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专利号: 2023110000350
申请人: 江南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种启用环境反向散射通信的非正交多址接入传输方法,其特征在于,包括:构建基于环境反向散射通信的多用户非正交多址传输系统,包括基站、反向散射设备BD与多个NOMA用户;

所述基站在同一个资源块上叠加所有NOMA用户的用户信息,生成叠加信息,通过直连链路广播至所述反向散射设备与所有NOMA用户;并根据基站与每个NOMA用户及反向散射设备的信道距离,为每个NOMA用户分配功率分配因子及用户译码阈值,为反向散射设备分配BD译码阈值;

所述反向散射设备将其携带的BD自身信息,通过反向散射链路传输至所有NOMA用户;

在每个NOMA用户中,基于接收到的叠加信息与BD自身信息,获取译码后的所述叠加信息中所有用户信息的多个信干噪比,以及译码后的所述BD自身信息的信噪比;

利用连续干扰消除技术,按照信干噪比由大到小的顺序,依次与由大到小排序的用户译码阈值比较,以便依次对叠加信息中的所有用户信息进行识别,并消除识别出的用户信息,直至消除至剩余一个用户信息,完成对所有用户信息所属NOMA用户的区分,以便获取每个NOMA用户对应的用户信息;

将译码后的剩余一个用户信息的信干噪比及译码后的所述BD自身信息的信噪比,与BD译码阈值比较,区分出BD自身信息,以便获取反向散射设备的BD自身信息,完成每个NOMA用户上的信息传输。

2.根据权利要求1所述的启用环境反向散射通信的非正交多址接入传输方法,其特征在于,所述直连链路与所述反向散射链路均为准静态信道,均受到路径损耗和独立同分布的块瑞利衰落的影响;

所述直连链路系数hi满足复高斯分布,表示为:

所述反向散射链路系数gi满足复高斯分布,表示为:

‑υ

其中,Ω为指数路径损耗,表示为Ω=d ,d与υ分别表示距离损耗指数与路径损耗指数;i表示第i个NOMA用户Mi和第i个反向散射设备BD,I表示基于环境反向散射通信的多用户非正交多址传输系统中的NOMA用户总个数。

3.根据权利要求1所述的启用环境反向散射通信的非正交多址接入传输方法,其特征

2 2 2

在于,令所述直连链路的信道增益满足|h1|≥|h2|≥…≥|hI|,则多条直连链路对应的多个NOMA用户的功率分配因子满足:α1+α2+…+αI=1且0<α1<α2<…<αI<1;

其中,hi表示第i个NOMA用户Mi与基站的直连链路系数,αi表示第i个NOMA用户Mi的功率分配因子,i∈{1,2,…,I},I表示基于环境反向散射通信的多用户非正交多址传输系统中的NOMA用户总个数。

4.根据权利要求3所述的启用环境反向散射通信的非正交多址接入传输方法,其特征在于,所述根据基站与每个NOMA用户及反向散射设备的信道距离,为每个NOMA用户分配功率分配因子,包括:多个NOMA用户的功率Ri分配均满足:

2

Ri(1+γi,i)≥0.5log2(1+ρ|hi|),i∈{1,2,…,I};

每个NOMA用户的功率分配因子,满足:

计算每个NOMA用户Mi到反向散射设备的距离di,以及所有NOMA用户的di之和D;

计算每个NOMA用户Mi到反向散射设备的距离di与D的比例,作为每个NOMA用户Mi的功率分配因子αi;

其中,γi,i表示第i个NOMA用户Mi译码后的NOMA用户自身信息的信干噪比;hi表示第i个

2 2

NOMA用户Mi与基站的直连链路系数,基站发射信噪比ρ=Ps/σ,Ps表示基站发射功率,σ表示噪声功率。

5.根据权利要求4所述的启用环境反向散射通信的非正交多址接入传输方法,其特征在于,当NOMA用户个数I=3时,每个NOMA用户的功率分配因子的生成包括:若α3<0.5,则计算NOMA用户M3的功率分配因子α3,表示为:α3=α3+0.05·count·(α1+α2),count表示计算的α3<0.5的次数,直至α3≥0.5,输出当前α3作为NOMA用户M3的功率分配因子;

