一种星地协作接入方法技术

本发明专利技术公开了一种星地协作接入方法，该方法包括：构建卫星处的射频非正交多址接入信号；建模地面终端接收信号；构建第一阶段第i组近端用户收集能量与发射功率；构建第i组近端用户在特定的中继协作时隙内解码接收信号；构建忽略电路噪声后的解码信号；按照解码原则得到第i组近端用户处解码远端用户信号的可达速率；得到第i组近端用户解码近端用户目标信号的可达速率；构建中继协作第i组近端用户利用转发信号得到第i组远端用户的接收信号；得到第i组远端用户目标信号的可达速率和空间分集增益后信号的可达速率；得到基于能量收集的系统容量表达式。可见本发明专利技术采用空间分集的思想，利用中继协作改进了传统的基于能量收集的网络接入。网络接入。网络接入。

【技术实现步骤摘要】
一种星地协作接入方法


[0001]本专利技术涉及卫星与地面网络一体化中的接入
，尤其涉及一种星地协作接入方法。

技术介绍

[0002]星地一体化网络有效整合了低轨道卫星系统与地面第五代移动通信系统资源。该网络利用卫星系统的广覆盖性弥补了现有地面系统覆盖范围有限的缺点，同时兼有第五代移动通信系统的高效内容交付能力优势，可以实现全球用户终端之间快速、可靠的通信。为了实现卫星系统与地面系统之间的协作共存，一种基于动态频谱共享的认知无线电(Cognitive Radio,CR)技术被引入，其中卫星网络被作为主要网络，地面网络作为认知网络机会性地访问卫星授权与非授权频段，实现了星地一体化网络用户接入频谱之间的协作共享。在该系统下行链路中进一步应用非正交多址(Non
‑
Orthogonal Multiple Access，NOMA)技术，使多用户静态共享同一时频资源，用户之间将拥有彼此目标信号的副本，为中继协作提供了信号基础。
[0003]然而，由于尺寸或成本限制，用户终端通常配备小容量电池，网路用户节点寿命有限。为了缓解这本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种星地协作接入方法，其特征在于，所述方法包括：S1，利用射频非正交多址接入模型，对非正交多址接入信号中的功率分配因子进行处理，得到卫星处发射的射频非正交多址接入信号；所述射频非正交多址接入信号包括近端用户信号和远端用户信号；S2，利用地面终端接收模型，对所述近端用户信号和远端用户信号进行处理，得到地面终端接收信号；所述地面终端接收信号包括基站到非正交多址接入近端用户链路的信道增益；S3，在通信信号传输时隙的第一阶段，对所述基站到非正交多址接入近端用户链路的信道增益进行处理，得到近端用户的发射功率；S4，在通信信号传输时隙的第二阶段的第一子处理阶段，对所述地面终端接收信号进行解码，得到第一地面终端接收信号；S5，对所述第一地面终端接收信号进行处理，得到第二地面终端接收信号；所述第二地面终端接收信号包括卫星到近端用户链路的信道增益；S6，利用近端信号可达速率模型，对所述卫星到近端用户链路的信道增益进行处理，得到近端用户目标信号的可达速率；S7，在通信信号传输时隙的第二阶段的第二子处理阶段，对所述近端用户的发射功率和所述远端用户信号进行处理，得到远端用户的接收信号；所述远端用户的接收信号包括非正交多址接入远端用户到远端用户链路的信道增益；S8，利用远端用户信号可达速率模型，对所述非正交多址接入远端用户到远端用户链路的信道增益进行处理，得到远端用户目标信号的可达速率；S9，对所述远端用户目标信号的可达速率和近端用户信号的可达速率进行处理，得到基于能量收集的系统容量。2.根据权利要求1所述的星地协作接入方法，其特征在于，所述射频非正交多址接入模型为：其中，x
i
表示卫星处的第i组射频非正交多址接入信号，i＝1,2,
…
,N，N为组数，x
in
与x
if
分别表示第i组非正交多址接入近端用户与远端用户的归一化信号，满足E[|x
in
|2]＝1，E[|x
if
|2]＝1，α
i
为第i组非正交多址接入信号中的功率分配因子，P
i
表示射频非正交多址接入信号x
i
的功率大小。3.根据权利要求1所述的星地协作接入方法，其特征在于，所述地面终端接收模型为：其中，y
in
为地面终端接收信号，P
b
为基站b发射功率大小，b＝1,2,
…
,B，B为基站数量，P
i
表示射频非正交多址接入信号x
i
的功率大小，α
i
为第i组非正交多址接入信号中的功率分配因子，x
in
与x
if
分别表示第i组非正交多址接入近端用户与远端用户的归一化信号，满足E[|x
in
|2]＝1，E[|x
if
|2]＝1，h
in
为卫星到第i组非正交多址接入近端用户链路的信道增益，h
bin
为基站b到第i组非正交多址接入近端用户链路的信道增益，x
b
表示地面基站b发射的归一化信号，满足E[|x
b
|2]＝1，w
i
表示信号x
i
历经功率密度为σ2的加性高斯白噪声，x
i
表示卫星
处的第i组非正交多址接入信号，i＝1,2,
…
,N，N为组数。4.根据权利要求1所述的星地协作接入方法，其特征在于，所述在通信信号传输时隙的第一阶段，对所述基站到非正交多址接入近端用户链路的信道增益进行处理，得到近端用户的发射功率，包括：S31，在通信信号传输时隙的第一阶段，对所述基站到非正交多址接入近端用户链路的信道增益进行处理，得到近端用户从卫星射频处发射信号中收集的能量；所述近端用户从卫星射频处发射信号中收集的能量为：E
i
＝(P
i
|h
in
|2+∑
b
P
b
|h
bin
|2+σ2)ζψ
i
T其中，E
i
为第i组近端用户从卫星射频处发射信号中收集的能量，i＝1,2,
…
,N，N为组数，P
i
表示射频非正交多址接入信号x
i
的功率大小，h<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘智鑫，胡柳静，胡向晖，张周，靳艺，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院系统工程研究院，
类型：发明
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