一种多用户协作非正交多址接入传输方法技术

本发明专利技术涉及一种多用户协作非正交多址接入技术传输方法，即距离基站较近的用户1和用户2直接和基站进行通信，同时用户1和用户2作为中继交替转发信号给用户3。该方法中基站分别在奇数时隙和偶数时隙将数据符号发送给用户1和用户2，用户1在奇数时隙接收来自基站的信号，并在偶数时隙将信号转发给用户3，用户2则在偶数时隙接收来自基站的信号，并在奇数时隙将信号转发给用户3。采用所提出的方法，基站平均每2个时隙即可将数据符号传输给3个不同的用户，该方法能够提高传输效率，有效提高系统容量。

【技术实现步骤摘要】
一种多用户协作非正交多址接入传输方法
本专利技术涉及通信
，尤其是涉及一种多用户协作非正交多址接入传输方法。
技术介绍
现有的蜂窝移动通信系统普遍采用正交多址接入(OMA,OrthogonalMultipleAccess)技术来实现多个移动终端和基站之间的通信。例如LTE系统中下行链路采用正交频分复用(OFDMA,OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess)技术，为不同的移动终端分配不同的子载波资源来实现信息传输。随着物联网时代的到来，基站既需要支持传统的高速率手机用户，又要支持数量庞大的低速率物联网终端。针对这种场景，采用传统的正交多址接入技术将会导致频谱效率低，并且能够容纳的终端数量有限。针对这一问题，学术界和工业界提出采用非正交多址接入技术来进一步提高系统容量。非正交多址接入技术的核心思想是不同用户可以共享同一频率和时间资源，依靠不同的发送功率并结合串行干扰抵消等技术来实现多个用户的同时传输，从而提高系统容量。图1为现有技术中的信号传输示意图，图1中包含1个基站和3个用户的蜂窝通信系统的下行链路传输，基站需要传输数据给3个用户，其中用户1和用户2距离基站较近可以和基站直接通信，用户3距离较远无法与基站直接通信，需要借助于用户1或者用户2进行信号转发实现与基站通信。如果采用传统正交多址接入技术，例如时分多址接入技术，则基站需要4个时隙将数据发送给3个用户，如图1所示，其中第1个时隙将用户1的数据符号发送给用户1，第2个时隙将用户2的数据符号发送给用户2。在第3个时隙基站将用户3的数据先发送给用户1，然后在第4个时隙用户1将数据转发给用户3。采用这种正交多址技术需要4个时隙发送3个用户的数据，其传输效率较低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种提高信号传输效率，并且提高系统容量的多用户协作非正交多址接入传输方法。本专利技术所采用的技术方案是，一种多用户协作非正交多址接入传输方法，该方法在无线通信系统中进行，无线通信系统包括基站BS、用户1、用户2以及用户3，该方法包括下列步骤：(1)、在奇数时隙2t+1，t＝0，1，2，..，基站BS将包含用户1的数据和用户3的数据进行叠加编码后发送给用户1，同时用户2发送信号给用户3，用户1接收到来自基站BS和用户2的叠加信号；(2)、在偶数时隙2t，t＝1，2，..，基站BS将包含用户2的数据和用户3的数据进行叠加编码，然后发送给用户2，同时用户1发送信号给用户3，用户2接收到来自基站和用户1的叠加信号。本专利技术的有益效果是：本专利技术提出的传输方法中，距离基站较近的用户1和用户2直接和基站进行通信，同时用户1和用户2作为中继交替转发信号给用户3。基站分别在奇数时隙和偶数时隙将数据符号发送给用户1和用户2，用户1在奇数时隙接收来自基站的信号，并在偶数时隙将信号转发给用户3，用户2则在偶数时隙接收来自基站的信号，并在奇数时隙将信号转发给用户3。采用该方法，基站平均每2个时隙即可将数据符号传输给3个不同的用户，能够提高信号的传输效率，从而可以有效提高系统容量。作为优先，在奇数时隙2t+1，t＝0，1，2，..，基站Bs将包含用户1的数据和用户3的数据进行叠加编码后发送给用户1的信号为：其中PB表示基站的发射功率，s1(2t+1)表示基站需要发送给用户1的单位能量数据符号，s3(2t+1)表示基站需要借助于用户1转发给用户3的单位能量数据符号，α1，α2∈(0，1)表示功率分配系数，并且α1+α2＝1；用户2发送给用户3的信号为其中P2表示用户2的发射功率，表示用户2在前一时隙根据接收到的来自基站的叠加编码信号而进行检测得到的用户3的数据符号。作为优先，奇数时隙2t+1，t＝1，2，..，用户1接收到来自基站和用户2的叠加信号为其中h1表示从基站到用户1的信道系数，g21表示从用户2到用户1的信道系数，n1(2t+1)表示高斯白噪声。作为优先，在奇数时隙2t+1，t＝0，1，2，..，用户1根据接收到叠加信号，首先检测需要转发给用户3的信号s3(2t+1)，然后得到相应的估计值再从接收信号中移除这部分信号，此时用户1得到的信号为最后根据信号检测基站发送给自己的信号s1(2t+1)。作为优先，奇数时隙2t+1，t＝0，1，2，..，用户3接收到来自用户2的信号为其中g23表示从用户2到用户3的信道系数，P2表示用户2的发送功率，n3(2t+1)表示高斯白噪声，根据接收信号y3(2t+1)，用户3检测来自基站并通过用户2转发的信号作为优先，偶数时隙2t，t＝1，2，..，基站将包含用户2的数据和用户3的数据进行叠加编码后发送给用户2的信号为其中PB表示基站的发射功率，s2(2t)表示基站需要发送给用户2的单位能量数据符号，s3(2t)表示基站需要借助于用户2发送给用户3的单位能量数据符号，α1，α2∈(0，1)表示功率分配系数，并且α1+α2＝1。作为优先，偶数时隙2t，t＝1，2，..，用户1发送给用户3的信号为其中P1表示用户1的发送功率，表示用户1在前一时隙根据接收到的来自基站的叠加编码信号进行检测而得到的用户3的数据符号。作为优先，偶数时隙2t，t＝1，2，..，用户2接收到来自基站和用户1的叠加信号为其中h2表示从基站到用户2的信道系数，g12表示从用户1到用户2的信道系数，n2(2t)表示高斯白噪声。作为优先，偶数时隙2t，t＝1，2，..，用户2根据接收到叠加信号y2(2t)时，首先检测需要转发给用户3的信号s3(2t)，然后得到相应的估计值再从接收信号中移除该部分信号，此时用户2得到的信号为最后根据检测基站发送给自己的信号s2(2t)。作为优先，偶数时隙2t，t＝1，2，..，用户3接收到来自用户1的信号为其中g13表示从用户1到用户3的信道系数，P1表示用户1的发射功率，n3(2t)表示高斯白噪声，根据接收信号y3(2t)，用户3可以检测来自基站并通过用户1转发的信号附图说明图1为本专利技术现有技术中基于时分多址接入技术的信号传输示意图；图2为本专利技术本专利技术提出的多用户协作非正交多址接入技术的信号传输示意图；具体实施方式以下参照附图并结合具体实施方式来进一步描述专利技术，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施，本专利技术保护范围并不受限于该具体实施方式。本专利技术针对图1所示的包含1个基站和3个用户的蜂窝通信系统，提出一种多用户协作非正交多址接入技术传输方法。本专利技术提出的传输方法中，距离基站较近的用户1和用户2直接和基站进行通信，同时用户1和用户2作为中继交替转发信号给用户3。如图2所示，该方法中基站分别在奇数时隙和偶数时隙将数据符号发送给用户1和用户2，用户1在奇数时隙接收来自基站的信号，并在偶数时隙将信号转发给用户3，用户2则在偶数时隙接收来自基站的信号，并在奇数时隙将信号转发给用户3。采用所提出的方法，基站平均每2个时隙即可将数据符号传输给3个不同的用户，提高传输效率，从而可以有效提高系统容量。本专利技术涉及一种多用户协作非正交多址接入传输方法，该方法在无线通信系统中进行，无线通信系统包括基站BS、用户1、用户2以及用户3，该方法包括下列步骤：(1)、在奇数时隙2t+1，t＝0，1，2，..，基站Bs将包含用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多用户协作非正交多址接入传输方法，该方法在无线通信系统中进行，无线通信系统包括基站BS、用户1、用户2以及用户3，该方法包括下列步骤：(1)、在奇数时隙2t+1,t＝0,1,2,...,基站BS将包含用户1的数据和用户3的数据进行叠加编码后发送给用户1，同时用户2发送信号给用户3，用户1接收到来自基站BS和用户2的叠加信号；(2)、在偶数时隙2t,t＝1,2,...,基站BS将包含用户2的数据和用户3的数据进行叠加编码，然后发送给用户2，同时用户1发送信号给用户3，用户2接收到来自基站和用户1的叠加信号。

