一种功率域非正交多址接入译码方法技术

本发明专利技术公开了一种功率域非正交多址接入译码方法，把叠加调制的信号

【技术实现步骤摘要】
一种功率域非正交多址接入译码方法
本专利技术涉及无线通信编译码
，特别是涉及一种功率域非正交多址（Non-orthogonalmultipleAccess,NOMA）接入译码方法。
技术介绍
在第二代、第三代及第四代移动通信技术中，都采用正交多址接入技术，如在时域、频域和码域分别正交的时分多址、频分多址和码分多址。第五代移动通信将会面临海量用户接入，以及物联网的应用场景对系统容量提出更高的要求，正交多址接入技术对多用户通信来说在接收端实现简单，但是面对第五代移动通信高容量的要求，传统的正交多址技术无法满足。从多用户信息论的角度看，NOMA接入明显优于正交多址接入，其能获得高的系统容量(见“Non-orthogonaltransmissiontechnologyinLTEevolution”,IEEECommunicationsMagazine,Vol.54,No.7,July2016)。NOMA接入技术主动在发送端引入干扰，并在接收端使用连续干扰抵消（SuccessiveInterferenceCancellation,SIC）技术，可以达到多用户通信的信道容量极限。传统的NOMA接入系统中，考虑到技术实现的复杂性，一般采用两用户配对的NOMA传输方案。基站给近用户分配较小的功率，给远用户分配较大的功率。基站采用叠加调制在相同的时频码资源块上给远近两个用户同时传输信号。附图1给出了NOMA两用户传输方案图示。用户1为近用户，用户2为远用户。传统方案中，用户1译码自己信号前首先要译码用户2信号，然后从接收信号中抵消用户2信号造成的干扰，最后再译码用户1自己的信号。用户2直接译码自己的信号把用户1的信号当成干扰看待。其整个流程数学描述如下，假定基站到用户2的路径增益为h2,基站到用户1的路径增益为h1（h1远大于h2）。基站发送的用户1和用户2的信号分别为和，其中和分别表示分配给用户1和用户2的功率，和表示经过基站信道编码（如低密度奇偶校验码）和调制后发给用户1和用户2的信息符号。基站采用NOMA传输方案，则用户1处的接收信号为，用户2处的接收信号为，其中表示用户1和用户2处的背景高斯白噪声，其噪声功率分别为和。用户1处首先译码用户2信息符号，其译码信号的信噪比（signaltonoiseratio,SNR）为传统方案中此时把用户1的信号当作高斯白噪声来处理，信道译码器成功译码信息符号后，用户1采用SIC技术减去用户2造成的干扰，此时得到的接收信号为，用户1的信道译码器再利用信号译码信息符号。用户2处的信道译码器则直接利用接收信号译码信息符号，不再采用SIC技术，而是直接把用户1的信号当作高斯白噪声来处理，用户2译码的SNR为。NOMA传输方案中，用户1（近用户）译码采用SIC技术消除用户2（远用户）信号的干扰。如果用户1处译码用户2信号失败，则SIC技术会导致错误传播，加大用户1信号译码失败概率。因此，在用户1处研究减少译码用户2信号失败概率的方法是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术提出了一种功率域非正交多址接入译码方法，一种新颖的用户1处软译码方法，能降低用户1处译码用户2信号的失败概率，从而进一步改善用户1处译码用户1信号的性能。本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的：一种功率域非正交多址接入译码方法，实现步骤具体如下：步骤一、基站对发送给用户1和用户2的信号分别进行信道编码得到传输信息符号和；基站确定分配给用户1和用户2的发送功率和；基站处采用叠加调制发送信号给用户1和用户2；步骤二、用户1处接收到信号；其中，基站到用户1的路径增益为h1，表示噪声功率为的背景高斯白噪声；把叠加调制的信号看成一个整体星座图从接收信号中计算信息符号的软解调信息，然后信道译码器利用的软解调信息和软译码算法来译码恢复信息符号；步骤三、如果步骤二中译码信息符号成功则用户1采用SIC技术减去用户2的信号得到信号，然后信道译码器采用软译码算法从恢复信息符号；如果步骤二中译码信息符号失败，则把步骤二中得到的信息符号的软译码信息当成先验信息来辅助译码信息符号；译码信息符号的软解调信息从接收信号和的软译码信息中获得，此时仍然把信号看成一个整体星座图；然后信道译码器利用的软解调信息和软译码算法来译码恢复信息符号；步骤四、如果步骤三译码信息符号成功则译码结束；如果译码信息符号失败，则把步骤三中得到的信息符号的软译码信息当成先验信息传递给信道译码器来重新译码信息符号，即从接收信号和的软译码信息中计算信息符号的软解调信息，此时仍然把信号看成一个整体星座图；然后信道译码器利用的软解调信息和软译码算法来译码恢复信息符号；重复步骤三和步骤四的译码过程直到译码成功或者达到最大迭代次数停止。