一种基于业务的非正规稀疏码分多址通信方法及相关设备技术

本申请适用于通信系统技术领域，提供了一种基于业务的非正规稀疏码分多址通信方法及相关设备，该方法应用于基于业务的非正规稀疏码分多址通信系统的发送端设备，包括：根据业务数据集合中并发的各业务数据的传输请求，将并发的业务数据分为延迟容忍型和延迟敏感型；根据并发的业务数据的数量、各业务数据的类型以及初始传输截止时间，从码本池中选择不同的码本分配给各业务数据使用；将每条业务数据从比特映射到该业务数据对应的码本中相应的码字，并按照该码本的维数和非0元素的位置，将码字中的星座点调制到可用子载波上；通过可用子载波将并发的各业务数据发送给接收端设备。本申请能提高频谱利用率。申请能提高频谱利用率。申请能提高频谱利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于业务的非正规稀疏码分多址通信方法及相关设备


[0001]本申请属于通信系统
，尤其涉及一种基于业务的非正规稀疏码分多址通信方法及相关设备。

技术介绍

[0002]随着移动互联网和万物智联网的发展，网络设备产生的数据呈爆炸式增长。海量设备接入、通信系统低迟延处理能力为第五代移动通信技术(5G)带来新的挑战。从第一代移动通信技术(1G)到第四代移动通信技术(4G)所有通信系统所使用的多址接入方式都是正交的，时域、频域、码域上正交的多址接入方式受到并发用户数量和正交资源分配的限制，在支持5G海量机器连接、减少端口内传输延迟、提高频谱利用率方面具有明显劣势，无法满足5G通信中1ms空中接口传输延迟指数的要求。为满足上述需求，非正交多址接入技术应运而生。
[0003]稀疏码分多址(SCMA)作为一种码域的非正交码分多址接入方式。它在码分多址(CDMA，Code Division Multiple Access)和频分多址(FDMA，Frequency Division MultipleAccess)的基础上，每个子载波上利用一种码字上稀疏的低密度扩频序列(LDS，Low Density Signature)技术，将多维调制和稀疏扩频结合为码字映射，实现比特到星座映射和低密度扩展的组合，由此获得了系统的分集增益。SCMA技术有诸多优点，首先，SCMA技术具有庞大的系统容量，支持数据无调度传输，同一时域和频域上重复叠加多个用户的数据。其次具有稀疏性的码字减少了信道中重叠用户的数量，码字间冲突的减少提高了系统性能和系统过载增益。第三，多维调制和稀疏矩阵联合优化生成多维复数码字，提高了频谱利用率。最后，SCMA的码域扩展和多维调制中的稀疏性降低了用户间干扰和多端口功放(MPA)复杂性。
[0004]但经典的SCMA通信系统也存在着明显的缺点，每个业务分配到的码本维数、大小都是一样的，这虽然确保了各个业务之间的公平性，但信道资源分配不平衡，某些很少量的数据传输却占用较大的带宽，系统无法根据截止时间和传输速率等方面的需求灵活调整不同业务占用的信道资源，不能达到最高频谱利用率。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了一种基于业务的非正规稀疏码分多址通信方法及相关设备，可以解决频谱利用率欠佳的问题。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种基于业务的非正规稀疏码分多址通信方法，应用于基于业务的非正规稀疏码分多址通信系统的发送端设备，方法包括：
[0007]根据业务数据集合中并发的各业务数据的传输请求，将业务数据集合中并发的业务数据分为延迟容忍型和延迟敏感型两种类型；每条业务数据的传输请求携带该业务数据的初始传输截止时间；
[0008]根据业务数据集合中并发的业务数据的数量、各业务数据的类型以及各业务数据
的初始传输截止时间，从码本池中选择不同的码本分配给各业务数据使用；其中，各业务数据对应的码本互不相同，延迟容忍型业务数据对应的码本的列数小于延迟敏感型业务数据对应的码本的列数；
[0009]分别针对业务数据集合中并发的每条业务数据，将业务数据从比特映射到该业务数据对应的码本中相应的码字，并按照该码本的维数和非0元素的位置，将码字中的星座点调制到可用子载波上；
[0010]通过可用子载波将业务数据集合中并发的各业务数据发送给接收端设备。
[0011]第二方面，本申请实施例提供了一种发送端设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的方法。
[0012]第三方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。
[0013]本申请的上述方案有如下的有益效果：