【技术特征摘要】
1.一种多用户协作非正交多址接入传输方法，该方法在无线通信系统中进行，无线通信系统包括基站BS、用户1、用户2以及用户3，该方法包括下列步骤：(1)、在奇数时隙2t+1,t＝0,1,2,...,基站BS将包含用户1的数据和用户3的数据进行叠加编码后发送给用户1，同时用户2发送信号给用户3，用户1接收到来自基站BS和用户2的叠加信号；(2)、在偶数时隙2t,t＝1,2,...,基站BS将包含用户2的数据和用户3的数据进行叠加编码，然后发送给用户2，同时用户1发送信号给用户3，用户2接收到来自基站和用户1的叠加信号。2.根据权利要求1所述的一种多用户协作非正交多址接入传输方法，其特征在于：在奇数时隙2t+1,t＝0,1,2,...,基站BS将包含用户1的数据和用户3的数据进行叠加编码后发送给用户1的信号为：其中PB表示基站的发射功率，s1(2t+1)表示基站需要发送给用户1的单位能量数据符号，s3(2t+1)表示基站需要借助于用户1转发给用户3的单位能量数据符号，α1,α2∈(0,1)表示功率分配系数并且α1+α2＝1；用户2发送给用户3的信号为其中P2表示用户2的发射功率，表示用户2在前一时隙根据接收到的来自基站的叠加编码信号而进行检测得到的用户3的数据符号。3.根据权利要求2所述的一种多用户协作非正交多址接入传输方法，其特征在于：奇数时隙2t+1,t＝1,2,...,用户1接收到来自基站和用户2的叠加信号为其中h1表示从基站到用户1的信道系数，g21表示从用户2到用户1的信道系数，n1(2t+1)表示高斯白噪声。4.根据权利要求3所述的一种多用户协作非正交多址接入传输方法，其特征在于：在奇数时隙2t+1,t＝0,1,2,...,用户1根据接收到叠加信号y1(2t+1)时，首先检测需要转发给用户3的信号s3(2t+1)，然后得到相应的估计值再从接收信号中移除这部分信号，此时用户1得到的信号为最后根据信号检测基站发送给自己的信号s1(2t+1)。5.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：方朝曦，陆颖芝，李君，
申请(专利权)人：浙江万里学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33