CN109361445A - 一种利用全双工中继的双向非正交多址接入方法 - Google Patents

Abstract

为了解决现有NOMA网络中轮询操作导致时间资源浪费，增加时延，及通信中断的问题，本发明提供一种利用全双工中继的双向非正交多址接入方法，属于信息与通信技术领域。本发明包括：两个需要信息交流的用户D₁和D₂同时向中继发送各自信号，分别为：x₁和x₂；中继同时接收x₁、x₂的叠加信号、环路干扰信号和噪声信号；中继依次检测信号x₁和x₂，根据检测到信号x₁和x₂，向用户D₁和D₂同时发送叠加的非正交多址接入信号；用户D₁和D₂各自接收叠加的非正交多址接入信号；用户D₁检测信号x₂：在检测信号x₂时，D₁需要先检测信号x₁，检测完成后在接收信号中剔除掉信号x₁，再检测信号x₂；用户D₂直接检测信号x₁。

Description

一种利用全双工中继的双向非正交多址接入方法

技术领域

本发明涉及信息与通信技术领域，具体涉及一种用户和中继都采用全双工工作模式的双向通信非正交多址接入方法。

背景技术

目前越来越多的智能设备、快速发展的多媒体应用以及迅速增大的无线数据需求都给现有的无线网络带来了巨大的负担。把希望寄托在了第五代移动通信(the fifthgeneration,5G)上。5G网络预计能够改善数据速率、容量、时延、服务质量(quality ofservice,QoS)等参量。为帮助5G达到这些目标，非正交多址接入(non-orthogonalmultiple access,NOMA)正在发展成5G无线网络的一个关键技术。多个用户工作在相同的时域、频域和码域内，从而这些资源得以更加充分地利用。不同的用户工作在不同的码域上，以保证接收端能够将这些信号拆分开。具体来说，NOMA架构中的接收端通常使用的是串行干扰消除(successive interference cancellation,SIC)技术，从而译码拆分开共同使用相同资源块的用户的信号。

无线中继被认为是扩展服务范围，改善网络整体性能的有效方法。所以配有中继的NOMA系统得到了广泛的关注。这样的系统充分利用了空间分集增益，提升了通信的有效性。除此之外，采用中继甚至可以为原本不可能实现的通信线路提供机会，提升了网络的整体链接个数。比如车联网(vehicular ad hoc network,VANET)中，起到中继作用的路边单元就是这样的例子。又比如被山相隔的两个用户通过卫星传播信号，这时卫星也起到了中继的这个作用。目前本领域的很多研究都采用了半双工(half-duplex,HD)工作模式。采用HD模式会引入轮询操作，导致时间资源浪费，增加时延，甚至通信中断等问题和一些潜在危险。为了进一步充分利用资源，减小时延，改善系统吞吐量等性能参数，在NOMA系统中采用了全双工(full-duplex,FD)的传输模式，而非HD。

FD也是当前5G网络领域的关键技术之一。实现FD通信的最大的障碍就是自干扰。一个用户的发送功率一般来说一定比接收到的来自其它用户的信号功率大得多。那么由于其发送信号导致的自干扰的影响是不能忽视的。这也是一直以来制约FD技术发展的最主要原因。然而，目前随着自干扰抑制(self interference suppression,SIS)技术的不断发展完善，FD模式逐渐得以实现，也受到了越来越多的关注。现有的配有FD中继的NOMA系统除了应用场景和本专利不同外，最大的区别在于它们的FD模式指的仅仅是中继采用FD模式，而对于用户来说仍然是一方收一方发。那么它们就也有HD模式中轮询导致的缺陷，比如时间资源的浪费，吞吐量和频谱利用率的缩减，时延，通信中断，甚至可能导致一些隐藏的危险等等。而且它们还额外受着HD没有的自干扰(self interference,SI)的影响。现有采用了HD模式的NOMA网络会引入轮询操作，导致时间资源浪费，增加时延，甚至通信中断等问题和一些潜在危险。另外，现有的采用了FD模式的NOMA网络仅仅是中继采用FD模式，而对于用户来说仍然是一方收一方发。那么它们就也有HD模式中轮询导致的缺陷，比如时间资源的浪费，吞吐量和频谱利用率的缩减，时延，通信中断，甚至可能导致一些隐藏的危险等等。而且它们还额外受着HD没有的自干扰的影响。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有NOMA网络中轮询操作导致时间资源浪费，增加时延，及通信中断的问题，本发明提供一种利用全双工中继的双向非正交多址接入方法。

