一种基于NOMA的认知网络递增中继传输方法技术

本发明专利技术公开了一种基于NOMA的认知网络递增中继传输方法，包括：步骤(1)、第一时隙，源节点S利用NOMA传输方法，根据信道增益把总发送功率分配给待发送信号，再利用所分配的功率，将叠加信号分别发送给目的节点D和N个中继节点R

【技术实现步骤摘要】
一种基于NOMA的认知网络递增中继传输方法


[0001]本专利技术属于认知NOMA网络中的协作通信
，具体涉及一种基于NOMA的认知网络递增中继传输方法。

技术介绍

[0002]随着信息技术的发展，业务种类越来越多，接入设备数呈现爆发式增长，使原本就利用率不高的频谱资源更加紧张。认知无线电是解决这个问题的关键技术，它能使次用户在不干扰主用户QoS的前提下共享频谱。NOMA是提高频谱利用率的有效技术，源节点根据信道质量利用不同的发射功率发射叠加信号给多个目的节点，各个目的节点分别用SIC技术解码自身所需信息。认知无线电和NOMA相结合更能有效提高频谱效率。中继技术，能够扩大网络覆盖范围，增加传输距离，但是现有的很多中继技术，不管源节点和目的节点之间的信噪比SNR是否满足要求，中继都参与协作传输，这样不仅传输效率低，而且耗费网络资源。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种基于NOMA的认知网络递增中继传输方法，以解决在认知NOMA网络中递增中继传输性能一般传输效率不高的问题。
[0004]本专利技术采用以下技术方案：一种基于NOMA的认知网络递增中继传输方法，基于NOMA的认知网络包括一个主用户网络和一个次用户网络；其中，主用户网络包括主用户接收端PR，次用户网络包括源节点S、目的节点D、和N个中继节点R
n
(n＝1、2、
…
、N)；递增中继传输过程的周期由第一时隙和第二时隙组成；基于NOMA的认知网络的工作模式为重叠模式；r/>[0005]基于NOMA的认知网络递增中继传输方法包括：
[0006]步骤(1)、第一时隙，源节点S利用NOMA传输方法，根据信道增益把总发送功率分配给待发送信号，再利用所分配的功率，将叠加信号分别发送给目的节点D和N个中继节点R
n
；然后，目的节点D对自身期望信号进行解码得到信噪比γ
DSD
，所有中继节点R
n
先对目的节点D的期望信号进行解码得到信噪比γ
DSRn
，再对自身期望信号进行解码得到信噪比γ
RSRn
；
[0007]步骤(2)、第二时隙，对比目的节点D对自身期望信号进行解码的信噪比γ
DSD
和阈值γ
th
的关系以及每个中继节点R
n
对目的节点D的期望信号进行解码的信噪比γ
DSRn
和阈值γ
th
的关系：
[0008]若源节点S和目的节点D之间传输的信噪比γ
DSD
满足需求，则基于NOMA的认知网络进行下一周期传输；
[0009]若源节点S和目的节点D之间传输的信噪比γ
DSD
不满足需求、且满足中继转发条件时，利用中继节点进行中继传输。
[0010]进一步的，步骤(1)中，源节点S在发送信号时，源节点S对主用户接收端PR的干扰I≤I
P
；
[0011]其中，I＝p
S
|h
S,PR
|2，源节点的发送功率p
S
＝I
P
/|h
S,PR
|2；|h
S,PR
|2为源节点S到主用
户接收端PR的信道增益，I
P
为预先规定的阈值。
[0012]进一步的，步骤(2)具体为：
[0013]如果目的节点D解码自身期望信号的信噪比γ
DSD
大于预先设定的阈值γ
th
，那么所述基于NOMA的认知网络进行下一周期传输；
[0014]如果目的节点D解码自身期望信号的信噪比γ
DSD
小于预先设定的阈值γ
th
，而且存在部分中继节点(1≤n≤N)解码目的节点D期望信号的信噪比γ
DSRn
大于阈值γ
th
，那么所述部分中继节点R
n
将目的节点D的期望信号转发给目的节点D；
[0015]如果目的节点D解码自身期望信号的信噪比γ
DSD
小于预先设定的阈值γ
th
，而且所有中继节点解码目的节点D期望信号的信噪比γ
DSRn
小于阈值γ
th
，那么源节点重新传输目的节点D的期望信号给目的节点D。
[0016]进一步的，步骤(2)中，
[0017]如果第二时隙时，源节点发送信号，则源节点的发送功率为p
S
＝I
P
/|h
S,PR
|2；|h
S,PR
|2为源节点S到主用户接收端PR的信道增益，I
P
为预先规定的阈值；
[0018]如果第二时隙时，中继节点发送信号，则中继节点的发送功率为p
