一种基于资源跳跃多址方案的用户接入控制方法技术

本发明专利技术提供了一种基于资源跳跃多址方案的用户接入控制方法

【技术实现步骤摘要】
一种基于资源跳跃多址方案的用户接入控制方法


[0001]本专利技术涉及无线通信
，尤其涉及一种基于资源跳跃多址方案的用户接入控制方法
。

技术介绍

[0002]非正交多址接入
(Non
‑
Orthogonal Multiple Access,NOMA)
作为一种新兴的多址技术，近年来在通信领域被广泛关注和研究
。
其中，对于免授权随机接入系统，考虑大规模物联网的海量用户接入的零星激活特性，针对现有多址技术研究中面向高并发用户接入情况下的碰撞解决能力局限性，有研究人员提出一种称为资源跳跃的免授权多址方案
(Resource Hopping based Multiple Access,RHMA)
的新型多址方案
。RHMA
方案主要考虑利用在多个信道资源间跳跃的形式实现多用户的接入，将不同数据段的数据映射至不同的信道资源上，使每个用户都使用了的唯一的资源跳跃图案，从而准许大量用户接入
。
[0003]1、RHMA
的资源跳跃方案
[0004](1)
资源跳跃方式
[0005]将用户数据包分段后进行处理，对每个用户的不同数据段采用相同或不同的信道资源进行映射，考虑
q
个信道资源，为
E
＝
{e1,e2,...,e
q
}
，可为利用相互正交的扩频序列对每段数据进行扩频，也可将各段数据映射到相同或不同的子载波上/>。
从而所有
K
个连接用户具有不同的信道资源映射组合，将这种资源映射组合称为资源跳跃图案，利用有限的信道资源排列组合成大量的资源映射图案，全部的资源映射图案构成资源映射图案码本，实现海量用户接入
。
该资源映射过程可以看成用户在各个信道资源上进行跳跃，因此称为资源跳跃映射方案
。
[0006](2)
资源跳跃图案码本设计
[0007]基于资源跳跃图案的免授权随机接入方案，当两个不同连接用户在同一数据段上映射到相同的信道资源上，若在该时隙内这两个用户同时激活，则会在该数据段上发生碰撞
。
在该方案中利用段编码可以解决有限数量的数据段碰撞，因此在设计资源跳跃图案时需控制激活用户间的碰撞段数量，从而保证用户的身份的可靠识别及利用冗余数据段的恢复碰撞数据段的性能
。
考虑将用户数据包分成
n
段，任意两个连接用户间的最大碰撞段数为
r
，即任意资源跳跃图案相同段数为
r
，转换为两个码字的最小汉明距离为
n
‑
r
，基于辛格尔顿界可知满足条件的最大码字数量为
q
r+1
，继而利用极大距离可分码
(MDS)
生成适用于最大连接用户数为
q
r+1
的资源映射图案，为：其中
c
i
为
n
长
0,1
序列，对应一个用户的资源映射码字
。
对于
K
＜
q
r+1
个用户，则从所有资源映射图案
C
中选取
K
个图案分配给用户
。
[0008]2、RHMA
的发射机设计方案
[0009](1)
信道编码
[0010]激活用户数据进行传输，首先进行信道编码，采用卷积编码方式，信道编码码率为
ρ
c
，编码后用户
k
的数据比特为
b
k
.
[0011](2)
数据分段
[0012]经过信道编码后的用户数据分成
m
段，表示为段，表示为其中
b
k
表示用户
k
的数据比特数，
i
表示用户数据段编号
。
[0013](3)
段编码
[0014]利用
MDS
码对消息数据进行段编码以生成
n
‑
m
个冗余比特，具体实施过程为：将内每个数据段转化为中的有限域元素，将所得数据表示为1×
m
行向量将其与有限域中的
m
×
n
矩阵相乘，段编码表示为：得编码后的有限域元素，再将其表示成二进制形式得
n
段编码数据段为
[0015](4)
数据调制
[0016]应用
BPSK
调试方式，在生成冗余段后，将所有
n
段中的数据比特调制为数据符号其中这里调制符号选自一个增广调制字母表
A0＝
{1
，
‑1，
0}
，符号0代表未激活用户
