[发明专利]基于角度域毫米波非正交多址接入系统的用户簇分组方法及应用

说明书

本发明公开了一种基于角度域毫米波非正交多址接入系统的用户簇分组方法：所述的角度域毫米波非正交多址系统包括一个基站和K个用户，基站配置N根天线和M个射频链路，用户配置单根天线，包括如下步骤：(1)基站获取信道角度域信息；(2)基站根据所获得的信道角度域信息将用户分成N_c个用户簇，其中在第i个用户簇中有K_i个用户，如果K_i＞1，那么第i个用户簇中的用户采用非正交多址接入技术；(3)用户簇被分成个组，在第q个组中有M_q≤M个用户簇，其中本发明提供的用户簇分组方法有效的降低了波束间干扰，提高了通信系统容量。

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种基于角度域毫米波非正交多址接入系统的用户簇分组方法及应用。

背景技术

由于具有丰富的频谱资源，毫米波(mmWave)被认为是满足未来通信系统中高速率无线设备日益增长的需求的一个关键技术。然而，路径损耗在毫米波频段非常严重，这使得在实际系统中部署毫米波变得困难。为了解决这个问题，一个有效的方法就是在毫米波系统采用多天线技术。而且，毫米波的波长短，这使得部署大规模天线阵列成为可能。

作为另一个未来网络中很有前景的技术，非正交多址接入技术(NOMA)能够很好地与毫米波技术结合，两者结合主要有以下两点好处：其一，非正交多址接入技术能够服务单个波束中的多个用户，这可以进一步提高频谱效率，同时有效减少射频链路的数量，这对降低毫米波系统的部署成本有重要意义；其二，在毫米波系统中，可以通过高方向性的波束来缓解波束间的干扰。但毫米波和非正交多址接入技术的结合在实际应用中还有很多方面有待攻克和完善。如大规模的毫米波会带来严重的波束间干扰，将毫米波和非正交多址接入技术进行结合后，会存在簇间干扰和簇内干扰；如非正交多址接入系统希望能够兼顾用户公平性和系统性能，最求用户公平性前提下的最大吞吐量。

然而，由于在各个波束中采用非正交多址接入技术，单个波束中有多个用户，现有工作中采用波束成型的方法来降低波束间干扰的效果有限。而且很多现有工作中设计波束都需要完美的瞬时信道状态信息(CSI)，然而，实际系统中，由于反馈延迟，信道估计误差以及用户移动性等原因，获取瞬时信道状态信息非常困难，进而降低了系统的容量。因此，如何有效降低波束间的干扰是亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于角度域毫米波非正交多址接入系统的用户簇分组方法，解决了现有技术中波束成型方案中获取瞬时信道状态信息困难、降低波束间干扰效果有限的问题。

本发明提供如下技术方案：

一种基于角度域毫米波非正交多址接入系统的用户簇分组方法，所述的角度域毫米波非正交多址系统包括一个基站和K个用户，基站配置N根天线和M个射频链路，用户配置单根天线，具体包括如下步骤：

(1)基站获取信道角度域信息；

(2)基站根据所获得的信道角度域信息将用户分成N_c个用户簇，其中在第i个用户簇中有K_i个用户，如果K_i1，那么第i个用户簇中的用户采用非正交多址接入技术；

(3)用户簇被分成个组，在第q个组中有M_q≤M个用户簇，其中

在步骤(1)中，所述获取信道角度域方法为：

(a)基站预先设定用于平均划分整个角度域空间的J个角度值

(b)基站在这J个角度值处进行线性搜索来估计信道角度域信息。

在步骤(2)中，所述将用户分成N_c个用户簇的方法为：将信道角度域信息中角度相同的用户分在同一个用户簇中。

在步骤(3)中，所述用户簇进行分组的方法为：