基于能量捕获的用户导向型协作NOMA传输协议制造技术

本发明专利技术公开了一种基于能量捕获的用户导向型协作NOMA传输协议，针对双用户NOMA网络中弱用户可能存在的可靠性不能得到保障的问题，综合利用协作传输和能量捕获技术，通过弱用户的传输需求使系统能够自适应地调整强用户的工作状态，大大提高了弱用户传输的可靠性。如果直传链路可以满足弱用户的传输需求，网络则采用传统的NOMA协议；如果直传链路无法满足弱用户的传输需求，在采用基于能量捕获的协作NOMA的传输协议。通过合理选择传输功率，本发明专利技术实现了双用户NOMA网络的自适应协作传输。

【技术实现步骤摘要】
基于能量捕获的用户导向型协作NOMA传输协议
本专利技术属于无线通信领域，具体涉及一种基于能量捕获的用户导向型协作NOMA传输协议，增强了弱用户的信道容量，使系统可以自适应的控制强用户的工作状态来提高系统容量。
技术介绍
在未来的5G时代，智能终端(如移动电话和可穿戴设备)和在线服务(如多媒体视频和在线课程)可能会大幅增长。这意味着5G时代会在有限的频谱资源上施加了大量的连通性需求。因此，提高频谱利用率已成为学术界和工业界的研究热点。在现有的研究中，一个潜在的解决方案是非正交多址(NOMA)，它可以通过功率分配、叠加编码和连续干扰消除(SIC)等技术在同一频谱资源块上支持多个用户。在NOMA网络中，为了用户的公平性，根据用户的信道条件，系统会给不同的用户分配不同的功率。但网络中仍有一些用户无法完成信息的传输。为了解决这个问题，研究者提出了一种新的NOMA协议，协作NOMA。具体来说，强通道用户充当中继，协助弱通道用户传递消息。在相关文献中，研究者提出了一种基于能量捕获的协作NOMA协议，在这种网络中，强用户可以从接收到的信号中获取能量来本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于能量捕获的用户导向型协作NOMA传输协议，其特征在于，该传输协议基于的网络包括一对NOMA用户和一个基站S，根据用户与基站之间的距离，距离较近和较远的用户分别被称为强用户U1和弱用户U2；该传输协议包括两个判断依据：如果直传链路能够满足弱用户的传输需求，网络则采用传统的NOMA协议；如果直传链路无法满足弱用户的传输需求，在采用基于能量捕获的协作NOMA的传输协议。/n

【技术特征摘要】
1.基于能量捕获的用户导向型协作NOMA传输协议，其特征在于，该传输协议基于的网络包括一对NOMA用户和一个基站S，根据用户与基站之间的距离，距离较近和较远的用户分别被称为强用户U1和弱用户U2；该传输协议包括两个判断依据：如果直传链路能够满足弱用户的传输需求，网络则采用传统的NOMA协议；如果直传链路无法满足弱用户的传输需求，在采用基于能量捕获的协作NOMA的传输协议。


2.根据权利要求1所述的基于能量捕获的用户导向型协作NOMA传输协议，其特征在于，该传输协议的具体实现如下：
基站和弱用户都装有一根天线并工作在半双工模式，同时强用户装有两根天线，其中一根用于自己的信号接受，另一根处于打开或者关闭的状态并用了转发弱用户的信号；如果弱用户在直传链路中能够以实现信息传输，第二根天线关闭，不会转发信号；如果弱用户在直传链路中不能实现信息传输，第二根天线打开，并以全双工模式转发弱用户的信号，增强弱用户的信道质量；当强用户转发弱用户信道的时候，可能存在能量不足的情况，这时，强用户能够从接收到的信号中根据能量捕获协议捕获能量。


3.根据权利要求2所述的基于能量捕获的用户导向型协作NOMA传输协议，其特征在于，传统的NOMA协议如下：
基站根据叠加编码技术给强用户和弱用户发送目标信号，叠加信号为



其中，x1和x2分别是强用户U1和弱用户U2的目标信号；0≤α≤1是基站的功率分配因子；PS表示基站的传输功率；因此，U1和U2接收到的信号y1和y2分别为：






其中，和为U1和U2产生的高斯白噪声，他们的均值为0，方差分别为和为了方便起见，假设h1和h2分别为基站到U1和U2的信道，服从均值为0，方差分别为λ1和λ2的高斯分布；在接收端采用串行干扰消除；由于U1的信号优于U2的信道，因此0≤α＜0.5；根据串行干扰消除，U1和U2解码目标信号的信噪比分别为：






U1和U2的信号容量分别为C1＝log(1+γ1)和C2＝log(1+γ2)。


4.根据权利要求3所述的基于能量捕获的用户导向型协作NOMA传输协议，其特征在于，基于能量捕获的协作NOMA协议如下：
U1打开第二根天线并工作在全双工模式，此时，U1在接收目标信号的同时转发U2的信号，基站发送的叠加信号x(t)表示为：



因此，U1接收到的信号y′1(t)为：

【专利技术属性】
技术研发人员：任品毅，李强，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61