一种通过非正交多址实现广播通信业务的叠加传输方法技术

本发明专利技术提出的一种通过非正交多址实现广播通信业务的叠加传输方法，属于无线通信领域。该方法首先对广播数据和通信数据的发送功率进行优化，优化方法采用全搜索功率分配方法，并确定功率分配因子；通过非正交多址技术将广播数据和通信数据在同一时频资源上进行叠加后得到混合数据并发送；用户接收到混合数据之后，通过连续干扰消除技术来检测并区分广播数据和通信数据。本方法可以提供更高的频谱效率并提升系统接入用户能力及系统吞吐量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线通信领域，特别涉及一种通过非正交多址实现广播通信业务的叠加传输方法。。
技术介绍
进入2015年后，全球信息技术持续迅猛发展，各行各业都被移动互联网的蓬勃发展影响，无论是高新科技行业还是传统工农渔牧行业，都面临着自身主动拥抱信息化或者被动接受信息化的抉择。专用宽带无线接入(Broadband Wireless Access System，BWA)系统是为了满足行业应用的复杂环境无线覆盖、连接数和接通率保障、语音/视频服务质量需求、优先级保障等一系列行业特性需求，在行业被许可或非授权的频带内，一般是较低中心频点4MHz以内传输带宽，针对性设计部署的一种无线通信网络。其需求大大超出了通信、互联网的范畴，甚至不只局限于武警、公安、消防等职能部门，而是渗透到了民航、矿业、船运、物流、餐饮等日常生活息息相关的行业，一时间，各行各业都迫切急需符合本行业个性化需求的专用宽带无线接入系统。但是，直到2015年，国内4G网络运营1年多来，现有的无线网络的建设还远远达不到按照行业用户个性化需求定制的水平，很多行业依然没有建立专用通信网络或者虚拟专网的具体规划，可能会被动地选择采用公网资源接入，在可管可控、安全性和针对性方面存在先天的缺陷；有些行业虽然由于其特殊性和关键性获得了国家批准的特许无线通信频段，但仍处于模拟通信向数字通信转型、窄带通信产品占领大部分市场、省级部门间互联互通仍存在大量障碍的初级阶段；还有些行业在专用通信系统方面采取了大量的尝试，分别按照欧美国家标准采购设备组网应用，也在核心知识产权和标准化方面迈出了探索的脚步，但由于该行业工程人员对无线通信技术的理解研究与世界领先水平还有差距，难以从本质上解决无线通信覆盖/频谱效率提升和灵活高效组网的问题。伴随着公网宽带移动通信技术迈入了5G研究时代，物理层和网络层的新概念新技术层出不穷，针对丰富的新型应用和多种典型应用场景，众多国际领先的通信企业和研究机构提出了全新定义的空口和全新定义的网络架构，在无线技术的创新突破方面呈现百家争鸣之势。着眼于区域性和行业性应用的专用宽带无线接入系统，可以吸取先进无线通信技术理念和方法，以新技术试验平台的方式尽快地应用前沿新技术方案，并以更快的速度把超前体验带给专业用户。目前，广播数据和通信数据是通过正交多址实现传输的，也就是广播数据和通信数据占有不同的时频资源，接收端可以通过不同的频率和不同时隙来区分广播数据和通信数据。现有技术虽然也能实现广播通信业务的传输，但是通过正交多址实现的广播通信业务传输，限制了用户的接入数目，会使频谱效率低以及系统吞吐量低。非正交多址(Non-Orthogonal Multiple Access，NOMA)技术将不同的信号在相同的时频资源上进行叠加，因此接收端不能通过频率和时隙来区分广播数据和通信数据，接收端则需要使用相应的解调技术如连续干扰消除(Successive Interference Cancellation，SIC)，来对接收到的混合数据进行解调。连续干扰消除技术是在解调混合数据的时候，首先解调出功率较大的数据，然后在原始混合数据中消去解调出来的数据，减少对剩下未解调数据的干扰。然后继续对剩下的数据进行SIC解调，直到所有的数据都被解调出来。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种通过非正交多址实现广播通信业务的叠加传输方法。本专利技术可以提供更高的频谱效率并提升系统接入用户能力及系统吞吐量。本专利技术提出的一种通过非正交多址实现广播通信业务的叠加传输方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)基站的功率控制器对广播数据和通信数据的发送功率进行优化，优化方法采用全搜索功率分配方法，并确定功率分配因子；(2)通过非正交多址技术将广播数据和通信数据在同一时频资源上进行叠加后得到混合数据并发送；广播数据和通信数据的发送功率由步骤(1)确定的功率分配因子决定；(3)用户接收到步骤(2)发送的混合数据之后，通过连续干扰消除技术来检测并区分广播数据和通信数据；用户首先解调混合数据中功率较大的广播数据或者通信数据，然后使用连续干扰消除技术将解调出来的数据在原始数据中进行消除，最后对剩下的未解调数据进行解调，获得功率较小的广播数据或者通信数据，直到所有的数据都被解调出来。