[发明专利]功率域非正交多址下基于反向散射的用户协作方法

权利要求书

1.功率域非正交多址下基于反向散射的用户协作方法，其特征在于，包含以下步骤：

1)将基站与多用户间的下行通信过程在时间上分割为连续的时间块，每个时间块内，

基站基于功率域非正交多址接入技术，将所有用户的信息通过叠加编码进行广播：

基于两用户场景，对于每个时间块，将瞬时信道条件较好的用户表示为用户1，将瞬时信道条件较差的用户表示为用户2，将基站分配给用户1和用户2的功率分别表示为P₁和P₂，基站基于功率域非正交多址接入技术，将所有用户的信息通过叠加编码进行广播，将用户1处的接收信号表示为

其中x₁和x₂分别表示基站传输给用户1和用户2的归一化信号(E{|x₁|²}＝E{|x₂|²}＝1),h₁表示基站到用户1的信道系数，n₁表示用户1处的加性高斯白噪声，其功率表示为

2)信道条件较好的用户基于反向散射技术，通过调整本地负载阻抗，将一部分接收信号功率用于译码，将其余接收信号反射至信道条件较差的用户，达到增强信道条件较差的用户处的接收信干噪比的目的：

基于两用户场景，将用户1处用于反向散射协作的功率占其总接收信号功率的百分比表示为β₁，用户1首先尝试恢复x₂，将相应的信干噪比表示为

根据香农公式，用户1成功恢复x₂的条件为其中R₂表示基站传输给用户2的数据速率；随后用户1尝试恢复x₁，将相应的信噪比表示为

根据香农公式，用户1成功恢复x₁的条件为其中R₁表示基站传输给用户1的数据速率；

3)信道条件较差的用户将所有接收信号功率用于译码：

基于两用户场景，将用户2处的接收信号表示为

其中h₂表示基站到用户2的信道系数，g表示用户1到用户2的信道系数，n₂表示用户2处的加性高斯白噪声，其功率表示为用户2将所有接收信号功率用于译码，尝试恢复x₂，将相应的信干噪比表示为

用户2成功恢复x₂的条件为且式(5)中的不等号通过用户1调整本地负载阻抗使得到达用户2的反向散射信号与直传信道同相而实现；

4)以达到给定的信息速率要求为前提，调整基站功率分配和各用户用于反向散射协作的功率占其总接收信号功率的百分比，达到最小化基站总功耗的目的：

基于两用户场景，通过调整基站分配给用户1和用户2的功率P₁和P₂，以及调整用户1处用于反向散射协作的功率占其总接收信号功率的百分比β₁，最终以最小的基站总功耗(P₁+P₂)达到对应于用户1和用户2的信息传输速率R₁和R₂；基于式(5)中γ₂₂的严格下界γ′₂₂来近似用户2处的信干噪比，以确定有效的最小化总功耗P₁+P₂的资源分配方案，将对应的优化问题表示为

通过代数运算求解(6)，确定最小资源分配方案为：

其中