[发明专利]一种基于星地链路上行非正交多址接入的软切换方法

权利要求书

1.一种基于星地链路上行非正交多址接入的软切换方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取具有波束重叠区域的q个波束，将波束重叠区域的所有用户作为一个整体，得到边缘用户；将每个波束未与其他波束重叠的区域的所有用户作为一个中心用户，得到q个中心用户；

S2、获取原始信号：将边缘用户的上行发送总功率分为q份，并分别使用q个中心用户的频率资源分别发送数据给对应的波束；同时使所有中心用户采用全部功率发送数据给对应的波束；

S3、通过联合干扰消除技术从原始信号中获取所有中心用户的接收功率和数据；

S4、在总接收功率中消去所有中心用户的接收功率，得到剩余接收功率；

S5、对剩余接收功率进行解调解码，得到边缘用户的发送信号，进而得到边缘用户的发送数据。

2.根据权利要求1所述的基于星地链路上行非正交多址接入的软切换方法，其特征在于，步骤S1中获取具有波束重叠区域的q个波束的具体方法为：

对于任一个用户，判断其是否仅接收到一个下行功率，若是则判定其位于未与其他波束重叠的区域；否则判断该用户所接收的所有下行最大功率之间的差距是否达到20%，若是则判定该用户位于波束重叠区域；进而获取具有波束重叠区域的波束。

3.根据权利要求1所述的基于星地链路上行非正交多址接入的软切换方法，其特征在于，步骤S1中获取具有波束重叠区域的q个波束的具体方法为：

通过用户查询卫星时刻表，根据自身位置和卫星时刻表判断其是否位于波束重叠区域，并获取重叠区域的波速数量。

4.根据权利要求1所述的基于星地链路上行非正交多址接入的软切换方法，其特征在于，步骤S2中将边缘用户的上行发送总功率分为q份，并分别使用q个中心用户的频率资源分别发送数据给对应的波束的具体方法包括以下子步骤：

S2-1、以最大吞吐量最优为条件，构建如下优化问题：

其中表示约束条件；C1、C2和C3均表示频率资源分配约束；C4和C5为发送功率约束；C6为解码门限约束；为第i个波束第m个边缘用户的资源情况，表示进行分配，表示不分配；表示边缘用户m是否在波束i内的信道上分配资源；M为边缘用户总数，m为边缘用户编号，为第i个波束的第k个信道资源，i为波束编号，为边缘用户m在信道上的发送功率，I为波束总数，为终端上行总功率约束，为中心用户j的信干噪比，为最低信干噪比门限，为切换用户m的信干噪比；

S2-2、通过拉格朗日对偶法，获取KKT条件对应的迭代表达式：

其中均为拉格朗日算子，为步长，h为优化问题对应的拉格朗日方程；下标为第n种频率复用颜色的第i个波束下的第m个边缘用户；为第n种频率复用颜色的第k个子信道；l为迭代次数；

S2-3、通过梯度下降法对迭代公式进行求解，得到边缘用户最优上行发送功率分配方案和功率与频率资源配对方案，完成将边缘用户的上行发送总功率分为q份，并分别使用q个中心用户的频率资源分别发送数据给对应的波束。