[发明专利]一种基于非正交多址接入技术的协作多播传输方法

说明书

本发明公开了一种基于非正交多址接入技术的协作多播传输方法，其步骤为：S1，基站构造单播用户候选集S2，基站从候选集中选择最优单播用户d_n*与多播用户同时接入网络；S3，基站发送信号S_BS(t)给所有多播用户和最优单播用户d_n*；S4，单播用户d_n*接收到S_BS(t)后先解码多播用户信号S₀(t)，若成功解码则转S5，否则转S6；S5，单播用户d_n*通过串行干扰消除技术从S_BS(t)中移除S₀(t)后解码期望信号S₁(t)并转发多播用户信号，多播用户接收到转发信号后将该信号与从基站处接收的信号合并，解码期望信号S₀(t)；S6，单播用户d_n*(多播用户)分别直接从信号S_BS(t)中解码自身期望信号S₁(t)(S₀(t))。本发明可有效提高多播通信的抗中断性能，为单播用户提供传输机会，提升频谱效率，可用于多媒体多播传输系统。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别是一种基于非正交多址接入技术的协作多播传输方法。

背景技术

无线通信业务及移动端应用的发展带来数据流量的井喷式增长，这使得人们对频谱资源的需求日益加剧。作为新型无线业务，无线多播传输利用了无线信道的广播特性，将在传输过程中对特定资源有相同需求的所有用户作为一个多播组，并将相同信息同时送达所有的多播用户，是一种高频谱效率的无线业务，可广泛应用于视频点播、视频会议、多媒体教育等通信场景。

在无线多播传输中由于需要同时保证多个用户的传输质量，使得系统性能通常受限于最差信道增益用户的接收质量，在无线多播网络中通过协作中继技术可有效的对抗信道衰落提升多播系统的传输性能。目前，针对无线协作多播传输技术的研究已取得了一定的论文及专利等相关成果。2013年I-H.Lee等在“IEEE Communications Letters”(《国际电气电子工程师协会通信快报》)提出了一种最优的多播中继选择方案，可使协作多播系统获得最大的分集增益，提高系统的传输可靠性。然而，该方案中需要整个系统的全局瞬时信道状态信息，系统复杂度高开销大，而且随着系统用户的增多，系统的传输可靠性将会变差。在2015年L Yang等在“IEEE Transactions on Vehicular Technology”(《国际电气电子工程师协会车辆技术汇刊》)中提出了基于最佳用户转发的协作多播方案。在该方案中，系统从解码成功多播用户中，选择最佳用户充当中继，向解码失败多播用户转发信息。该方案可取得满分集增益，且分集增益阶数等于多播用户数目，表明该方案的可靠性随用户数目增长而改善，且克服了最佳中继转发协作多播的可靠性随用户数目增长而恶化的缺陷。然而，现有的协作多播技术中参与协作的节点大多为专门部署的中继或网络中的多播用户，应用的灵活性较低，此外，在考虑通信网络用户的共性需求时并未考虑到差异化用户的个体数据传输需求，不适合应用于多播用户和单播用户共存的一般性网络中。

另一方面，非正交多址接入技术作为一种信息多址接入手段可大幅提高日益紧缺的可用频谱资源的频谱利用效率，该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差异化需求的无线业务，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。其作为面向未来通信、5G通信的核心候选技术已得到国内外工业界的广泛认可。

发明内容

针对上述现有协作多播技术中存在的不足，并利用正交多址接入技术所带来的高频谱效率和巨大的应用潜力，本文旨在提出一种基于非正交多址接入技术的协作多播传输方法，通过非正交多址接入技术，将多播用户信息与单播用户信息在功率域进行叠加传输，可在多播传输的过程中为系统中的单播用户提供接入的机会，大大提升网络的频谱利用率。在满足多用户共同的信息需求和个体用户需求同时，利用多用户所带来的分集增益，提高多播用户传输的可靠性。