[发明专利]机会式NOMA协作多播方法

说明书

本发明公开了机会式协作多播方法，包括基站根据各选定多播用户与各单播用户最差转发链路信道增益，若多播用户判断与所有单播用户的最差转发链路信道增益最高，则多播用户作为最佳多播用户将获取的信号将解码获得的单播用户信息重新编码调制并转发。本发明在协作多播方法中考虑了多播用户到单播用户的链路状态；无论对于一个还是多个单播用户，在多播用户到单播用户的链路增益较差的情况下，单播用户的性能能够得到保证。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是机会式NOMA协作多播方法。

背景技术

随着移动通信的快速发展，在世界范围内得到大规模商用的4G 网络已经满足不了高用户密度、高移动场景的用户需求。为了“面向 2020年及未来”，5G已经成为全球无线通信领域的研究热点。多样化的应用场景以及倍数增长的性能指标导致了无线频谱资源的日益匮乏，这对5G的多址接入技术提出了苛刻的要求。在现有的多址接入技术中，非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA) 技术脱颖而出。最新研究成果表明，非正交多址接入技术以不同功率将多个信息流在时域/频域/码域重叠的信道上传输，在相同无线资源上为多个用户同时提供无线业务，可显著提高系统频谱效率和用户接入能力，降低用户调度信令开销，缩短接入时延，降低终端能耗。

认知无线电(Cognitive Radio,CR)被认为是一种提高频谱效率的有效方法。通过对空闲的授权频段再次利用，提高了无线频谱的利用率，成为解决无线频谱资源匮乏问题的重要途径。在认知无线电系统中，次用户(Secondary User,SU)必须使用较低的发送功率以保障主用户(Primary User,PU)的传输质量，从而限制了SU的传输速率和通信范围。通过将NOMA引入认识无线电系统(以下称为CR-NOMA)，可以大大增加SU访问授权频谱的机会。例如，如果采用传统的多址接入方式，即使信道条件较差，分配给PU的正交频谱也不能被SU接入，从而导致SU的服务延迟较长，系统吞吐量较低。CR-NOMA 保证了PU和SU可以同时使用，而不会导致PU的性能下降太多，有效地提高了频谱利用率。

多播服务如何利用协同传输进一步提高CR-NOMA系统性能，是一个有待解决的问题。协作CR-NOMA的核心思想在于，多个SUs 可以为获得访问PU频谱的机会提供补偿。换言之，在连续干扰消除 (Successive Interference Cancellation,SIC)的帮助下，发送给PU的信息可以由SUs解码。因此，这些SUs可以作为潜在的中继，协助SU 源节点的数据传输，不但增大了无线传输的空间分集增益，使频谱利用率进一步提高，而且能够增强SU的抗衰落能力，提高CR-NOMA 系统的性能。

目前协作多播方法把单播用户设为主用户，多播用户设为次用户，根据多播用户之间的信道增益再选择最佳转发节点。其证明了基于最佳次用户转发的协作多播方案中，次用户的分级增益等于多播用户数，协作多播的可靠性也随着次用户数目增加而提高。但是该方法虽然充分考虑了多播用户的可靠性，但是单播用户的性能却没有得到保证，只有两阶的分集增益阶数。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是目前协作多播方法虽然充分考虑了多播用户的可靠性，但是单播用户的性能却没有得到保证。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种机会式NOMA协作多播方法，基站将所有多播用户与所有单播用户同时接入，基站分别对单播用户和多播用户需求的原始信号进行编码调制并向所有多播用户发送，多播用户对接收到的信号进行解码，包括以下步骤：

基站向各个多播用户广播选定的多播用户的ID序列；

基站向各单播用户广播包括选定的多播用户ID的协作链路信道增益获取请求信号；

各单播用户响应于接收到的协作链路信道增益获取请求信号，向基站选定的多播用户广播信道增益获取请求信号；