【技术实现步骤摘要】
一种MIMO-NOMA系统上行预编码设计方法
本专利技术公开了一种MIMO-NOMA系统上行预编码设计方法，涉及无线通信中多址接入
技术介绍
传统正交多址系统可支持的并发连接数受限于可支配的正交资源块数目，其很难满足新一代移动通信系统对巨大连接数的需求。近年来，非正交多址接入(NOMA)技术因其可支持更高的系统吞吐量与更多的并发连接数，而受到学术界与工业界的广泛关注。NOMA主要包括功率域和码域，本专利技术针对的是功率域NOMA。在新的功率域，NOMA利用用户间信道强弱的差异，通过发送端的叠加编码与接收端的串行干扰删除(SIC)来区分不同用户，在一个空时频资源块上实现多个用户的并发传输。多入多出(MIMO)技术是提升系统频谱效率或可靠性的关键技术，是未来移动通信中必将采用的技术。因此，有必要将NOMA概念扩展到基站与用户均配置多天线的情形，形成MIMO-NOMA系统。NOMA与MIMO的融合是解决未来无线通信中巨连接问题与提高系统频谱效率的有效方法。然而，在无线通信复杂干扰环境下，为达到用户特定的服务质量，较大的瞬时发射功率是制约MIMO-NOMA应用的...
【技术保护点】
1.一种MIMO‑NOMA系统上行预编码设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.根据各用户数据流配置与基站天线数目，将用户按照用户与基站之间的传播距离由近至远分成多组；S2.用户分组完成后，基站处总的接收用户信号y，
【技术特征摘要】
1.一种MIMO-NOMA系统上行预编码设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.根据各用户数据流配置与基站天线数目，将用户按照用户与基站之间的传播距离由近至远分成多组；S2.用户分组完成后，基站处总的接收用户信号y，其中，Hk,u表示用户[k,u]与基站之间的信道矩阵，Dk,u为用户[k,u]的预编码矩阵，xk,u为用户[k,u]的发射信号，HJ为干扰源与基站之间的信道矩阵，zJ为干扰源的干扰信号，n为系统的高斯白噪声信号，用户[k,u]为第k组第u个用户，并将基站接收的用户信号y以组为单位写成矩阵形式，其中，表示系统矩阵，表示信号向量，为向量xk,u的转置；S3.设定分组NOMA传输方案中基站接收的每一组用户信号y解调次序，得到每一组用户解调信号S4.建立预编码矩阵优化问题P0模型，优化问题P0为建模的功率最小化问题；S5.设计各组系统矩阵的一般分解形式：其中，Qk是第k组用户的干扰与噪声的协方差矩阵，Ξk是一个酉矩阵，用于控制每个数据流所在波束的方向，Λk是一个对角矩阵，用于控制数据流间的功率分配；S6.根据S5中系统矩阵Hk的分解形式，计算预编码矩阵Dk,u一般分解形式；S7.根据预编码矩阵Dk,u的一般分解形式，等价转化S4中功率最小化问题，将预编码矩阵建模的优化问题P0分解为波束成形矩阵与功率分配矩阵联合优化问题；S8.分步求解S7中转化后波束成形矩阵优化问题与功率分配矩阵优化问题，首先依次设计波束成形矩阵{Ξk,u}的各列向量，并且基于已设计的波束成形矩阵{Ξk,u}，设计最优的功率分配矩阵{Λk,u}；S9.将S8中的求得的最优波束成形矩阵{Ξk,u}与最优功率分配矩阵{Λk,u}代入到S6中预编码矩阵的表达式中获得需要优化的用户预编码矩阵Dk,u。2.根据权利要求1所述的一种MIMO-NOMA系统上行预编码设计方法，其特征在于，S1中，每一组用户总数据流数目小于基站天线数，即对用户分组时需满足以下条件：其中，Uk为第k组包含的用户数目，lk,u为用户[k,u]发送数据流数目，NA为基站的天线数目。3.根据权利要求1所述的一种MIMO-NOMA系统上行预编码设计方法，其特征在于，S2中，干扰信号zJ的协方差矩阵满足其中，E{·}为求期望运算，PJ为干扰源的最大发射功率，为NJ×NJ的单位矩阵，为矩阵zJ的共轭转置。4.根据权利要求1所述的一种MIMO-NOMA系统上行预编码设计方法，其特征在于，S3中，解调次序的实施准则为：首先从总接收信号y中并行解调第1组用户信号，在解调第1组用户信号时，将其他组信号看成噪声，解调完成后从总接收信号中删除第1组用户信号，再从删除已调信号后的总接收信号y中解调第2组用户信号，依次类推，直至解调最后一组用户信号，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王鸿，宋荣方，胡晗，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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