[发明专利]一种高功效广义上行异步NOMA的可达速率分析方法

说明书

本发明公开了一种高功效广义上行异步NOMA的可达速率分析方法，包括：建立包含一个基站和任意用户数的基于MSK‑type信号广义上行异步NOMA的系统模型；采用过采样技术对接收信号进行采样，分别得到每个用户同相分量和正交分量的采样输出；收集每个用户的采样输出样本，得到任意用户和所有用户的输出样本向量；定义SIC和JML两种检测方式下的渐近可达速率，得到其表达式，分别对其中的条件互信息进行分析；推导SIC和JML两种检测方式下渐近可达速率的解析表达式。本发明的可达速率分析方法，没有用户数、成形脉冲以及检测方式的限制，适用于一般情况下可达速率的分析。

技术领域

本发明涉及数字通信技术领域，具体而言涉及一种基于MSK-type信号的高功效广义上行异步NOMA的可达速率分析方法。

背景技术

非正交多址接入(Non-orthogonal Multiple Access，NOMA)是未来无线接入技术的一个范例，它能够在每个物理资源块内服务多个用户，比如一个时隙或一段频带。因此，和传统的正交多址接入(Orthogonal Multiple Access，OMA)相比，NOMA能够提供更多的用户接入和更高的频率效率，应用最为广泛的连续干扰消除(Successive InterferenceCancellation，SIC)技术也能以合理地计算复杂度来抑制其因频谱共享而导致的多址干扰，但相关研究表明SIC对于上行NOMA而言并不是最优的，且检测性能会随用户数的增加而变得更糟。近来，联合最大似然(Joint Maximum Likelihood，JML)检测由于具有最优的检测而受到关注，而且已被证明能够消除上行NOMA中由SIC引起的误码。

目前关于上行NOMA的研究很多，相比于传统的同步NOMA，在不同用户之间引入相对时延的异步NOMA(Asynchronous NOMA，ANOMA)更受关注，因为ANOMA能够提供更大的可达速率域。然而，目前所有关于上行NOMA的研究均假定为适用于低功效线性功率放大器的线性波形，且通常局限于特定的用户数、理想的矩形成形脉冲以及SIC检测，这对功效有较高要求的无线通信系统并不是最优选择，且仅仅适用于特定的通信场景，系统的可靠性也不能保证。

连续相位调制(Continuous Phase Modulation，CPM)信号是一种非常具有吸引力的非线性波形，它的恒包络特性使其适用于低功效和廉价的C类放大器。在所有CPM中，二进制和调制指数为0.5的CPM类即最小频移键控类(Minimum Shift Keying Type，MSK-type)调制已被广泛应用于短波、微波以及深空探测等场景，比如航空、航天遥测波形以及第二代全球移动通信系统(Global System for Mobile Communications，GSM)。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种基于MSK-type信号的高功效广义上行异步NOMA的可达速率分析方法，没有用户数、成形脉冲以及检测方式的限制，适用于一般情况下可达速率的分析。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高功效广义上行异步NOMA的可达速率分析方法，所述可达速率分析方法包括以下步骤：

S1，建立包含一个基站和任意用户数的基于MSK-type信号广义上行异步NOMA的系统模型，所有用户以相同的时频资源向基站传送信号，且各用户信号到达基站的时间不同；

S2，采用过采样技术对接收信号进行采样，分别以每个用户信号到达基站的时间为基准对接收信号进行匹配滤波，根据符号间隔交替取同相分量和正交分量，分别得到每个用户同相分量和正交分量的采样输出；

S3，收集每个用户的采样输出样本，得到任意用户和所有用户的输出样本向量；

S4，定义SIC和JML两种检测方式下的渐近可达速率，得到其表达式，分别对其中的条件互信息进行分析；