[发明专利]基于信号虚拟分解空域和功率域联合多址接入方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于信号虚拟分解的空域和功率域联合多址接入方法及系统，系统包含多个期望发射机、一个调和发射机和一个公共接收机，公共接收机和所有发射机共享信道状态信息，调和发射机通过遍历得到一个正交基使调和功率最小，并将该正交基共享给期望发射机和公共接收机，并将该正交基包含的基向量所表征的空间特征作为多路期望信号的方向，求解调和信号，期望发射机根据正交基确定接收端的匹配滤波向量，计算期望数据增益，并发送给接收端，调和信号与实际发送信号在接收端相互作用，公共接收机对混合信号进行滤波，然后将滤波输出除以期望数据增益，得到期望数据。从而实现公共接收机从接收混合信号中无干扰恢复出多路期望数据。

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步主要涉及多址接入方法，具体是一种基于信号虚拟分解的空域和功率域联合多址接入方法。

背景技术

多址技术应用于无线通信系统，使多个用户共享有限的系统资源。从第一代到第四代移动通信系统，多址技术经历了频分多址(Frequency Division Multiple Access,FDMA)、时分多址(Time Division Multiple Access,TDMA)、码分多址(Code DivisionMultiple Access,CDMA)和正交频分多址(Orthogonal Frequency Division MultipleAccess,OFDMA)。不断发展的多址技术被用来提高系统的频谱效率和资源的利用效率。移动通信技术进入第五代(5G)后，各种新技术的发展和智能终端的快速增长对多址技术提出了新的要求，未来通信场景要求密集通信、低延迟以及高频谱效率。M.Chen and S.Li,PowerAllocation for NOMA Based Layered Multicast Transmission,2018IEEE 4thInternational Conference on Computer and Communications(ICCC),Chengdu,China,pp.678-682,2018.设计了一种非正交多址接入技术(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)，在发射端采用功率复用，对不同的用户分配不同的发射功率，在接收端通过串行干扰消除(Successive Interference Cancellation,SIC)实现用户数据的区分与恢复，以增加接收机的复杂度为代价来提高频谱效率。此外，B.Ling,C.Dong,J.Dai and J.Lin,Multiple Decision Aided Successive Interference Cancellation Receiver forNOMA Systems,in IEEE Wireless Communications Letters,vol.6,no.4,pp.498-501,Aug.2017.表明，因为SIC接收机需要对多个用户信号逐一进行处理，会造成处理延时，并且SIC存在误差传播的问题，即前面用户信号的检测出错会对后续用户信号的恢复产生影响，这些弊端会对采用SIC的NOMA的应用产生一定的制约。专利一种基于信号虚拟分解的多址接入方法及其系统:中国,202010682294.6,2020.07.15提出一种基于信号虚拟分解的多址接入方法(Virtual Signal Division based Multiple Access,VSDMA)，多个期望发射机在同一时间使用相同频率发送信号，该方法引入一个萃取发射机，该萃取发射机设计并发送萃取信号，萃取信号可以等效为多个萃取信号分量的同相叠加，这些萃取信号分量与多个期望发射机发送的信号相互作用，使得公共接收机可以从接收混合信号中恢复出各个期望发射机发送的期望数据，但是该方法未考虑萃取发射机的功率开销，会导致过高的功率代价。