[发明专利]多用户公平协作非正交多址接入系统的信息传输方法

说明书

一种多用户公平协作非正交多址接入系统的信息传输方法，由确定传输周期内的用户配对、构建信号传输模型、确定功率切分系数、确定用户协作方式、确定中断概率和分集阶数步骤组成。由于本发明采用了多用户协作非正交多址接入系统，建立了合理的公平式协作信号传输模型，提出了用户配对方法，充分地利用系统的频谱资源，与现有技术相比，在保证系统中远用户传输性能的前提下，提高了该系统中近用户的中断性能和分集阶数。本发明具有传输设计合理、易于实现、中断性能好等优点，可用于无线通信技术领域。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及到多用户公平式协作非正交多址接入系统的信息传输。

背景技术

无线能量收集是指通过射频信号进行能量收集的技术。无线能量收集技术作为一项便捷，高效的能量收集技术被广泛应用在无线通信技术领域。除此之外，无线能量收集技术可以同时实现信息解码和能量收集，因此无线能量收集技术具有较高的频谱效率。常用的两种无线能量收集技术分为时隙切换和功率分割两种方法。在时隙切换方法中，接收机需要分配两个不同的时隙，分别进行信息解码和能量收集。在功率分割方法中，接收机需要将收到的信号分为两部分，一部分用于信息解码，另一部分用于能量收集。由于时隙切换方法需要分配两个不同的时隙，系统的频谱利用率较低，因此功率分割方法受到了更多的关注。

协作非正交多址接入是指在非正交多址接入系统中，近用户在完成解码任务后转发远用户的信号对远用户进行协助，从而改善了远用户的用户服务质量。近些年来，无线能量收集与协作非正交多址接入的结合受到了越来越多的关注。在近用户处使用无线能量收集可以对近用户进行能量补偿，从而激励了近用户对远用户的协助。

公平式协作是指在非正交多址系统中，设计近用户和远用户都可以进行无线能量收集并相互协助。相较于传统的协作非正交多址接入系统，该技术可以在保证远用户传输性能的前提下，有效地提高近用户传输性能。

在多用户公平式协作非正交多址接入系统领域，当前需迫切解决的一个技术问题是提供一种合理的传输信号模型以及用户配对方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的缺点，提供一种传输设计合理、方法简单、中断性能好的多用户公平式协作非正交多址接入系统的信息传输方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是由下述步骤组成：

(1)确定传输周期的用户配对

按式(1)确定远用户的位置概率密度函数

其中，R_A表示远用户分布的圆环外半径，R_A取值为10～12m，R_C表示远用户分布的圆环内半径，R_C取值为8～10m，表示任意一个远用户到信源的距离，i为有限正整数。

按式(2)确定近用户的位置概率密度函数

其中，R_B表示近用户分布的圆盘半径，R_B取值为2～4m，表示任意一个近用户到信源的距离，

按式(1)和式(2)，选择i相同的近用户与远用户进行配对。

(2)构建信号传输模型

传输信号模型由信源节点与近用户节点、远用户节点依次串联，在信源节点与近用户节点、远用户节点上设置有单天线，构建成传输信号模型；基站给远用户和近用户发射叠加信号x_s，近用户给远用户转发所需信号x₁，远用户给近用户转发所需信号x₂。

(3)确定功率切分系数

按式(3)确定远用户的功率切分系数