[发明专利]基于NOMA的全双工中继协作通信系统性能优化方法

说明书

本发明属于无线移动通信技术领域，公开了一种基于NOMA的全双工中继协作通信系统性能优化方法；基站以广播的形式发送叠加编码给中继节点和近端用户；中继节点译码接收信号并重新编码转发，中继节点从接收信号中译码近端用户和远端用户的信号；中继节点重新编码译码后的信号，并将编码后的混合信号广播给远端用户和近端用户；基站和中继节点采用最大比传输的方式对信号进行预编码后发送给近端用户；近端用户、远端用户译码接收信号近端用户采用SIC的方法译码接收信号；远端用户直接译码自身的信号；最小化系统中断概率和最大化系统最小可达速率。本发明近端用户的速率得到了提升，提升了系统总的可达速率。

技术领域

本发明属于无线移动通信技术领域，尤其涉及一种基于NOMA的全双工中继协作通信系统性能优化方法。

背景技术

目前，最接近的现有技术：鉴于互联网和物联网业务的高速发展，无线通信的业务需求日益增长，随着移动用户接入数越来越多，频谱效率的提高成为当前亟需解决的问题之一。作为下一代移动通信的候选多址接入技术的NOMA技术，获得了越来越多的关注，不同于以往的正交多址(Orthogonal Multiple Access(OMA))技术，只能为一个用户分配单一的无线资源，例如按频率分割或按时间分割。NOMA允许同一小区的多个用户同时共享相同的信道资源，并通过分配不同的功率来实现功率复用，接收端根据信道条件通过串行干扰消除(Serial Interference Cancellation(SIC))消除来自其他用户的干扰进而解码自身的信号。这样的接入方式不仅带来了更高的频谱效率，小区边缘的容量也得到了提升，同时弱化了信道反馈的信道状态信息以及低时延。

协作通信技术是对抗路径损失、信道衰落和阴影效应的有效技术，它可以有效地增加通信覆盖区域并提升用户的服务质量(Quality ofService(QoS))。在协作通信系统中，通过利用中继节点转发源节点的信号，可以获得类似于MIMO系统的空间分集增益，称之为协作分集。中继节点的工作模式可以分为全双工模式和半双工模式。当中继节点采用半双工模式时，中继节点在接收和发送时只能限制在正交信道上，使得频谱利用效率较低，而当中继节点采用全双工模式时，中继节点仅需要一条端到端的信道进行传输，使全双工协作协议相比半双工协作协议可以获得更高的容量性能。然而由于中继节点处于全双工模式时，只有一根接收天线的目的节点在理想情况下同时接收到来自中继链路和直达链路的信号，造成了传统的最大比合并的方式不适用于此处，而且传统NOMA协作中继系统中中继节点处只转发译码出的单一信号，造成了近端用户速率的降低。中继系统中继节点只转发了单一信号，而没有转发混合信号，使得近端用户信号强度较弱，通过转发混合信号与使用最大比传输方式，可以使得信干噪比增加。业内一直注重边缘用户的传输速率与服务质量，而忽视了中心用户的传输速率。

综上所述，现有技术存在的问题是：传统NOMA协作中继系统中中继节点处只转发译码出的单一信号，造成近端用户速率的降低。

解决上述技术问题的难度：在提高近端用户速率的同时，要保证边缘用户所受影响较少，保证总体速度的上升。

解决上述技术问题的意义：在针对现代部分服务质量需求高的业务，可以提供较高的速率。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于NOMA的全双工中继协作通信系统性能优化方法。

本发明是这样实现的，一种基于NOMA的全双工中继协作通信系统性能优化方法，所述基于NOMA的全双工中继协作通信系统性能优化方法包括：

第一步，基站以广播的形式发送叠加编码给中继节点和近端用户；

第二步，中继节点译码接收信号并重新编码转发，中继节点从接收信号中译码近端用户和远端用户的信号；中继节点根据新的功率分配因子重新编码译码后的信号，并将编码后的混合信号广播给远端用户和近端用户；

第三步，基站和中继节点采用最大比传输的方式对信号进行预编码后发送给近端用户，近端用户接收来自协作链路和直达链路的信号；