[发明专利]基于协作非正交多址接入和多用户分集的无线光通信方法

权利要求书

1.一种基于协作非正交多址接入和多用户分集的无线光通信方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)设源节点已知所有远近用户的信道状态信息，基于多用户调度算法选择信道状态最佳的一个远用户和一个近用户进行数据传输；

2)根据源节点发送的电功率P_S，远用户的功率分配系数α_F和近用户的功率分配系数α_N，源节点通过功率域叠加远用户信号x_F和近用户信号x_N，向远近用户同时发送叠加信号x：

3)近用户和远用户接收源节点发送的信号，分别得到接收信号和

其中，ρ是光电转换系数，υ是电光转换系数，n_N是均值为0，方差为的高斯白噪声,n_F是均值为0，方差为的高斯白噪声,和分别是源节点到远用户和源节点到近用户的海洋信道衰落系数；

4)近用户利用串行干扰删除，先解调出功率大的信号x_F，从接收信号中减去x_F，得到中间信号再从中解调出自己的信号x_N；

5)近用户作为中继通过译码转发协议或放大转发协议向远用户发送信号，远用户收到的信号或

其中为近用户到远用户的信道衰落系数，P_N是中继发射功率，是放大系数；

6)远用户将从源节点和中继节点分别发来的两路接收信号或通过选择合并解码出信号x_F，完成无线光通信。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中基于多用户调度算法选择信道状态最佳的一个远用户和一个近用户分别确定如下：

假设源节点已知所有用户的状态信息，有M个远用户，N个近用户，分别记为F₁,...,F_M，N₁,...,N_N；

根据水下环境影响光信号从源节点传输到各个用户会产生能量损耗的特性，将源节点和各个远用户之间的信道衰落系数记为将源节点和各个近用户之间的信道衰落系数记为

分别从M个衰落系数和N个衰落系数中找到最大的值和其中进而选择出信道状态最好的远用户和近用户

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)公式中的近用户的功率分配系数α_N和远用户的功率分配系数α_F，是按照要给信道条件差的远用户分配更多的功率的原则确定，即α_F＞α_N，且α_F+α_N＝1。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)公式中源节点到远用户的海洋信道衰落系数和源节点到近用户的海洋信道衰落系数分别确定如下；

假设水下各链路独立同分布，得到源节点到M个远用户的信道衰落系数的概率密度函数和源节点到N个近用户的信道衰落系数的概率密度函数分别为：

通过仿真生成服从上述概率分布模型的随机数，得到源节点到各个用户的信道衰落系数和

分别从和选择出最大的信道衰落系数为源节点到远用户的海洋信道衰落系数和源节点到近用户的海洋信道衰落系数

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中近用户作为中继通过译码转发协议向远用户发送信号，是由近用户对步骤(4)中解调出来的远用户信号x_F进行其重新编码后转发给远用户。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中近用户作为中继通过放大转发协议向远用户发送信号，是由近用户将其接收到的信号直接放大转发给远用户，其放大增益该增益与源节点和近用户之间的信道状态有关。