本发明的一种利用全双工中继的双向非正交多址接入方法，所述方法包括：

S1、两个需要信息交流的用户D₁和D₂同时向中继发送各自信号，分别为：x₁和x₂；

S2、中继同时接收x₁、x₂的叠加信号、环路干扰信号和噪声信号；

S3、中继依次检测信号x₁和x₂，根据检测到信号x₁和x₂，向用户D₁和D₂同时发送叠加的非正交多址接入信号；

S4、用户D₁和D₂各自接收叠加的非正交多址接入信号；

S5、用户D₁检测信号x₂：

在检测信号x₂时，D₁需要先检测信号x₁，检测完成后在接收信号中剔除掉信号x₁，再检测信号x₂；

S6、用户D₂直接检测信号x₁。

优选的是，所述S3中，叠加的非正交多址接入信号为：

其中τ表示中继处理时延，τ≥1，表示环路干扰信号，P_r表示中继处归一化之后的传输功率，a₁和a₂分别代表叠加的非正交多址接入信号中用户D₁和D₂对应的功率分配系数。

优选的是，所述方法还包括获取D₂的中断概率：

其中，a₂>a₁T₂，R₂代表用户D₂检测信号x₁时的目标速率，a₁和a₂分别代表叠加的非正交多址接入信号中用户D₁和D₂对应的功率分配系数，a₁<a₂，a₁+a₂＝1；

ρ表示不考虑衰落的信噪比，h₁₁、h₁₂、h₂₁和h₂₂分别D₁→中继、中继→D₁、D₂→中继和中继→D₂的信道系数，令随机变量信道功率增益|h₁₁|²、|h₁₂|²、|h₂₁|²和|h₂₂|²服从系数为i∈{11,12,21,22}的指数分布，Ω₁₁＝Ω₁₂＝Ω₁用户D₁和D₂的环路干扰信道系数为 对应的平均功率分别为

优选的是，所述方法还包括获取D₁的中断概率：

其中，

R₁是用户D₁检测信号x₂时的目标速率。

优选的是，用户D₁和D₂的分集阶数均为零。

优选的是，用户D₁和D₂分别在目标速率R₁和R₂的约束下接收信息，则在有时延限制的传输模式下系统吞吐量为：

上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。

本发明的有益效果在于，本发明针对中继和用户都采用全双工工作模式的双向通信网络，给出了一种非正交多址接入方法。本发明的全双工非正交多址接入(full-duplexnon-orthogonal multiple access,FD-NOMA)系统除了中继以外，用户也有同时接收同时发送的能力。本发明的体制中，每个用户同时配有接收和发送天线，以保证更符合实际需求的可靠有效的实时双向通信。从而在解决现有多址接入方法由于轮询操作带来的缺陷的基础上获得了优越的中断概率、吞吐量等性能。而后，深入分析了所提方法的中断性能和吞吐量。利用概率论、信号检测理论、随机信号分析等方法，推导了每一个用户的中断概率和系统吞吐量的闭环表达式。仿真结果证实了所有推导表达式的正确性。并说明了本发明接入方法的中断性能、吞吐量都要优越于两个对比方案，即HD-NOMA和OMA((OrthogonalMultiple Access，正交多址接入)。

附图说明

图1是本发明考虑的系统模型图，Relay表示中继；

图2为分别采用三种接入方法时(本发明方法FD-NOMA和两个对比方法HD-NOMA和OMA)，两个用户D₁和D₂的中断概率和信噪比之间的关系；图中，Sim、Error floor和Exact分别代表仿真值、渐近值和精确值；

图3为不同自干扰系数下三种接入方法的系统性能和信噪比之间的关系。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种利用全双工中继的双向非正交多址接入方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一、以任意一个时间周期k内的通信过程为例进行说明。用户D₁发送希望传输的信号x₁(k)，用户D₂发送希望传输的信号x₂(k)；

步骤二、中继同时接收由用户D₁和D₂发送的信号叠加在一起的信号、环路干扰信号和噪声信号，此时中继接收的信号可表示为：

代表中继处的环路干扰信号。本实施方式引入指示参量δ，δ＝1和δ＝0分别代表采用FD或者HD模式。P_s表示用户处归一化之后的传输功率。n_r(k)表示加性高斯白噪声信号，可以用一个均值为0的高斯变量表示。假设所有的无线链路都是独立的，服从非选择块瑞利衰落，同时受到平均功率为N₀的加性高斯白噪声的干扰。h₁₁、h₂₁分别代表了以下链路的信道系数：D₁→中继、D₂→中继。

