[发明专利]一种异构网络的自回程方法

说明书

本发明公开了一种异构网络的自回程方法，考虑高频谱和能效的多层异构网络以及NOMA技术在小型基站对系统信号与干扰加噪声比以及覆盖概率和能效的影响。单天线的小小区被使用大规模MIMO技术的宏小区覆盖。在每个小基站将NOMA用于回程和下行链路接入。利用全双工技术，小基站通过上下行链路与用户设备通信；同时利用功率域NOMA技术，小基站基于功率共享系数在下行接入链路上叠加回程。在每个小基站同时执行上行链路和下行链路传输回程。同时，宏基站由大规模MIMO发射天线和接收天线组成，利用全双工技术，宏基站通过使用大规模MIMO发射天线与用户设备通信，并通过级联的小基站接收天线来接收回程。宏基站和小基站上的所有传输都在相同的时频资源上执行。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种利用NOMA实现大规模MIMO全双工异构网络的有效自回程传输方法。

背景技术

在新应用和无线通信快速增长的推动下，对网络性能的需求不断增加，市场要求下一代网络应支持比当前一代网络更高的系统容量（约1000倍）,于是第五代(5G)通信系统成为了学术界关注的热点。与当前正在使用的4G相比，5G网络大幅提升了系统容量、能量效率、频谱效率和数据速率等方面的网络性能。

大规模MIMO、异构网络和全双工是5G网络中极其重要且具有极大发展潜力的技术。其中，大规模MIMO技术是在基站处部署大量的天线，实现空间复用增益和波束赋形增益，为传播信道提供更多自由度。异构网络是在宏蜂窝上部署超密度的小蜂窝，以减轻宏蜂窝的负载，扩大覆盖范围，增加了区域吞吐量。通过部署异构网络，用户设备和基站之间的距离减小，导致路径损耗降低，能量效率和频谱效率增加。异构网络在很大程度上取决于高速回程链路控制、宏小区基站和小小区基站之间的协调以及小小区基站的数据传输。传统上，蜂窝网络在提供覆盖方面的效率很高，但随着用户设备数量的增加，能量效率和频谱效率迅速下降。

通过嵌入大规模MIMO来实现异构网络，能极大地提高频谱和能源效率。在这种新型的大规模MIMO辅助异构网络中，为大功率宏基站配备了大规模MIMO天线阵列，密集部署的低功率小基站被这些天线阵列覆盖。在异构网络中嵌入大规模MIMO，结合大规模MIMO和异构网络的优势来设计大规模异构网络，结合以上三种技术，在这种新型的异构网中，为高功率宏基站配置大规模MIMO天线阵列，且由密集部署的低功率小基站覆盖，具有更好的性能。

随着小小区的密集部署，对于核心网络造成繁重的流量负载，可通过回程链路解决。尽管传统的有线回程链路以高数据比率有高可靠性，但是在所有小基站之间进行有线连接是不切实际且成本较高的。因此，无线回程链路是一个合适的且有成本效益的解决方法。但有时候小基站不能在相同的频带上与宏基站交换回程，于是，无线回程成为亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的是为了提出一种利用非正交多址接入技术实现大规模MIMO全双工异构网络的有效自回程方法，以此解决同时实现上行链路、下行链路和回程传输的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种异构网络的自回程方法，包括以下步骤：

S1、同频部署K+1层异构网，其中第一层为宏小区，剩余的K层为小小区，宏基站位于光纤存在点或核心网络可用的高容量视距微波链路，小基站通过宏基站提供的回程连接到核心网络，宏基站通过使用全双工技术同时向用户设备发送下行链路信号并通过相同资源块从小基站接收回程，使用NOMA和全双工技术的小基站先通过使用具有不同功率共享系数的功率域叠加编码将下行链路信号和回程信号组合到宏基站，然后利用全双工技术，小基站同时发送所得到的叠加信号并在同一资源块上接收用户设备上行链路信号；

S2、利用NOMA功率共享系数，为用户设备的上行链路、下行链路和小基站的回程链路选择用户终端级联策略；