[发明专利]一种基于误码率公平的功率域NOMA协作传输方法及其装置

权利要求书

1.一种基于误码率公平的功率域NOMA协作传输方法，其特征在于，其包括以下步骤：

(1)建立传输系统模型；所述传输系统模型中设置至少一个中继节点、至少两个用户节点以及位于传输区域中心位置的至少一个基站；所述中继节点为靠近所述传输区域中心位置的强用户节点，所述用户节点为所述传输区域边缘位置的弱用户节点，且所述中继节点和所述用户节点均为单天线节点；所述中继节点作为半双工中继节点并对两个用户节点发送的线性叠加信号进行放大转发；两个用户节点的分配系数分别为α₁和α2，且发射端共享相同的时域和频域资源；两个用户节点到所述中继节点的信道系数分别为和所述传输系统模型的信号传输方法包括以下步骤：

(1.1)分别通过第一时隙和第二时隙将两个用户节点的信号分别传输至所述半双工中继节点：

在所述第一时隙，通过预设的降噪因子对所述半双工中继节点接收的信号进行线性降噪处理；

在所述第二时隙，使所述半双工中继节点将其接收的信号放大转发至目的节点；

(1.2)在上行链路中按照信道质量由高到低的顺序，对所述目的节点接收的信号进行解码：先对信道系数为的信号进行检测，获取对应的信噪比，再对信道系数分别为的信号进行噪声处理，获取对应的信噪比；其中，定义信道系数为的信号为检测信号，信道系数分别为的信号为噪声信号；

(2)使与趋近，边界简化处理所述目的节点的接收信号，以获取所述检测信号和所述噪声信号的上边界；

(3)将所述检测信号和所述噪声信号的上边界分别分解成含有两个独立随机变量的子信号，且两个独立随机变量分别服从预设参数的指数分布；

(4)先计算所述检测信号的矩量母函数，并简化所述矩量母函数，再根据简化的矩量母函数，获取误码率闭式边界公式，并通过所述误码率闭式边界公式计算出平均误符号率的闭式解；

(5)根据所述闭式解，对功率分配进行优化；功率分配优化的方法包括以下步骤：

(5.1)设定约束条件：P₁+P₂＝P，P为系统总功率，P₁为两个用户节点发送的总功率，P₂为半双工中继节点的发送功率；

(5.2)对系统的总误码率求偏导，并令其中，α₁和α₂分别为用户节点的功率分配系数，α₁+α₂＝1；h_r,d为所述半双工中继节点至所述目的节点的信道系数；为的方差；为的方差；为h_r,d的方差；

(5.3)对Z中P₁或P₂求偏导、极值，获取两个用户节点的功率分配系数α₁、α₂与P₁及P₂之间的关系式；其中，对P₁求偏导、极值可得：

定义P₁+P₂＝P，可得

(5.4)分别对P₁和P₂的表达式求偏导，获取分配系数α₁、α₂的计算公式：

(5.5)根据分配系数α₁、α₂的计算公式，确定系统误码率性能最优时两个用户节点的最佳功率分配因子的数值。

2.如权利要求1所述的基于误码率公平的功率域NOMA协作传输方法，其特征在于，在所述第一时隙，所述半双工中继节点接收的信号为：

y_r＝x_r+n_s,r

其中，n_s,r为均值为0且方差为N₀的高斯白噪声一；x_r为两个用户节点发送的信号的线性叠加信号。

3.如权利要求2所述的基于误码率公平的功率域NOMA协作传输方法，其特征在于，所述线性叠加信号的计算公式为：

其中，x_i为第i个用户节点发送的功率归一化信号，i＝1，2…n，n为不小于2的正整数，且E[|x_i|²]＝1。