[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

说明书

本发明公开了一种基于误码率公平的功率域NOMA协作传输方法及其装置，该方法包括以下步骤：建立传输系统模型；边界简化处理目的节点的接收信号，以获取检测信号和噪声信号的上边界；将检测信号和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；先计算检测信号的矩量母函数，并简化矩量母函数，再根据简化的矩量母函数，获取误码率闭式边界公式，并通过误码率闭式边界公式计算出平均误符号率的闭式解。本发明能够提升弱用户的服务质量，得到结构简单的误码率闭式边界公式，可以通过公式调节误码率的性能，可满足用户公平性与高信噪比条件，进而实现功率分配的优化和多种场景的拓展。

技术领域

本发明涉及通讯技术领域的一种功率域NOMA协作传输方法，尤其涉及一种基于误码率公平的功率域NOMA协作传输方法，还涉及一种基于误码率公平的功率域NOMA协作传输装置。

背景技术

随着对高速数据业务的需求急速增加，进一步提高频谱效率愈发重要。而非正交多址接入(NOMA)作为一种新型多址接入技术，能够极大地改善系统的频谱效率，成为5G中的关键技术之一。功率域NOMA给每个用户分配不同的发送功率，多个用户从而可以共享相同的时间频率和扩频码等传统的正交资源；在接收端，根据用户信道增益的差异，利用串行干扰消除技术来消除多个用户信号叠加引入的干扰。由于NOMA允许在相同资源上服务更多的用户，所以NOMA具有支持海量连接数的潜力，能够利用有限的资源上接入更多的用户，解决5G多址接入技术需要解决的核心问题。

在物联网场景中，低功耗的限制要求大规模用户需要进行上行的接入，并且对数据传输的可靠性和速率有更高的要求，因此对NOMA中保障弱用户服务质量的上行通信展开研究具有实际的应用价值。弱用户处于小区的边缘部分，协作分集技术是能够显著提升弱用户的服务质量的有效手段之一。但是，现有的5G场景在物联网应用中，用户服务质量较低，不能满足大规模用户节点的接入和不同数据流量的高可靠性信息传输。

发明内容

针对现有的技术问题，本发明提供一种基于误码率公平的功率域NOMA协作传输方法及其装置，解决了现有的5G场景在物联网应用中，用户服务质量较低，不能满足大规模用户节点的接入和不同数据流量的高可靠性信息传输的问题。

本发明采用以下技术方案实现：一种基于误码率公平的功率域NOMA协作传输方法，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h_s1,r和h_s2,r，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；