1.一种用于实现低复杂度高频谱效率的多址序列构造方法,其特征在于,包括以下步骤:
N
步骤S1、每个用户将自身发送数据符号乘以C域的多址序列sk后,将得到的N维符号向量中的每个符号依次分别对应到N个资源块上进行传输,所述用户共有K个,则接收端接收到K个用户在N个资源上的叠加信号;
步骤S2、令S=[s1,…,sk](k=1,...,K),所述S表示由K个多址序列构成的N×K的多址矩阵,所述多址矩阵的每个列向量对应一个多址序列,并且具有归一化的能量M,所述能量M在数值 上与N 相等 ,即 则所 有所述 用户的 和速率 为其中,P为所有用户各自的发射功率pk构成对角矩阵,且P=diag{p1,…,pk}(k=1,...,H
K)其中,S表示S的共轭转置,det()表示取行列式,log()表示对数函数,N0表示噪声功率,IN表示N×N的单位阵;
步骤S3、令spa(S)表示S的稀疏度,定义为多址矩阵S所有非零元素的个数,表达式如下:
其中,||sk||0表示向量sk的l0范数;
步骤S4、判断所有用户各自的发射功率pk是否相等,若相等,且K≥2N或 L∈+
N时,则转至步骤S5,若不相等,则转至步骤S6;
步骤S5、根据稀疏度spa(S)最优值,构造多址矩阵S,且S是由a个分块矩阵构成的对角阵diag{B1,...,Ba},其中,分块矩阵Bj,j=1,...,a是 维多址矩阵;
步骤S6、构造多址序列 其中, 是各设备的发送功率之和,V是S的变换矩阵。
2.根据权利要求1所述的一种用于实现低复杂度高频谱效率的多址序列构造方法,其特征在于,步骤S1中,所述资源块指正交划分的无线资源,采用子载波、频段或时隙。
3.根据权利要求1所述的一种用于实现低复杂度高频谱效率的多址序列构造方法,其特征在于,所述步骤S2中,采用AWGN信道,N个资源块上的接收信号向量为其中, 表示高斯白噪声向量,xk为发送数据符号,C表示复数,表示高斯分布。
4.根据权利要求1所述的一种用于实现低复杂度高频谱效率的多址序列构造方法,其特征在于,所述步骤S5,具体为:步骤a)初始化步骤S4的多址矩阵S,令k=1,S=0,对任意n=1,…,N,令步骤b)对n从1到N,依次执行;
步骤c)若λn<1,令
其中,参数θ1,θ2,θ3∈[0,2π],en是单位矩阵IN的第n个列向量;
列计数k=k+2,第n+1行待分配的模平方λn+1=λn+1‑(2‑λn),第n行构造完成令λn=0;
若λn≥1,令
列计数k=k+1,第n行待分配的模平方λn=λn‑1;
步骤d)判断是否λn=0,若是,则返回步骤b),若不是,则返回步骤c);
步骤e)令α=gcd(K,N)表示K和N的最大公约数,按步骤a)至步骤d)构造的稀疏度spa(S)最优值为K+2(N‑a),当K和N不互质时,多址矩阵S为由a个分块矩阵构成的对角阵diag{B1,...,Ba}。
5.根据权利要求1所述的用于实现低复杂度高频谱效率的多址序列构造方法,其特征在于,所述步骤S6,具体为:步骤1)定义S的变换矩阵 记V的 K个列向量的模平方为步骤2)初始化所述步骤1)的变换矩阵,列计数k=1,V=0,第n行的模平方第k列的模平方
步骤3)对n从1到N,依次执行;
步骤4)若λn<bk且2λn=bk+bk+1令第k列 第k+1列 其中参数θ1,θ2,θ3∈[0,2π],en是单位矩阵IN的第n个列向量;
步骤5)若λn<bk且2λn≠bk+bk+1令第k列第k+1列
其中,参数θ1,θ2,θ3∈[0,2π];
步骤6)列计数k=k+2,第n+1行待分配的模平方λn+1=λn+1‑(bk+bk+1‑λn),第n行构造完成令λn=0;
步骤7)若λn≥bk,令第k列 其中,参数θk∈[0,2π],第n行待分配的模平方λn=λn‑1,列计数k=k+1;
步骤8)若λn=0,返回步骤2),否则返回步骤3);
步骤9)得到多址序列
6.根据权利要求1所述的用于实现低复杂度高频谱效率的多址序列构造方法,其特征在于,步骤S1中,所述接收端为采用智能手机的 接收端。