1.一种实现上行大规模URLLC的无线传输方法,其特征在于,包括以下步骤:
101、将同一小区内的用户根据用户之间的强相关性进行两两分组,且同一组的两个用户的大尺度衰落系数以及所处的小尺度衰落坏境相同,并将两个用户中发射功率较大的用户作为强用户、发射功率较小的用户作为弱用户,任意小组的两个用户首次发送消息均以允许的最大发送功率发送信息;
102、基站接收端采用最小二乘信道估计法估计信道状态信息,并获取基站接收端导频接收信号;
103、将基站接收端导频接收信号使用迫零检测进行干扰消除,并将K组用户中的强用户信息从叠加信息中分离出来,获取强用户的后验信噪比,利用有限块长理论求出强用户的错误概率EP,将强用户的错误概率EP和当前发射功率反馈到发送端;利用有限块长理论求出强用户的错误概率EP的过程包括:其中, 为强用户的可能偏差EP;D为短包传输比特数, 为强用户的后验信噪比; 以及标准正态分布的互补累计分布函数 NCU总的CU的数量,n'=NCU‑n,NCU=BtD,B为信道带宽,tD为传输时延,n为导频信号所占据的可用信道数;
104、使用信道状态信息检测,将得到的强用户信息从总的叠加信息中删除,得到K组用户的弱用户叠加信息,根据迫零检测将每组用户的弱用户信息从叠加信息中分离,获取弱用户的后验信噪比,并利用有限块长理论求出弱用户的错误概率EP,将弱用户的错误概率EP以及当前发射功率反馈到发送端;利用有限块长理论求出弱用户的错误概率EP的过程包括:其中, 为弱用户的错误概率EP;D为短包传输比特数, 为强用户的后验信噪比; 以及标准正态分布的
互补累计分布函数 NCU为总的CU数量,n'=NCU‑n,NCU=BtD,B为信道带宽,tD为传输时延,n为导频信号所占据的可用信道数;
105、发送端根据收到的强用户和弱用户的错误概率EP和当前发射功率,基于黄金分割搜索算法调整弱用户的发送功率,包括以下步骤:初始换黄金分割算法中发射功率的搜索区间[ρa,ρb],搜索步长设置为ρtolerance;令ρ1=ρb‑0.618(ρb‑ρa)、ρ2=ρa+0.618(ρb‑ρa),分别计算在发射功率为ρ1、ρ2时用户的错误概率EP,令判断是否|ρb‑ρa|>ρtolerance,若是则当 时,令ρa=ρ1、ρ1=ρ2、 并令ρ2=ρa+
0.618(ρb‑ρa);计算发射功率为ρ2的错误概率EP,即 并进行下一次迭代;
当 时,令ρb=ρ2、ρ2=ρ1、 并令ρ1=ρb‑0.618(ρb‑ρa);计算发射功率为ρ1的错误概率EP,即 并进行下一次迭代;
若|ρb‑ρa|≤ρtolerance,则输出弱用户的最佳发射功率,若则弱用户的最佳发射
功率为 否则表示为
其中, 表示第k组弱用户的最佳发射功率; 表示向上取整; 表示向下取整;
‑5
106、重复步骤102~105,直到发送端收到的强用户和弱用户的错误概率EP小于10 。
2.根据权利要求1所述的一种实现上行大规模URLLC的无线传输方法,其特征在于,基站接收端导频接收信号表示为:
(p)
其中,Y 表示基站接收端导频接收信号; 为K个组的第i个用户的信道状态信息矩阵,L为基站接收端天线数量,gk,i表示第k分组的用户i的信道状态信息, s表示强用户,w表示弱用户;
表示第k分组中用户i的导频信号,n为导频信号所占据的可用信道数,ρk,i为第k分组中用户i的发送功率; 为加性高斯白噪声。
3.根据权利要求2所述的一种实现上行大规模URLLC的无线传输方法,其特征在于,采用最小二乘信道估计法估计信道状态信息的过程包括:Gi=[g1,i,...,gK,i],
Δk,i=Λk,iIL;
其中,βk,i为第k分组的用户i的大尺度衰落系数; 为估计信道状态信息向量;IL为L×L的单位矩阵;Ξk,i为第k组用户中的用户i与基站处的第l根天线之间的快衰落系数hlk,i的方差; 为均值为0、方差为 的高斯分布,方差表示为
4.根据权利要求1所述的一种实现上行大规模URLLC的无线传输方法,其特征在于,使用迫零检测进行干扰消除,并将K组用户中的强用户信息从叠加信息中分离出来,则第k分组的强用户发送的信息经过基站迫零检测后的信号表示为:其中, 表示第k分组的强用户发送的信息经过基站迫零检测后的信号;
表示第k分组中用户i的导频信号,ρk,i为第k分组中用户i的发送功率, s表示强用户,w表示弱用户; 为第k分组中用户i的均值为0、方差为 的高斯分布,方差表示为n为导频信号所占据的可用信道数,Ξk,i为第k组用户中的用户i与基站处的第l根天线之间的快衰落系数hlk,i的方差,βk,i为第k分组的用户i的大尺度衰落系数; 为加性高斯白噪声; 为第k分组的用户i的估计的信道状态信息向量;[]k表示矩阵的第k行,为用户k发送的信息。
5.根据权利要求1所述的一种实现上行大规模URLLC的无线传输方法,其特征在于,强用户的后验信噪比表示为:
2
ζk,i=||gk,i||;
其中, 表示强用户的后验信噪比; ρk,i为第k分组中用户i的发送功率,s表示强用户,w表示弱用户;n为导频信号所占据的可用信道数;
n为导频信号所占据的可用信道数,βk,i为第k分组的用户i的大尺度衰落系数,Ξk,i为第k组用户中的用户i与基站处的第l根天线之间的快衰落系数hlk,i的方差;gk,i表示第k分组的用户i的信道状态信息。
6.根据权利要求1所述的一种实现上行大规模URLLC的无线传输方法,其特征在于,根据迫零检测将每组用户的弱用户信息从叠加信息中分离,则第k分组的弱用户发送的信息经过基站迫零检测后的信号表示为:其中, 为第k分组的弱用户发送的信息经过基站迫零检测后的信号;
表示第k分组中用户i的导频信号,ρk,i为第k分组中用户i的发送功率, s表示强用户,w表示弱用户; 为第k分组中用户i的均值为0、方差为 的高斯分布,方差表示为n为导频信号所占据的可用信道数,Ξk,i为第k组用户中的用户i与基站处的第l根天线之间的快衰落系数hlk,i的方差,βk,i为第k分组的用户i的大尺度衰落系数; 为加性高斯白噪声; 为第k分组的用户i的估计的信道状态信息向量;[]k表示矩阵的第k行,为用户k发送的信息。
7.根据权利要求1所述的一种实现上行大规模URLLC的无线传输方法,其特征在于,弱用户的后验信噪比表示为:
2
ζk,w=||gk,w||;
其中, 为弱用户的后验信噪比;ρk,i为第k分组中用户i的发送功率;
n为导频信号所占据的可用信道数,βk,i为第k分组的用户i的大尺度衰落系数,Ξk,i为第k组用户中的用户i与基站处的第l根天线之间的快衰落系数hlk,i的方差, s表示强用户,w表示弱用户;gk,i表示第k分组的用户i的信道状态信息。