[0014]在本申请的实施例中，通过将业务数据集合中并发的业务数据划分为延迟容忍型和延迟敏感型两类，并考虑到各业务数据的初始传输截止时间，在SCMA基础上为各业务数据分配列数互不相同的码本，且延迟容忍型业务数据分配列数较小的码本，延迟敏感型业务数据分配列数较大的码本，同时各业务数据的输入比特由与码本适配的映射矩阵直接映射到码字并分布在多个可用子载波上，在信道中向接收端设备发送各业务数据时，业务数据以低密度的方式占用不同的信道资源，使数据调度灵活性更高，从而提高了频谱利用率。
[0015]此外，本申请的通信方法可在同一时域和频域上重复叠加多个用户的数据，从而带来了巨大的系统过载增益，巨大的系统容量足够支持大规模用户接入和用户间灵活地通信，不再受限于匮乏的信道资源。
[0016]本申请的其它有益效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本申请一实施例提供的应用于发送端设备的基于业务的非正规稀疏码分多址通信方法的流程图；
[0019]图2为本申请一实施例提供的基于业务的非正规稀疏码分多址通信系统的架构框图；
[0020]图3为本申请一实施例提供的基于业务的非正规稀疏码分多址通信系统模型示意图；
[0021]图4为本申请一实施例提供的基于业务的非正规稀疏码分多址因子表示图；
[0022]图5为本申请一实施例提供的不同码本维数及信噪比和误码率性能的关系图；
[0023]图6为本申请一实施例提供的不同列数及信噪比和误码率性能的关系图；
[0024]图7为本申请一实施例提供的发送端设备的结构示意图。
具体实施方式
[0025]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
[0026]应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0027]还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0028]如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于业务的非正规稀疏码分多址通信方法，其特征在于，应用于基于业务的非正规稀疏码分多址通信系统的发送端设备，所述方法包括：根据业务数据集合中并发的各业务数据的传输请求，将所述业务数据集合中并发的业务数据分为延迟容忍型和延迟敏感型两种类型；每条所述业务数据的传输请求携带该业务数据的初始传输截止时间；根据所述业务数据集合中并发的业务数据的数量、所述各业务数据的类型以及所述各业务数据的初始传输截止时间，从码本池中选择不同的码本分配给所述各业务数据使用；其中，所述各业务数据对应的码本互不相同，延迟容忍型业务数据对应的码本的列数小于延迟敏感型业务数据对应的码本的列数；分别针对所述业务数据集合中并发的每条业务数据，将所述业务数据从比特映射到该业务数据对应的码本中相应的码字，并按照该码本的维数和非0元素的位置，将所述码字中的星座点调制到可用子载波上；通过所述可用子载波将所述业务数据集合中并发的各业务数据发送给接收端设备。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据业务数据集合中并发的各业务数据的传输请求，将所述业务数据集合中并发的业务数据分为延迟容忍型和延迟敏感型两种类型，包括：根据每条所述业务数据的初始传输截止时间，计算所述业务数据集合中并发的每条业务数据的剩余传输截止时间；按照剩余截止时间从小至大的顺序，对所述业务数据集合中并发的各业务数据进行排序，得到排序后的业务数据集合；计算排序后的业务数据集合中延迟敏感型业务数据的数量λ；将排序后的业务数据集合中前λ条业务数据作为延迟敏感型的业务数据，并将排序后的业务数据集合中其他业务数据作为延迟容忍型的业务数据。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据每条所述业务数据的初始传输截止时间，计算所述业务数据集合中并发的每条业务数据的剩余传输截止时间，包括：通过公式T
j
＝t
j
‑
Δt
j
计算所述业务数据集合中并发的第j条业务数据的剩余传输截止时间T
j
；其中，t
j
表示所述第j条业务数据的初始传输截止时间，Δt
j
表示所述第j条业务数据的在所述发送端设备中已等待的时间，j＝1,2,
…
,J，J表示所述业务数据集合中并发的业务数据的数量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算排序后的业务数据集合中延迟敏感型业务数据的数量λ，包括：通过公式...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓红，唐鸿凯，梁伟，黄素珍，周晓康，
申请(专利权)人：湖南工商大学，
类型：发明
国别省市：