本专利技术的特点及有益效果是：1NOMA将基站发出的不同数据在相同的时频域资源上进行叠加，可以提供更高的频谱效率并提升系统接入用户能力及系统吞吐量，在终端采用先进接收机算法进行解调。2NOMA能在上行与下行方向上都趋向多用户的容量界限。基于NOMA技术可以将多个基站数据进行时频域的叠加后发送，并利用SIC接收机，利用多用户信道的特性进行迭代解调，从而在接收端还原发送的数据，发送的数据可以是不同用户的通信数据，也可以是广播数据和通信数据组成的混合数据。附图说明图1本专利技术的通过非正交多址实现广播通信业务的叠加传输方法的流程框图。具体实施方式本专利技术提出的一种通过非正交多址实现广播通信业务的叠加传输方法，下面结合附图和具体实施例进一步详细说明如下。本专利技术提出的一种通过非正交多址实现广播通信业务的叠加传输方法，流程框图如图1所示，具体包括步骤如下：(1)基站的功率控制器对广播数据和通信数据的发送功率进行优化，本专利技术采用全搜索功率分配方法确定功率分配因子；本专利技术方法采用全搜索功率分配方法，该分配方法给定一个最初的功率分配因子的取值，然后根据步长调节功率分配因子，直到得到使得两种数据能够最好传输的最优的功率分配因子。本专利技术的一个实施例中，令广播数据的初始功率分配因子为0.1，即基站发送广播数据的功率占总功率的0.1，通信数据的初始功率分配因子为0.9，即基站发送通信数据的功率占总功率的0.9；根据步长调节功率分配因子，令步长为0.05，即每次调节，广播数据的功率分配因子增加0.05，通信数据的功率分配因子减小0.05，直到得到使得两种数据能够最好传输的最优的功率分配因子。优化的功率分配可以提高系统吞吐量，采用不同的功率分配结果可能得到不同的系统吞吐量甚至影响用户的公平性。(2)通过NOMA技术将广播数据和通信数据在同一时频资源上进行叠加后得到混合数据并发送；在非正交多址广播通信系统中，协作传输的广播数据和通信数据在相同的频域、相同的时域上直接相加；广播数据和通信数据的发送功率由步骤(1)确定的功率分配因子决定。(3)用户接收到步骤(2)发送的混合数据之后，通过连续干扰消除SIC技术来检测并区分广播数据和通信数据；用户首先解调混合数据中功率较大的广播数据或者通信数据，然后使用SIC技术将解调出来的数据在原始数据中进行消除，最后对剩下的未解调数据进行解调，获得功率较小的广播数据或者通信数据，直到所有的数据都被解调出来。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过非正交多址实现广播通信业务的叠加传输方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：(1)基站的功率控制器对广播数据和通信数据的发送功率进行优化，优化方法采用全搜索功率分配方法，并确定功率分配因子；(2)通过非正交多址技术将广播数据和通信数据在同一时频资源上进行叠加后得到混合数据并发送；广播数据和通信数据的发送功率由步骤(1)确定的功率分配因子决定；(3)用户接收到步骤(2)发送的混合数据之后，通过连续干扰消除技术来检测并区分广播数据和通信数据；用户首先解调混合数据中功率较大的广播数据或者通信数据，然后使用连续干扰消除技术将解调出来的数据在原始数据中进行消除，最后对剩下的未解调数据进行解调，获得功率较小的广播数据或者通信数据，直到所有的数据都被解调出来。

【技术特征摘要】
1.一种通过非正交多址实现广播通信业务的叠加传输方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：(1)基站的功率控制器对广播数据和通信数据的发送功率进行优化，优化方法采用全搜索功率分配方法，并确定功率分配因子；(2)通过非正交多址技术将广播数据和通信数据在同一时频资源上进行叠加后得到混合数据并发送；广播数据和通信数据的发送功率由步骤(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾捷，粟欣，张琪，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11