[发明专利]基于CSMA-NOMA的混合随机接入方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于CSMA‑NOMA的混合随机接入方法及装置，其中，方法包括：将传输时间分割为多个时隙，并在多个时隙的每个时隙开始时，发送数据的用户随机地向中央协调器竞争信道的使用权，以按照是否获得对应时隙传输权限判断用户为主要用户或次要用户；若用户为主要用户，则直接通过信道发送数据，否则侦听信道，如果信道达到预设最大用户数，则不发送信号，并等待；如果信道未达到预设最大用户数，则使用非正交多址技术接入信道；接收端通过串行干扰消除方法解调需要的信号，直至时隙结束。该方法通过融合信道侦听和非正交多址接入两者的优势，降低了数据包的冲突概率，同时支持大量用户同时传输，有效提高了通信系统的容量。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种基于CSMA-NOMA的混合随机接入方法及装置。

背景技术

相关技术，

如何提高通信系统的容量和接入用户数是无线通信、智能电网、物联网等领域备受关注的问题。传统CSMA技术通过对信道进行侦听的方式来降低冲突概率，但是每次仅允许单一用户使用信道，无法提供很高的信道容量，为了更好地降低冲突概率、适应不同信道的条件，又发展出了适用于有线通信信道的CSMA/CD和适用于无线通信的CSMA/CA技术。前者利用有线信道的收发分离机制，可以实现在传输同时对信道进行侦听，从而降低冲突概率；后者适用于无线通信环境，常使用ACK(Acknowledgement)技术进行冲突避免。

近年来兴起的非正交多址技术(NOMA)，在多用户共享信道传输方面具有广阔的应用前景，目前最常见的是功率域NOMA，主要是在发送端使用叠加编码(SuperpositionCoding)，同时在接收端进行串行干扰消除技术。通过NOMA方法，可以有效提高频谱效率和接入量，符合5G时代对数据增长、海量连接的需求，是一项广受关注的技术。

如何在降低冲突概率的同时，容纳更多用户利用通信信道进行数据传输，从而大大提高通信系统的信道容量，成为人们关心的热门话题。

发明内容

本申请是基于发明人对以下问题的认识和发现做出的：

MAI(Multiple Access Interference，多址干扰)是限制CDMA系统容量的一个关键因素。为了减小MAI的影响，MUD(Multi-User Detection，多用户检测)技术应运而生。其中一种重要的算法就是干扰消除多用户检测算法，该算法是根据各个用户已判决的信号再生多址干扰，并在总接收信号中将各类多址干扰相消。SIC(Successive InterferenceCancellation，串行干扰消除)利用已判决的用户信号再生干扰然后相消以有利于其他未判决用户的检测，不断迭代下去，直到解调出来所有用户的信号。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种基于CSMA-NOMA的混合随机接入方法，该方法通过融合信道侦听和非正交多址接入两者的优势，降低了数据包的冲突概率，同时支持大量用户同时传输，有效提高了通信系统的容量。

本发明的另一个目的在于提出一种基于CSMA-NOMA的混合随机接入装置。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种基于CSMA-NOMA的混合随机接入方法，包括以下步骤：将传输时间分割为多个时隙，并在所述多个时隙的每个时隙开始时，发送数据的用户随机地向中央协调器竞争信道的使用权，以按照是否获得对应时隙传输权限判断用户为主要用户或次要用户；若所述用户为主要用户，则直接通过所述信道发送所述数据，否则侦听所述信道，其中，如果所述信道达到预设最大用户数，则不发送信号，并等待；如果所述信道未达到所述预设最大用户数，则使用非正交多址技术接入所述信道；接收端通过串行干扰消除方法解调需要的信号，直至所述时隙结束。