[发明专利]一种SCMA网络的无线中继部署方法

说明书

本发明公开了SCMA网络的无线中继部署方法，步骤1：建立2跳SCMA网络中继通信模型；步骤2：第一阶段由基站向中继和用户发送数据，第二阶段由接收成功的中继向接收失败的用户发送数据；步骤3：计算用户在两个阶段的平均中断概率Psubgt;s/subgt;；步骤4：通过Psubgt;s/subgt;中含有的中继部署相关的功率分配因子及中继位置因子来求解使得平均中断概率最小化的最优中继部署方法。本方案给出了SCMA网络中的功率分配机制及中继部署机制，可以有效的提高频谱效率，降低用户平均中断概率，根据概率函数求解计算得到了用户的平均中断概率，因此不需要实时的根据信道增益进行计算，具有更低的复杂度，易于部署。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，其具体为一种SCMA网络的无线中继部署 方法。

背景技术

稀疏码多址接入(sparse code multiple access，SCMA)是一种码域的 非正交多址接入技术，最早在2013年提出于Nikopour,H.；Baligh,H.Sparse Code MultipleAccess.In Proceedings of the 2013IEEE 24th Annual International Symposium onPersonal,Indoor,and Mobile Radio Communications(PIMRC),London,UK,8–11September 2013,pp.332–336. 中。相比于正交多址接入(orthogonal multipleaccess,OMA)，SCMA可以 有效的提用户连接数量，缓解无线资源短缺的问题。在城市环境中，由于复 杂的信道环境很难满足未来高可靠通信的需求，而引入无线中继能够利用分集增益提高链路鲁棒性及小区覆盖能力，降低中断概率。可以看出，SCMA和 无线中继都是提升链路利用率的有效技术，因此研究基于SCMA网络的无线中 继部署方案可以结合两者的优势，满足未来大规模链接的高可靠通信需求。

现今对SCMA网络的研究主要集中在码本设计、性能分析及检测算法方面， 而设计具体如何部署中继方面的相关研究文献很少。经检索发现，在文献Y. Zhang,X.Wang,D.Wang,Y.Lan and Y.Zhang,Outage Performance of Relay Sparse Code MultipleAccess Networks,2019IEEE Wireless Communications and Networking Conference(WCNC),2019,pp.1-6中， 作者推导了SCMA网络中应用中继后的平均中断概率，通过数学分析证明了中 继对SCMA网络性能的提升。然而，该文献只是分析了中断性能且假设中继固定，且并没有针对中继部署做出优化。因此，在现有的SCMA相关研究中，几 乎很少有涉及如何进行有效的中继部署，而正交多址接入的中继部署方案又 难以应用至SCMA网络中。

综上所述，现有的OMA中继网络中，用户之间的资源是正交的，同一时 频资源只能为一个用户服务，频谱效率较低。而SCMA中继网络中，用户之间 通过不同的码本实现码域非正交，可有效的提升频谱利用率。因此，研究基 于SCMA的中继部署方案对降低系统中断概率，提升链路可靠性具有现实意义。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于SCMA网络的无线 中继部署方法，以解决未来无线网络部署时的中继位置及功率分配方案。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种SCMA网络的无线中继部署方法，所述部署方法如下：