[发明专利]MMTC场景下基于CS的非授权接入及数据传输方法

权利要求书

1.一种MMTC场景下基于CS的多信息增强的非授权接入方法，其特征在于，包括：

根据基站覆盖所有设备的扩频序列以及所有设备的导频符号和数据符号建立通信系统模型；

根据不同设备的符号帧长度的多样性，以后向方式增强所述通信系统模型的稀疏度估计，得到稀疏度和初步的活跃设备集合；

根据所述的稀疏度和初步的活跃设备集合，采用调制星座点信息得出初始残差；

根据所述初始残差，通过固定稀疏度的压缩感知算法得到最终的活跃设备集合、活跃设备对应的信道矩阵及所有设备的数据符号；

所述的通信系统模型如下式(1)所示：

其中，Y为接收到的混合了噪声n的信号，S为所有设备的扩频序列按列排成的扩频矩阵；H为信道矩阵；为所有设备的导频符号向量和数据符号向量按行排成的行稀疏的符号矩阵，非全零行表示活跃设备，全零行表示非活跃设备；

所述的根据不同设备的符号帧长度的多样性，以后向方式增强所述通信系统模型的稀疏度估计，得到稀疏度和初步的活跃设备集合，具体包括：

根据不同设备的符号帧长度的多样性，以后向的方式每次选择Y的最后t(t＝1,2,3，…)列组成矩阵并将和扩频矩阵S投影到对应上一次检测到的活跃设备对应的扩频码张成空间的零空间上，得到对应的和利用自适应稀疏度的压缩感知算法检测本次的稀疏度及活跃设备，并分别加入到上一次累计的稀疏度和活跃设备集合中，直至t等于Y的列数时停止估计，得出稀疏度及初步的活跃设备集合；

所述的根据所述的稀疏度和初步的活跃设备集合，采用调制星座点信息得出初始残差，包括：

根据稀疏度和初步的活跃设备集合，通过最小二乘法求出矩阵X；根据X中的导频符号对应的矩阵列X′和已知的各设备的导频符号利用最小二乘法求出信道系数矩阵H，进而根据X中数据符号对应的列X″和信道矩阵H恢复出数据符号，将恢复的数据符号投影到调制星座点张成的空间上得到更新的数据符号矩阵，进而得到符号矩阵最后根据X和通过重新估计信道矩阵，根据重新估计的信道矩阵重新生成X并根据下式(2)计算残差：

R＝Y-SX (2)

其中，R为残差，Y为接收到的混合了噪声的信号，S为所有设备的扩频序列按列排成的扩频矩阵；

所述的根据所述初始残差，通过固定稀疏度的压缩感知算法迭代更新活跃设备集合，得到最终的活跃设备集合、活跃设备对应的信道及数据符号，具体包括：

根据得到的残差和稀疏度，利用固定稀疏度的压缩感知算法检测活跃设备以及对应的X，并根据公式(2)和固定稀疏度的压缩感知算法进行迭代更新，直到两次检测的活跃设备集合不变，最终得到准确的活跃设备集合、活跃设备对应的信道矩阵及数据符号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的根据基站覆盖所有设备的扩频序列以及所有设备的导频符号和数据符号建立通信系统模型，包括：设备之间的扩频码长度相等且非正交，各设备间上行发送同步，且扩频后的导频序列和数据序列共享系统的时频资源。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的自适应稀疏度的压缩感知算法包括：稀疏度自适应匹配追踪算法。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的固定稀疏度的压缩感知算法包括：正交匹配追踪算法、压缩采样匹配追踪算法或子空间追踪算法。