步骤三、中继根据SIC的思想依次检测信号x₁和x₂；具体来说，中继首先检测接收功率更大的来自用户D₁的信号。这样一来，在检测的时候就只受到更小功率的干扰的影响了。在检测用户D₁信号的基础上，再检测用户D₂的信号；因而，中继在检测D₁的发送信号x₁时的接收信干噪比为其中，表示不考虑衰落的通常意义上的信噪比；由于本方案采用了FD模式，本实施方式假设自干扰消除技术是非理想的，这样更加符合实际；中继处的环路干扰信道被认作是瑞利衰落信道，系数为对应的平均功率为然后，中继检测D₂发送的信号x₂时的信干噪比为注意，信号x₁和x₂都被归一化为单位功率信号，即数学期望值

步骤四、根据检测获得的信号x₁和x₂，向两个用户同时发送叠加NOMA信号。中继发送的叠加信号为其中τ表示中继处理时延，τ≥1。和环路干扰信号之间满足等式P_r表示中继处归一化之后的传输功率。a₁和a₂代表了用户D₁和D₂对应的功率分配系数。为了两个用户之间的公平性，本实施方式选择的功率分配系数需要满足a₁<a₂，a₁+a₂＝1；

步骤五、两个用户分别接收NOMA叠加信号。令ξ(ξ∈{1,2})为用户指示变量。那么用户D_ξ处的接收信号为其中，是用户D_ξ处的环路干扰信号，仍然是用户D_ξ处的高斯噪声信号。假设所有的无线链路都是独立的，服从非选择块瑞利衰落，同时受到平均功率为N₀的加性高斯白噪声的干扰。h₁₂、h₂₂分别代表了以下链路的信道系数：中继→D₁和中继→D₂。由于本方案采用了FD模式，本实施方式假设自干扰消除技术是非理想的，这样更加符合实际。用户D₁和D₂的环路干扰信道被认作是瑞利衰落信道，系数为 它们对应的平均功率分别为

步骤六、用户D₁利用SIC法，检测自己希望获得的信号x₂。在检测期望信号x₂时，D₁需要先检测信号x₁，因为x₁在叠加NOMA信号x_superi(k)中的功率更大；这个过程的信干噪比为在剔除掉信号x₁后，D₁再检测期望获得的信号x₂，此时的信干噪比为

步骤七、用户D₂检测自己希望获得的信号x₁；用户D₂可以直接检测自己期望获得的信号x₁。信干噪比值为

至此，描述了任意一个时间周期内，本发明的FD-NOMA接入方法的信号传输、接收和检测过程。需要注意的是，用户和中继全程采用全双工的工作模式。

本实施方式考虑的是图1所示的一个由两个用户D₁和D₂和一个专用中继构成的FD-NOMA系统。这样的系统模型是根据车联网建立的。而且，根据上面叙述的真实卫星传输场景，本实施方式认为由于物理遮挡或者传输功率限制覆盖区域现象导致的严重的阴影衰落，两个用户之间没有直接链路。两个用户只能通过专用中继的协助相互通信。为了使得FD传输模式成为可能，避免轮询操作，D₁、D₂和中继都配有一个发送天线和一个接收天线。这也是本实施方式的FD-NOMA方案和现有方案相比最为重要的特点。假设所有的无线链路都是独立的，服从非选择块瑞利衰落，同时受到平均功率为N₀的加性高斯白噪声的干扰。h₁₁、h₁₂、h₂₁和h₂₂分别代表了以下链路的信道系数：D₁→中继、中继→D₁、D₂→中继和中继→D₂。令随机变量(random variable,RV)信道功率增益|h₁₁|²、|h₁₂|²、|h₂₁|²和|h₂₂|²服从系数为(i∈{11,12,21,22})的指数分布。由于本方案采用了FD模式，本实施方式假设自干扰消除技术是非理想的，这样更加符合实际。环路干扰(loop interference,LI)信道被认作是瑞利衰落信道，系数为和它们对应的平均功率分别为和