。
[0017](5)
导频插入
[0018]数据调制之后，在的每段调制符号段首插入长度为
l
p
的导频序列则插入导频后的数据表示为：
[0019]其中
[0020](6)
资源映射
[0021]将传输的各激活用户数据段与信道资源相互映射，可表现为利用正交扩频序列对各数据段进行扩频处理，或利用子载波对各数据段进行映射，该过程可简单理解为将各用户传输数据与预先设计好的资源映射码本中各个码字相互映射
。
映射后的激活用户各段数据与信道资源映射情况可以用多维矩阵
X
表示，
X
为的矩阵，可以表示
q
个信道资源分别与
K
a
个激活用户的数据间的映射关系
。
[0022](7)
数据段合成
[0023]将分段处理完成后的用户数据重新合成一段，然后送入信道进行传输
。
[0024]3.RHMA
的接收机设计方案
[0025](1)
数据分段
[0026]将接收到的数据重新分段，方便后续信号处理及传输
。
[0027](2)
能量检测
[0028]能量检测即检测各数据段的映射资源情况，基于映射资源间的正交性，对于第
i
段数据，对应映射资源接收数据的能量检测表示为
r
i,j
＝
|y
i,jH
y
i,j
|
，其中
为接收的对应第
i
段对应第
j
个信道资源的传输数据，将能量检测值
r
i,j
与判决门限
V
t
进行比较，可得第
i
段接收数据是否采用
e
j
资源映射，第
i<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于资源跳跃多址方案的用户接入控制方法，其特征在于，包括：基站将所有生成的
RHMA
资源跳跃图案分为能够使用的
RHMA
资源跳跃图案集合和不能使用的
RHMA
资源跳跃图案集合，基站将能够使用的
RHMA
资源跳跃图案分配给用户，通过广播的方式告诉给用户分配的能够使用的
RHMA
资源跳跃图案信息；在基站附近设置收发器，所述收发器通过基站广播信息获取基站给所有用户分配的
RHMA
资源跳跃图案信息，所述收发器将不能使用的
RHMA
资源跳跃图案分配给非法用户；在基站下一次发送广播
RHMA
资源跳跃图案分配信息时，所述收发器以更大功率广播自己给非法用户分配的
RHMA
资源跳跃图案信息；当非法用户使用所述收发器分配的不能使用的
RHMA
资源跳跃图案接入基站时，基站拒绝使用该不能使用的
RHMA
资源跳跃图案的非法用户的接入
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的基站将所有生成的
RHMA
资源跳跃图案分为能够使用的
RHMA
资源跳跃图案及不能使用的
RHMA
资源跳跃图案集合，基站将能够使用的
RHMA
资源跳跃图案分配给用户，通过广播的方式告诉给用户分配的能够使用的
RHMA
资源跳跃图案信息，包括：基站利用
RHMA
的资源跳跃图案设计算法生成
q
r+1
个
RHMA
资源跳跃图案，将
q
r+1
个
RHMA
资源跳跃图案分为
K
w
个能够使用的
RHMA
资源跳跃图案集合及
K
b
个不能使用的
RHMA
资源跳跃图案集合，
K
w
+K
b
＝
q
r+1
，基站将
K
w
个能够使用的
RHMA
资源跳跃图案分配给用户，将不能使用的
RHMA
资源跳跃图案及能够使用的
RHMA
资源跳跃图案的信息基站不告诉用户
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的在基站附近设置收发器，所述收发器通过基站广播信息获取基站给所有用户分配的
RHMA
资源跳跃图案，所述收发器将不能使用的
RHMA
资源跳跃图案集合分配给非法用户，包括：在基站附近距离为
R
...

【专利技术属性】
技术研发人员：马国玉，冯博涛，马毅琰，艾渤，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：