[发明专利]上行NOMA通信系统中兼顾组内和组间干扰管理用户分组方法

说明书

本发明属于无线通信技术领域，公开了一种上行NOMA通信系统中兼顾组内和组间干扰管理用户分组方法；基站根据移动台上报的各移动台与基站之间的信道状态信息对移动台进行分组，从中选择组间相关度最小的一种分组方式；基站依据各分组信道增益的大小对各分组进行降序排列，采用迫零接收的方式对信道增益最大的分组的信号进行解码，同时对组内干扰进行抑制；对于先恢复出的分组的用户信号，采用串行干扰消除的方式将其从基站接收到的混合信号中消去。对于其余的待解用户信号分组，基站进行与上述相同的操作，直至所有分组的信号都被恢复。本发明通过合理的用户分组实现NOMA多用户上行传输中的干扰管理，能够改善系统的频谱效率。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种上行NOMA通信系统中兼顾组内和组间干扰管理用户分组方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：非正交多址接入技术(Non-OrthogonalMultiple Access,NOMA)是下一代5G无线通信技术中的关键技术之一，是很有前途的多址技术，用于提高无线通信系统的容量。与正交多址(OMA)技术相比，NOMA允许更多数量的用户同时连接到无线网络，在上行和下行通信中获得更大的吞吐量。NOMA的基本原理是通过功率域或码域(为用户分配不同的稀疏码，称为稀疏码多址接入(SCMA))在发端进行多路复用以及在接收端进行串行干扰消除(SIC)来实现为多个用户同时提供通信服务。文献一针对NOMA上行链路提出了一种适用于多天线基站场景的NOMA方案，其中用户终端在单个子载波上进行数据发送，基站对用户进行配对，并使用串行干扰消除(SIC)检测每对用户的信号，根据该文的研究，使用具有多项式复杂度的匈牙利算法可以实现最佳的用户配对。然而这一方法获得的最佳用户配对集没有考虑干扰管理，因此会导致较差的系统频谱效率。文献二考虑了多输入多输出(MIMO)技术在NOMA系统中的应用，提出一种新的MIMO-NOMA预编码和检测矩阵设计方案，并研究了用户配对对MIMO-NOMA系统性能的影响。文献三提出了一种新的具有组间干扰消除技术的NOMA实施方案。该方法对属于同一组的用户的预编码器进行联合设计，并利用NOMA原理区分不同组的用户，能够最小化总的发射功率。文献四提出了一种基于非正交多址的下行多用户波束成形(NOMA-BF)方案，旨在增强系统总容量。根据所提NOMA-BF方法，配对的两个用户共享同一波束成形(BF)向量，从而可以增加系统可支持用户的数量。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有的NOMA用户配对方法主要关注两个用户构成一个NOMA分组的情况，较少涉及对多个用户构成NOMA分组的情况的研究，提升系统性能的效果不明显。

(2)现有的NOMA分组方法主要考虑分组间相互干扰的影响，而忽略了组内信号之间的相互干扰，使得组内干扰制约系统性能，这一方法实施的干扰管理存有缺陷，可能会使最终恢复出的信号与原始发送信号相比偏差过大，影响到整个系统的性能。

(3)NOMA-BF允许两个用户分享同一个BF矢量。但是在模拟波束成形中，移相器工作在高频段，信号损耗较大，并且高频移相器相位分辨率较低。而在数字波束成形中，每一路数据流的发送都需要射频(RF)链路，同时每一路都需要额外的数字/模拟转换器来处理信号，增大了硬件复杂度。

解决上述技术问题的难度和意义：解决上述技术问题的难度是需要考虑如何设计更好的用户分组方案，使多用户之间的干扰——包括分组间的干扰和分组内部的干扰——得到有效的管理和抑制，同时又必须保证恢复出的信号真实准确；意义是本方法可以兼顾组间干扰和组内干扰进行用户分组，每个分组可以包含超过2个用户，既实现了有效的干扰管理，又提高了系统的频谱效率，而且能够在接收天线的要求和信号处理的复杂性之间进行灵活的折中，从而促进方法的实现和部署。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种上行NOMA通信系统中兼顾组内和组间干扰管理用户分组方法。