本实施方式为了便于推导，假设Ω₁₁＝Ω₁₂并用Ω₁表示。这样的假设是有道理的，因为对应的信道|h₁₁|²和|h₁₂|²是同一条信道的正反两个方向，参量相等这一假设是合理的。同理，用Ω₂表示Ω₂₁＝Ω₂₂。ρ表示的是传输信噪比最后是它们分别是全双工用户D₁、D₂和中继处环路干扰信道平均功率。那么同样为了简化推导，令并用Ω_LI表示。

在第k个时间周期内，用户D₁发送信号x₁(k)，用户D₂发送信号x₂(k)。中继同时接收叠加信号、LI信号和噪声信号。那么中继接收的信号可表示为：

中继发送的叠加信号为其中τ表示中继处理时延，τ≥1。为不失一般性，令τ＝1。具体来说，本实施方式假设k≥τ。代表LI信号，满足等式本实施方式引入指示参量δ，δ＝1和δ＝0分别代表采用FD或者HD模式。本发明提出的是FD-NOMA，所以所有和δ＝0时的HD-NOMA有关的叙述都是为仿真实验中的对比做准备。P_s和P_r分别表示用户和中继处归一化之后的传输功率。a₁和a₂代表了用户D₁和D₂对应的功率分配系数。为了两个用户之间的公平性，本实施方式选择的功率分配系数需要满足a₁<a₂，a₁+a₂＝1。n_r(k)表示加性高斯白噪声(additive white Gaussiannoise,AWGN)信号，可以用一个均值为0的高斯变量表示。同理，令ξ(ξ∈{1,2})为用户指示变量_。那么用户D_ξ处的接收信号为其中，是LI信号，仍然是高斯噪声信号。

由于接收端都采用SIC的方法分离NOMA叠加信号，根据SIC的基本思想，中继首先检测接收功率更大的用户D₁的信号。这样一来，在检测的时候就只受到更小功率的干扰的影响了。在检测用户D₁信号的基础上，再检测用户D₂的信号。因而，中继在检测D₁的发送信号x₁时的接收信干噪比(signal to interference and noise ratio,SINR)为其中，表示不考虑衰落的通常意义上的SNR。然后，中继检测D₂的发送信号x₂的SINR为注意，信号x₁和x₂都被归一化为单位功率信号，即在检测期望信号x₂时，D₁需要先检测信号x₁，因为x₁在叠加NOMA信号x_superi(k)中的功率更大。这个过程的SINR为在剔除掉信号x₁后，D₁再检测期望获得的信号x₂，此时的SINR为至于用户D₂，它可以直接检测自己期望获得的信号x₁。SINR值为至此，描述了任意一个时间周期内，本发明的FD-NOMA接入方法的信号传输、接收和检测过程。

下面给出本实施方式接入方法的中断概率性能和吞吐量性能，从而便于和两个对比方案进行对比，证实本实施方式的接入方法性能的优越性。

1)D₂的中断概率：根据NOMA的基本思想和本实施方式给出的所提FD-NOMA接入方法流程，用户D₂处发生中断的补事件是：中继成功检测出了信号x₁，而且用户也成功检测出了x₁。那么D₂的中断概率是

其中，δ＝1。R₂代表用户D2检测信号x₁时的目标速率。下面会给出FD-NOMA方案中D₂的中断概率闭环表达式。

注意：公式(4)成立的前提是a₂>a₁T₂。具体解释一下。本实施方式用J₁表示中继成功检测x₁这一事件发生的概率。因而，用J₂表示D₂成功检测x₁的这一事件发生的概率。即这两个事件相互独立，那么令符号x、y和z分别代表|h₁₁|²、|h₂₁|²和则

再令x和y分别表示|h₂₂|²和那么本实施方式得到关系式

需要注意的是，(6)是在a₂>a₁T₂的前提下推导出的。将(5)和(6)代入就能够获得(4)中的结果了。根据(4)，取δ＝0，那么用户D₂在HD-NOMA方案中获得的中断概率为

其中，是HD传输机制中用户D₂检测x₁时的目标SNR。而且仍然有a₂>a₁φ₂。

2)D₁的中断概率：用户D₁处发生通信中断的补事件是：中继先要检测出x₁，而后要检测出x₂。而且用户D₁也要成功检测出x₁和它期望获得的信号x₂。基于这样的事件描述，用户D₁的中断概率为

