一种基于调制信息的OFDM-NOMA均衡检测方法技术

一种基于调制信息的OFDM

【技术实现步骤摘要】
一种基于调制信息的OFDM
‑
NOMA均衡检测方法


[0001]本专利技术涉及一种OFDM
‑
NOMA均衡检测方法，属于通信


技术介绍

[0002]自5G始，万物互联和多样的业务类型就使得在就资源扩充的同时，也对系统的频带利用率要求越来越高，因此非正交多址应运而生，其优点是可以在资源有限的情况扩大用户连接数，提高资源的复用率。NOMA使多个用户信息叠加一起后在同一个时频资源块内同时传输数据的多址接入技术。虽然非正交多址接入技术的引入带来了有效性的提升，但就可靠性而言，由于其引入了共信道的干扰，其误码性能在AWGN信道下，与OMA比较就有几dB损失，如果考虑衰落信道其可靠性性能就更差了，这使得目前对于非正交来说进入了一个举步维艰的境地，因此需要系统进一步探索提升系统的可靠性的手段，以及探索抗衰落信道手段。

技术实现思路

[0003]本专利技术是为了解决非正交多址接入技术的可靠性能较差的问题。
[0004]一种基于调制信息的OFDM
‑
NOMA均衡检测方法，所述均衡检测方法包括发送端的处理过程，所述发送端的处理过程包括以下步骤：
[0005]步骤一、OFDM
‑
NOMA系统有N
c
个子载波，每个子载波上以功率域NOMA的方式承载两个用户，2N
c
个用户经过调制和功率域NOMA的功率分配后，叠加形成N
c
个数据流；
[0006]步骤二、根据信道增益和大功率用户的调制信息生成预均衡的N
c
个权值，并与N
c
个数据流相乘；
[0007]步骤三、按照OFDM系统把N
c
个数据流映射到N
c
个子载波上，并加上保护间隔，然后发射到信道中。
[0008]进一步地，步骤一所述2N
c
用户经过调制和功率域NOMA的功率分配后叠加形成N
c
个数据流的过程包括以下步骤：
[0009]假设第k子载波上的两个用户的调制符号分别为和其中u1和u2表示共享第k子载波的两个用户，用户u1和用户u2在第k个子载波上的分配功率分别为和第k子载波上的叠加信号S(k)为
[0010][0011]进一步地，所述步骤二的具体过程包括以下步骤：
[0012]将N
c
个子载波分成N
c
/2组，每组里有两个子载波，假定第k子载波和第k'子载波被分在一组；每个组内做基于调制信息的预均衡设计，假设用户u1的被分配的功率大，以子载波上承载的用户u1的调制信息设计预均衡权值，预均衡权值具体设计如下
[0013][0014][0015]其中，W
k
和W
k'
表示预均衡的第k个子载波和第k'个子载波的权值，θ表示星座图旋转角度，e是自然常数，j表示虚数；ε
k,k'
和ε
k',k
指预均衡的可行域划分，ε
k,k'
表示第k个子载波旋转而第k'个子载波不旋转的情况，即W
k
＝e
jθ
,W
k'
＝1；同理，ε
k',k
表示第k'个子载波旋转而第k个子载波不旋转的情况，即W
k
＝1,W
k'
＝e
jθ
。
[0016]优选地，所述指预均衡的可行域划分ε
k,k'
和ε
k',k
如下：
[0017][0018][0019]其中，和用户u1和用户u2在子载波上经历的信道；Pe0(k,k')表示原来OFDM
‑
NOMA的第k个子载波和第k'个子载波总误码率；Pe
k'
‑
T
(k,k')表示为第k'个子载波的调制信息星座图旋转，得到的第k个子载波和第k'个子载波总误码率；Pe
k
‑
T
(k,k')表示为第k个子载波的调制信息星座图旋转，得到的第k个子载波和第k'个子载波总误码率。
[0020]优选地，所述Pe0(k,k')、Pe
k'
‑
T
(k,k')、Pe
k
‑
T
(k,k')分别如下：
[0021][0022][0023][0024]其中，erfc(x)表示互补误差函数；E
b
表示每比特信号能量，N0表示复高斯噪声的方差。
[0025]进一步地，步骤三所述按照OFDM系统把N
c
个数据流映射到N
c
个子载波上并加上保护间隔的过程包括以下步骤：
[0026]经过预均衡设计后，用逆快速傅里叶变换处理信号：
[0027][0028]其中，t是表示离散时间且1≤t≤N
c
；
[0029]在传输之前，插入保护间隔(GI)以避免符号间干扰；然后，OFDM
‑
NOMA符号通过衰落信道传输。
[0030]进一步地，所述均衡检测方法还包括接收端的处理过程，所述接收端的处理过程包括以下步骤：
