[发明专利]串行干扰消除的海量媒介调制设备上行多址接入系统

说明书

本发明公开了一种自适应串行干扰消除的海量媒介调制设备多址接入系统，所述发射端包括数据包生成模块、第一信道编码模块和第一媒介调制模块；发射端利用数据包生成模块在待发送数据中插入特征序列b_s；接收端包括无编码检测算法模块、似然比计算模块、软解码模块、解码准确度判决模块、第二信道编码模块、第二媒介调制模块和干扰消除模块；解码准确度判决模块计算特征序列的解码结果与真实的特征序列b_s的汉明距离，仅对汉明距离小于预设值的活跃设备的有效数据进行干扰消除。使用本发明能够进一步提升有信道编码系统中海量媒介调制设备多址接入的数据解调正确率。

技术领域

本发明涉及无线通信中的数据传输领域，尤其涉及一种自适应串行干扰消除的海量媒介调制设备的上行免授权多址接入系统。

背景技术

物联网具有节约成本，增加收入来源以及提高效率等优势，已经在各个垂直领域发挥着重要作用。物联网的一个典型特征是海量的低功耗设备。三星的6G白皮书指出，到2030年，接入蜂窝网络的物联网设备数量将高达500亿，是那时人口总数的59倍，这就要求未来基站能够实现与数百亿设备之间的海量连接。尽管大规模机器类型通信(MassiveMachine-Type Communications,mMTC)已被列入5G三大应用场景之一，低时延高可靠地支持海量设备接入对于目前的网络来说依然十分具有挑战性。

海量设备多址接入协议一般可以分为两类：基于授权的方式和免授权方式。在未来海量连接的场景下，基于授权的多址接入协议普遍需要复杂的接入调度，从而产生难以忍受的接入时延。作为一种有前途的替代方案，免授权的多址接入协议最近在学术界和工业界都引起了极大的关注。在免授权的多址协议中，需要接入网络的用户无需基站授权，可直接向基站上行发送导频和数据；基站根据接收信号进行用户识别和数据检测。

为了进一步提高物联网海量连接的频谱效率和能量效率，物联网设备采用空间调制的方案也被广泛探讨和研究。空间调制是一种低复杂度，高能量效率的单射频或射频少于发射天线数的多天线技术。典型的空间调制方案在发射端配备多根发射天线以及单射频链路，输入比特流在每一时隙被划分成空间域信息比特与符号域信息比特：前者决定该时隙中哪一根发射天线激活，称其为“活跃天线”，而其它发射天线在本时隙保持静默；后者确定需要传输的星座符号，并在本时隙由活跃天线发送。接收端通过相应的检测方案，检测出活跃天线的下标以及星座符号，即可解映射获得传输的比特信息。在下一个符号周期重复上述过程，时隙与时隙间相互独立，不同时隙间的信息比特彼此无关。由此可见，典型空间调制技术的单射频链路配置有利于减小发射机尺寸，降低能耗，提升能量效率；空间域符号的传输可以弥补单射频带来的速率损失，从而获得频谱效率和能量效率的较好折衷。

近些年来，很多新型调制技术层出不穷，例如：广义空间调制，媒介调制，以及元表面调制等等，它们保留了典型空间调制技术的低复杂度和高能量效率的特点，同时可以实现更高的频谱效率。其中，基于媒介调制的海量接入问题成为学术界和工业界的热点。具体而言，媒介调制采用单射频链路，单个发射天线，以及多个低成本低开销的射频镜面。其中，每个射频镜面可以有ON/OFF两种状态，多个射频镜面的不同ON/OFF状态的组合作用于发射天线的发送信号可以产生不同的辐射图样。因此，空间信息可以编码在射频镜面的ON/OFF状态组合上，接收端通过检测不同辐射图样即可解调出空间信息。与典型空间调制不同的是，媒介调制的空间比特数目取决于可以区分的辐射图样的数目，因而有望编码更多的空间比特，从而进一步提高频谱效率。由于媒介调制的上述优越性，基于媒介调制的海量接入作为基于空间调制方案的改进而被广泛研究，涌现了许多基于压缩感知的活跃用户检测和媒介调制数据解调算法。然而，针对上述海量媒介调制设备的上行免授权接入场景，现有方案都是在无信道编码的系统下进行收发端设计，对于有信道编码系统的收发端方案设计亟需进一步研究。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种自适应串行干扰消除的海量媒介调制设备多址接入系统，用以进一步提升有信道编码系统中海量媒介调制设备多址接入的数据解调正确率。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的。