其中，δ＝1。R₁是D₁在检测x₂时的目标速率。那么在FD-NOMA方案中用户D₁可以达到的中断概率闭环表达式为

其中，A＝T₂(T₁+1)， 下面简单给出计算过程。定义J为用户D₁发生中断的补事件，可以写为两个独立事件J₁和J₂的乘积。其中，J₁表示中继先检测x₁后检测x₂，而J₂表示用户D₁成功检测x₁和x₂。

J＝J₁J₂ (10)

其中，根据给出的事件定义，

令x、y、z、y₁和z₁分别代表|h₁₁|²、|h₂₁|²、|h₁₂|²和接下来本实施方式先计算J₂。

令那么表达式(13)等价于Pr(y₁>θ_FD(ρz₁+1))。所以进一步计算得

现在关注J₁，

这里J₁和J₂的计算都已经完成了。将(14)和(15)代入(10)，本实施方式就获得了(9)给出的中断概率。根据(9)，将δ＝0代入，就能够获得HD-NOMA方案中用户D₁的中断概率

其中， 表示用户D₁采用HD机制时检测x₂时的目标SNR。

3)分集阶数分析：分集阶数的定义如下。

a)FD-NOMA中D₂的分集阶数：根据(4)的推导结果，当ρ→∞时，利用e^-x≈1-x，用户D₂采用FD-NOMA方案时中断概率的渐进值为(18)。

将(18)代入(17)，有

b)HD-NOMA中D₂的分集阶数：根据(7)的推导结果，用户D₂采用HD-NOMA方案时中断概率的渐进值为

将(19)代入(17)，有

c)FD-NOMA中D₁的分集阶数：根据(9)的推导结果，用户D₁采用FD-NOMA方案时中断概率的渐进值为(20)。

将(20)代入(17)，有

d)HD-NOMA中D₁的分集阶数：根据(16)的推导结果，用户D₁采用HD-NOMA方案时中断概率的渐进值为

将(21)代入(17)，有

4)吞吐量分析：下面计算在有时延限制的传输模式下系统吞吐量的表达式。

a)FD-NOMA：用户D₁和D₂分别需要在目标速率R₁和R₂的约束下接收信息。那么FD-NOMA的系统吞吐量为

其中，和可以分别从(4)和(9)获得。

b)HD-NOMA：和(22)同理，HD-NOMA方案对应的系统吞吐量为

其中，和可以分别从(7)和(16)获得。

最后，通过仿真实验验证在前面推导的各个中断概率和吞吐量的闭环表达式。并且通过实验结果对比，说明本实施方式接入方法的性能比对比算法HD-NOMA和OMA都要优越。OMA的一个完整的通信过程需要在四个时间周期内完成。前两个时间周期中，两个用户分别向中继发送各自信号。后两个时间周期中，中继向两个用户分别发送对应信号。而HD-NOMA的一个完整的通信过程需要在两个时间周期内进行。第一个时间周期中，用户D₁和D₂同时向中继分别发送信号x₁和x₂。第二个时间周期中，中继向用户D₁和D₂广播信号x₁和x₂的叠加NOMA信号。HD-NOMA和OMA系统都不存在自干扰问题。本组仿真实验中，对两个用户之间的距离进行归一化处理，那么有Ω₁₁＝Ω₁₂＝d^-α，Ω₂₁＝Ω₂₂＝(1-d)^-α。其中，d表示归一化后的D₁和中继之间的距离，d＝0.2。α＝4表示路径损耗指数。NOMA叠加信号的功率分配系数是a₁＝0.2，a₂＝0.8。目标速率分别为R₁＝0.4，R₂＝0.5比特每信道(bit per channel use,BPCU)。图2中的FD-NOMA和HD-NOMA精确中断概率是利用(4)、(9)和(7)、(16)计算的。显然，精确值和仿真值能够很好地重合。中断概率的渐近值是通过(18)、(19)和(20)、(21)计算的。这些渐近曲线和相应的精确曲线在高信噪比区域能够紧密贴合在一起。这些现象都说明了上文给出的推导过程和结果的正确性。另外，在本实验中，信噪比小于23dB的时候，本实施方式的发明FD-NOMA方案能够提供的中断性能要好于HD-NOMA和OMA方案。考虑到这样的信噪比区间几乎已经涵盖了所有实际网络场景，因而本实施方式认为本发明具有非常广泛的应用范围。图3中的FD-NOMA吞吐量精确值是利用(22)计算出的。精确值和仿真值完美吻合，说明推导结果是正确的。对比不同自干扰系数下FD-NOMA的吞吐量，发现自干扰系数越大，FD-NOMA吞吐量越小。好在降低自干扰系数是本实施方式通过不断的研究干扰抑制技术可以人为达到的。这个因素对FD-NOMA优越性能的制约会逐渐解除，而所提FD-NOMA方案的优越范围也随之越来越广。最后，发现FD-NOMA的吞吐量在相对低的信噪比区域内大于OMA和HD-NOMA。考虑到现在已经有很多先进的抑制自干扰的方法，实际的自干扰系数要远远小于-20dB，而且实际系统中的信噪比不会很大。因而几乎在所有实际系统中，FD-NOMA方案都是可以获得比HD-NOMA和OMA更大的吞吐量的。