Rn
＝I
P
/|h
Rn,PR
|2，p
Rn
为第n个中继节点的发送功率，|h
Rn,PR
|2为中继节点到主用户接收端的信道增益。
[0019]进一步的，递增中继传输方法还包括：根据所述基于NOMA的认知网络递增中继传输方法推导网络的精确中断概率，然后根据精确中断概率得到渐近中断概率、网络的容量、误符号率；分析精确中断概率、渐近中断概率、容量、误符号率同系统信噪比SNR、中继节点数量N、CSI的不完全程度、HI的程度的关系。
[0020]进一步的，精确中断概率的数学表达式为：
[0021]Pout＝1
‑
Pr(γ
DSD
>γ
th
)，
[0022][0023][0024]其中，γ
DSD
表示源节点S和目的节点D之间传输信号，目的节点D解码自身期望信号的信噪比SNR；S
U
表示中继节点成功解码目的节点期望信号的集合，表示存在能够成功解码目的节点D期望信号的中继节点，反之表示不存在；γ
UD
表示S
U
中的中继转发目的节点期望信号的信噪比SNR，γ
2SD
表示第二时隙，源节点向目的节点发送信息的信噪比SNR。
[0025]本专利技术的有益效果是：本专利技术将递增中继方法应用于认知网络环境，次用户网络在不干扰主用户网络QoS的前提下，共享主用户网络的频谱，能够在提高频谱资源利用率的基础上，减少网络开销，提高传输效率；本专利技术将第二时隙的传输分为三种情况，不仅做到了在源节点和目的节点之间的信噪比SNR满足需求时减少网络开销的目的，而且能够达到在源节点和目的节点之间的信噪比SNR不满足需求且中继满足转发条件时，能极大提高网络性能的目标。
【附图说明】
[0026]图1是本专利技术一种基于NOMA的认知网络递增中继传输方法在第一时隙的信号传输和干扰情况示意图；
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于NOMA的认知网络递增中继传输方法，其特征在于，所述基于NOMA的认知网络包括一个主用户网络和一个次用户网络；其中，所述主用户网络包括主用户接收端PR，所述次用户网络包括源节点S、目的节点D、和N个中继节点R
n
(n＝1、2、
…
、N)；所述递增中继传输过程的周期由第一时隙和第二时隙组成；所述基于NOMA的认知网络的工作模式为重叠模式；所述的基于NOMA的认知网络递增中继传输方法包括：步骤(1)、第一时隙，源节点S利用NOMA传输方法，根据信道增益把总发送功率分配给待发送信号；源节点S再利用所分配的发送功率，将叠加信号分别发送给目的节点D和N个中继节点R
n
；然后，目的节点D对自身期望信号进行解码得到信噪比γ
DSD
，所有中继节点R
n
先对目的节点D的期望信号进行解码得到信噪比γ
DSRn
，再对自身期望信号进行解码得到信噪比γ
RSRn
；步骤(2)、第二时隙，对比所述目的节点D对自身期望信号进行解码的信噪比γ
DSD
和阈值γ
th
的关系以及每个所述中继节点R
n
对目的节点D的期望信号进行解码的信噪比γ
DSRn
和阈值γ
th
的关系：若源节点S和目的节点D之间传输的信噪比γ
DSD
满足需求，则所述基于NOMA的认知网络进行下一周期传输；若源节点S和目的节点D之间传输的信噪比γ
DSD
不满足需求、且满足中继转发条件时，利用所述中继节点进行中继传输。2.如权利要求1所述的一种基于NOMA的认知网络递增中继传输方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述源节点S在发送信号时，所述源节点S对主用户接收端PR的干扰I≤I
P
；其中，I＝p
S
|h
S,PR
|2，源节点的发送功率p
S
＝I
P
/|h
S,PR
|2；|h
S,PR
|2为源节点S到主用户接收端PR的信道增益，I
P
为预先规定的阈值。3.如权利要求1或2所述的一种基于NOMA的认知网络递增中继传输方法，其特征在于，所述步骤(2)具体为：如果目的节点D解码自身期望信号的信噪比γ
DSD
大于预先设定的阈值γ
th
，那么所述基于NOMA的认知网络进行下一周期传输；如果目的节点D解码自身期望信号的信噪比γ
DSD<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘帅，赵安新，张元龙，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：