ni维码字向量补零成为K维稀疏码字向量其中K为RE的总个数；...

【专利技术属性】
技术研发人员：廉晋，周世东，张秀军，王玉锋，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11