本发明提出的FD-NOMA的这一更低时延不轮询的特质显然更加符合众多实际应用的真实需求。实际系统中，通信中断带来的危害和等待轮询带来的时延都是极力希望避免的。比如车联网场景中车辆的相关信息尤其是关乎安全的信息，无论哪个用户向哪个用户传输，都希望能够在FD模式下高效实时随机进行，而不必在HD模式或者现有FD模式的用户接收轮询过程中等待。因为这样的轮询过程会导致时延和不安全因素。本发明具有以下特点和显著进步：

1、本发明的中断性能和吞吐量都要好于对比方案HD-NOMA和OMA。

2、本发明的接入方案中的中继和用户都采用全双工的工作模式。每一时刻中，信息的传输方向都是双向的。

3、本发明符合真实系统关于可靠性和安全性的要求。在实际的网络中，往往希望可以用全双工模式实时进行信息的传输，不希望存在轮询操作导致时延或者其它不安全因素。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (6)

1.一种利用全双工中继的双向非正交多址接入方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、两个需要信息交流的用户D₁和D₂同时向中继发送各自信号，分别为：x₁和x₂；

S2、中继同时接收x₁、x₂的叠加信号、环路干扰信号和噪声信号；

S3、中继依次检测信号x₁和x₂，根据检测到信号x₁和x₂，向用户D₁和D₂同时发送叠加的非正交多址接入信号；

S4、用户D₁和D₂各自接收叠加的非正交多址接入信号；

S5、用户D₁检测信号x₂：

在检测信号x₂时，D₁需要先检测信号x₁，检测完成后在接收信号中剔除掉信号x₁，再检测信号x₂；

S6、用户D₂直接检测信号x₁。

2.根据权利要求1所述的利用全双工中继的双向非正交多址接入方法，其特征在于，所述S3中，叠加的非正交多址接入信号为：

其中τ表示中继处理时延，τ≥1，表示环路干扰信号，P_r表示中继处归一化之后的传输功率，a₁和a₂分别代表叠加的非正交多址接入信号中用户D₁和D₂对应的功率分配系数。

3.根据权利要求1所述的利用全双工中继的双向非正交多址接入方法，其特征在于，所述方法还包括获取D₂的中断概率：

其中，a₂>a₁T₂，R₂代表用户D₂检测信号x₁时的目标速率，a₁和a₂分别代表叠加的非正交多址接入信号中用户D₁和D₂对应的功率分配系数，a₁<a₂，a₁+a₂＝1；

ρ表示传输信噪比，h₁₁、h₁₂、h₂₁和h₂₂分别D₁→中继、中继→D₁、D₂→中继和中继→D₂的信道系数，令随机变量信道功率增益|h₁₁|²、|h₁₂|²、|h₂₁|²和|h₂₂|²服从系数为i∈{11,12,21,22}的指数分布，Ω₁₁＝Ω₁₂＝Ω₁用户D₁和D₂的环路干扰信道系数为对应的平均功率分别为Ω₂₁＝Ω₂₂＝Ω₂。

4.根据权利要求3所述的利用全双工中继的双向非正交多址接入方法，其特征在于，所述方法还包括获取D₁的中断概率：

其中，A＝T₂(T₁+1)，

R₁是用户D₁检测信号x₂时的目标速率。

5.根据权利要求4所述的利用全双工中继的双向非正交多址接入方法，其特征在于，用户D₁和D₂的分集阶数均为零。

6.根据权利要求5所述的利用全双工中继的双向非正交多址接入方法，其特征在于，用户D₁和D₂分别在目标速率R₁和R₂的约束下接收信息，则在有时延限制的传输模式下系统吞吐量为：