本专利技术针对NOMA系统的特点，提出了一种新颖的近用户处译码新方法。能降低用户1处译码用户2信号的失败概率，从而进一步改善用户1处译码用户1信号的性能。本专利技术能应用于第五代移动通信系统中。相比于传统的NOMA译码方法，本专利技术提出的方法以增加一定的译码复杂度为代价换来更好的译码性能。如果用户2处允许增加译码复杂度，本专利技术的译码方法同样可以应用到用户2处。附图说明图1为两用户NOMA传输图示；图2为本专利技术提出的NOMA译码方法流程图；图3为本专利技术NOMA叠加后的4ASK星座图；图4为传统NOMA译码方法和本专利技术提出的NOMA译码方法的性能仿真结果。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。一种功率域非正交多址接入译码方法，实现步骤具体如下：步骤一、基站处对发送给用户1和用户2的信号分别进行信道编码(如采用低密度奇偶校验码、Turbo码、极化码等)和调制，得到传输信息符号和。基站处确定分配给用户1和用户2的发送功率和。基站处采用叠加调制发送信号给用户1和用户2。步骤二、用户1处接收到信号。其中，基站到用户1的路径增益为h1，表示噪声功率为的背景高斯白噪声。用户1处首先译码用户2信息符号，传统方法中此时把用户1的信号当作高斯白噪声来处理，其译码信号的信噪比（Signaltonoiseratio,SNR）为。本专利技术提出的方法则是把叠加调制的信号看成一个整体星座图，利用接收信号采用高阶调制的软译码算法（见“BitwiseLog-LikelihoodRatiosforQuadratureAmplitudeModulations”,IEEECommunicationsLetters,Vol.19,No.6,June2015）来译码恢复信息符号，此时译码的SNR为，其性能优于传统译码算法。步骤三、传统方法中信道译码恢复信息符号后，用户1采用连续干扰抵消（SuccessiveInterferenceCancellation,SIC）技术减去用户2的信号，此时得到的接收信号为，然后采用软译码算法从恢复信息符号。本专利技术中，如果步骤二中译码信息符号成功则译码过程和传统方法一致。如果步骤二中译码信息符号失败，则不采用SIC技术减去用户2的信号，而是把步骤二中得到的信息符号的软译码信息当成先验信息来辅助译码信息符号。译码信息符号仍然是把信号看成一个整体星座图，利用接收信号采用高阶调制的软译码算法来译码恢复信息符号。步骤四、如果步骤三译码信息符号成功则译码结束。如果译码信息符号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率域非正交多址接入译码方法，其特征在于实现步骤具体如下：步骤一、基站对发送给用户1和用户2的信号分别进行信道编码得到传输信息符号

【技术特征摘要】
1.一种功率域非正交多址接入译码方法，其特征在于实现步骤具体如下：步骤一、基站对发送给用户1和用户2的信号分别进行信道编码得到传输信息符号和；基站确定分配给用户1和用户2的发送功率和；基站处采用叠加调制发送信号给用户1和用户2；步骤二、用户1处接收到信号；其中，基站到用户1的路径增益为h1，表示噪声功率为的背景高斯白噪声；把叠加调制的信号看成一个整体星座图从接收信号中计算信息符号的软解调信息，然后信道译码器利用的软解调信息和软译码算法来译码恢复信息符号；步骤三、如果步骤二中译码信息符号成功则用户1采用SIC技术减去用户2的信号得到信号，然后信道译码器采用软译码算法从恢复信息符号；如果步骤二中译码信...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁磊，潘杰，袁琳，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：甘肃,62