[0031]步骤四、用户接收端接收信号后，接收机首先进行去保护间隔，然后做N
c
点的快速傅立叶变换得到N
c
个数据流，然后根据信道状态信息做频域均衡；
[0032]步骤五、根据预均衡设计和信道增益对N
c
个数据流做MAP检测得到每个子载波上功率大的用户数据，再根据串行干扰消除算法得到功率小的用户数据。
[0033]进一步地，用户接收端接收的信号如下：
[0034]假设第u个用户和基站之间的信道是一个频率选择性衰落信道，假设共有L条多径，即h
u
＝[h
u,1
,h
u,2
,...,h
u,l
,...,h
u,L
]，则第u个用户接收信号y
u
(t)为
[0035][0036]其中，z
u
(t)是加性高斯白噪声，其方差为N0，并且τ
l
表示第l条径的延时。
[0037]进一步地，步骤四所述做N
c
点的快速傅立叶变换得到N
c
个数据流，然后根据信道状态信息做频域均衡的过程包括以下步骤：
[0038]去除保护间隔后，对接收到的信号y
u
(t)进行快速傅立叶变换，处理信号表示为
[0039][0040]将式(11)代入式(12)中，得出第k子载波承载的用户的接收信号分别为
[0041]Y
u
(k)＝W
k
H
u
(k)S(k)+Z
u
(k),
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于调制信息的OFDM
‑
NOMA均衡检测方法，其特征在于，所述均衡检测方法包括发送端的处理过程，所述发送端的处理过程包括以下步骤：步骤一、OFDM
‑
NOMA系统有N
c
个子载波，每个子载波上以功率域NOMA的方式承载两个用户，2N
c
个用户经过调制和功率域NOMA的功率分配后，叠加形成N
c
个数据流；步骤二、根据信道增益和大功率用户的调制信息生成预均衡的N
c
个权值，并与N
c
个数据流相乘；步骤三、按照OFDM系统把N
c
个数据流映射到N
c
个子载波上，并加上保护间隔，然后发射到信道中。2.根据权利要求1所述的一种基于调制信息的OFDM
‑
NOMA均衡检测方法，其特征在于，步骤一所述2N
c
用户经过调制和功率域NOMA的功率分配后叠加形成N
c
个数据流的过程包括以下步骤：假设第k子载波上的两个用户的调制符号分别为和其中u1和u2表示共享第k子载波的两个用户，用户u1和用户u2在第k个子载波上的分配功率分别为和第k子载波上的叠加信号S(k)为3.根据权利要求2所述的一种基于调制信息的OFDM
‑
NOMA均衡检测方法，其特征在于，所述步骤二的具体过程包括以下步骤：将N
c
个子载波分成N
c
/2组，每组里有两个子载波，假定第k子载波和第k'子载波被分在一组；每个组内做基于调制信息的预均衡设计，假设用户u1的被分配的功率大，以子载波上承载的用户u1的调制信息设计预均衡权值，预均衡权值具体设计如下的调制信息设计预均衡权值，预均衡权值具体设计如下其中，W
k
和W
k'
表示预均衡的第k个子载波和第k'个子载波的权值，θ表示星座图旋转角度，e是自然常数，j表示虚数；ε
k,k'
和ε
k',k
指预均衡的可行域划分，ε
k,k'
表示第k个子载波旋转而第k'个子载波不旋转的情况，即W
k
＝e
jθ
,W
k'
＝1；同理，ε
k',k
表示第k'个子载波旋转而第k个子载波不旋转的情况，即W
k
＝1,W
k'
＝e
jθ
。4.根据权利要求3所述的一种基于调制信息的OFDM
‑
NOMA均衡检测方法，其特征在于，所述指预均衡的可行域划分ε
k,k'
和ε
k',k
如下：
其中，和用户u1和用户u2在子载波上经历的信道；Pe0(k,k')表示原来OFDM
‑
NOMA的第k个子载波和第k'个子载波总误码率；Pe
k'
‑
T
(k,k')表示为第k'个子载波的调制信息星座图旋转，得到的第k个子载波和第k'个子载波总误码率；Pe
k
‑
T
(k,k')表示为第k个子载波的调制信息星座图旋转，得到的第k个子载波和第k'个子载波总误码率。5.根据权利要求4所述的一种基于调制信息的OFDM
‑
NOMA均衡检测方法，其特征在于，所述Pe0(k,k')、Pe...

【专利技术属性】
技术研发人员：于启月，林泓池，刘丽哲，焦利彬，王斌，张春晖，魏萌，魏恒舟，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
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