非正交时间反转上行多址接入系统的设计方法技术方案

本发明专利技术公开了一种非正交时间反转上行多址接入系统的设计方法，将用户按照信道的相关性和增益分为几个组，每组内的用户具有较高的信道相关性，而组间的用户则相关性较低。基站采用针对各用户组的、不同的时间反转接收处理滤波器对接收信号进行滤波实现多组用户的多址接入，而组内用户则通过分配不同的信号功率实现多址接入。以系统和速率最大化为目标，联合优化各用户的发送功率和针对每组用户的接收滤波器。本发明专利技术给出了一种迭代算法来求解各用户组信号的接收滤波器的脉冲响应和各用户的功率分配。相较于常规的时间反转多址接入方案，本发明专利技术给出的方案具有更高的系统和速率。本发明专利技术给出的方案具有更高的系统和速率。本发明专利技术给出的方案具有更高的系统和速率。

【技术实现步骤摘要】
on Communications,2014,62(3):1011
‑
1022.]介绍了一种基于TRDMA的多用户上行链路结构，此基础上提出了一种二维并行干扰消除方案，通过消除码间干扰和用户间干扰，从而显著提高了高信噪比条件下的误码率性能。
[0003]非正交多址接入(Non
‑
Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术被认为是一种很有前途的多址接入技术，可以满足低延迟、高可靠性、大规模连接和高吞吐量的要求[YANG Kai,YANG Nan,YE Neng,et al.Non
‑
orthogonal multiple access:achieving sustainable future radio access[J].IEEE Communications Magazine,2019,57(2):116
‑
121.]。根据区分用户资源域的不同，大致分为功率域和编码域的NOMA[Rabee F A,Davaslioglu K,Gitlin R.The optimum receiv本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.非正交时间反转上行多址接入系统的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)构建通信系统模型：在常规上行时间反转多址接入系统的基础上，对用户进行分组，每组中的用户数为一个或两个，同一分组用户采用同一个时间反转接收滤波器对接收信号进行滤波，组内含有多个用户的分组在时间反转接收滤波器后具有一个连续干扰消除检测器；(2)以系统和速率最大化为目标，构造关于用户的发送功率和针对每组用户的接收滤波器的优化数学模型；(3)将优化问题转换成接收滤波器的脉冲响应的优化和各用户的功率分配两个子问题；(4)利用寻找广义瑞利商对应的矩阵束的最大广义特征值所对应的特征向量的方法获得每组时间反转接收滤波器的脉冲响应；(5)利用迭代下界逼近法和乘子法获得各用户符号的发送功率；(6)利用迭代算法求解各组接收滤波器的脉冲响应和各用户的功率分配。2.根据权利要求1所述非正交时间反转上行多址接入系统的设计方法，其特征在于：步骤(1)所述所述组内含有多个用户的分组用户在接收端将通过同一个时间反转接收滤波器来提取信息并抑制干扰，所述单独成组用户通过用户特定的时间反转接收滤波器来提取信息并抑制干扰。3.根据权利要求1所述非正交时间反转上行多址接入系统的设计方法，其特征在于：步骤(2)所述数学模型包括对用户信干噪比、用户传输速率和系统和速率进行建模，具体如下：第i，1≤i≤N，组内近用户和远用户的信干噪比分别为：第i，1≤i≤N，组内近用户和远用户的信干噪比分别为：这里下标2i
‑
1和2i分别表示组内的近用户和远用户；P
k
为用户k的发送功率；g
i
为第i组用户的时间反转接收滤波器抽头系数矢量形式；σ2为信道的噪声功率；记H
k
为一个(2L
‑
1)
×
L维的Toeplitz矩阵，即
其中L为多径数，h
k
[n]表示用户k的信道脉冲响应，对H
k
进行抽样得到用户k的等效信道矩阵H
k
；第i组用户信干噪比的表达式中；第i组用户信干噪比的表达式中；第i组用户信干噪比的表达式中表示H
k
的第L
D
行，上标H表示矢量或矩阵的共轭转置运算，上标“*”表示共轭运算；对于组内只有一个用户的组，即N<i≤M，用户的接收信干噪比为：用户k(k＝1,2,
…
,K)的传输速率为其中，B表示系统带宽，D表示上采样因子；系统和速率为这里的K表示用户个数。4.根据权利要求1所述非正交时间反转上行多址接入系统的设计方法，其特征在于：步骤(2)所述优化数学模型以各用户最小速率、用户端的总发送功率以及时间反转接收滤波器功率增益归一化为约束条件来最大化系统和速率，优化问题构造为s.t.C1:C2:C3:其中P
max
表示用户端总的发送功率，R
k,min
表示用户k的最小速率要求，R
k
表示用户k的可达传输速率，g
i
表示第i组用户的时间反转接收滤波器。5.根据权利要求1或4所述非正交时间反转上行多址接入系统的设计方法，其特征在于：步骤(3)所述将优化问题转换成接收滤波器的脉冲响应的优化和各用户的功率分配两个子问题，具体包括：(1)在各用户的发送功率p
k
已知的情况下，优化每组时间反转接收滤波器的脉冲响应g
i
使得系统和速率最大化，即s.t.C1(2)在每组时...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷维嘉，李丽，张钥，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：