将Δα1=0.2·(α1‑0.05·count·α1)分配给NOMA用户M2的功率分配因子α2,表示为:α2=α2‑0.05·count·α2+Δα1;

NOMA用户M1的功率分配因子α1,表示为:

α1=0.8·(α1‑0.05·count·α1);

其中,0.05表示预设步长,Δα1表示令α1<α2的增量。

6.根据权利要求4所述的启用环境反向散射通信的非正交多址接入传输方法,其特征在于,所述叠加信息表示为:其中,x1(t),x2(t)和xI(t)分别表示在基站的第t个资源块上,NOMA用户M1,NOMA用户M2和NOMA用户MI的用户信息;所述用户信息为归一化的单位功率信号,表示为:α1,α2和αI分别代表NOMA用户M1,NOMA用户M2和NOMA用户MI分割基站发射功率的功率分配因子。

7.根据权利要求6所述的启用环境反向散射通信的非正交多址接入传输方法,其特征在于,每个NOMA用户处接收到的叠加信息与BD自身信息表示为:其中,hi表示第i个NOMA用户Mi与基站的直连链路系数,x(t)表示叠加信息,hBD表示反向散射设备BD与基站的直连链路的系数,gi表示反向散射链路系数;反向散射设备的BD自身信息c(t)归一化以后满足 η是反向散射执行效率,0<η≤1;β是反向散射功率分割百分比,β∈[0,1];ni(t)表示第i个NOMA用户Mi处的加性高斯白噪声,服从ni(t)~CN2

(0,σ),i∈{1,2,…,I}。

8.根据权利要求7所述的启用环境反向散射通信的非正交多址接入传输方法,其特征在于,所述在每个NOMA用户中,基于接收到的叠加信息与BD自身信息,获取译码后的所述叠加信息中所有用户信息的多个信干噪比,包括:在第i个NOMA用户Mi中,获取译码后的所述叠加信息中所有用户信息的信干噪比,包括:获取译码后的NOMA用户自身用户信息的信干噪比以及获取译码后的其余用户信息的信干噪比,所述译码后的第i个NOMA用户Mi的用户信息的信干噪比,表示为:其中,γi,i表示第i个NOMA用户Mi译码后的NOMA用户自身信息的信干噪比;αi表示第i个2

NOMA用户Mi的功率分配因子;基站发射信噪比ρ=Ps/σ,Ps表示基站发射功率;η表示反向散射执行效率,0<η≤1;β表示反向散射功率分割百分比,β∈[0,1];hi表示第i个NOMA用户Mi与基站的直连链路系数,hBD表示反向散射设备BD与基站的直连链路的系数,gi表示第i个NOMA用户Mi与反向散射设备的反向散射链路系数。

9.根据权利要求8所述的启用环境反向散射通信的非正交多址接入传输方法,其特征在于,所述译码后的所述BD自身信息的信噪比,表示为:

2 2

γi,BD=ηβρ|gi||hBD|;

其中,γi,BD表示第i个NOMA用户Mi译码后的BD自身信息的信噪比;η表示反向散射执行2

效率,0<η≤1;β表示反向散射功率分割百分比,β∈[0,1];基站发射信噪比ρ=Ps/σ,Ps表示基站发射功率;gi表示第i个NOMA用户Mi与反向散射设备的反向散射链路系数,hBD表示反向散射设备BD与基站的直连链路的系数。

10.根据权利要求1所述的启用环境反向散射通信的非正交多址接入传输方法,其特征在于,所述连续干扰消除技术包括破零均衡串行干扰消除与最小均方误差串行干扰消除。