CN111510259B - 一种基于超可靠低时延通信和noma技术的新型重传方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于超可靠低时延通信和NOMA技术的新型重传方法，涉及通信重传研究技术领域，本发明的数据包无法成功解码时发生中断，通过反馈得知需要对解码失败的数据包进行重传，于是再次发送，本发明借助NOMA的思想，充分利用NOMA的优势；当两个用户的数据包都译码失败了，那么两个用户的数据包重新叠加传输；当两个用户中的一个数据包传输失败、另一个数据包成功时，那么就将失败的数据包与成功的数据包进行叠加编码成新的数据包后传输；当两个用户数据包均解码成功，就无需重传，那么就继续传输下一时隙的数据包；针对接收端处解码失败的信息，重传一定次数后必然可以在接收端处成功解码，并且系统吞吐量有显著的提升，效率更高。

Description

一种基于超可靠低时延通信和NOMA技术的新型重传方法

技术领域

本发明涉及通信重传研究技术领域，尤其涉及一种基于超可靠低时延通信和NOMA技术的新型重传方法。

背景技术

超可靠低时延通信(URLLC)已经被ITU定义为实现5G的一种代表性服务场景。是5G系统中最具吸引力，最具挑战的新技术。在《Scenarios for 5G mobile and wirelesscommunications:The vision of the METIS project》中，作者根据ITU的定义，URLLC的应用将非常广泛，比如工业自动化，健康安全或智能交通等多种智能通讯领域，高科技领域需要确保通讯传输时限1ms内要达到99.9999％的可靠性。尽管较低的可靠性并不一定会导致代价高昂的故障，但必然需要另外为其附加安全保护等措施，否则，就会导致更频繁的违反安全要求的状况发生。同时，必须由操作人员来解决，这便会造成大量的停机时间。而支持URLLC场景的其中之一有效且合理的技术就是重传。而由于URLLC场景中的传输时间间隔的缩短，子载波间隔的增加以及处理时间的减少，更加使得少量次数重传的可行。

因此，人们开始研究相关的重传技术，较为著名的比如：固定重传、盲重传方案以及混合自动重传方案(HARQ)等。例如在文献《A Blind Retransmission Scheme forUltra-Reliable and Low Latency Communications》中，作者研究了不需要根据控制误码率，同时也不需要反馈，从而减少了额外延迟的一种盲重传技术。在文献《The evolutionof WCDMA towards higher speed downlink packet data access》中也证明了第三代通信当中高速数据包的访问也已经引入了HARQ重传方案。

但是，现有的技术方案仍然存在着一些不足，对于要求可靠性的同时，还要保证延迟处于可接受范围的一些通信场景来说，传统的重传方案将无法胜任，其原因是重传在很大程度上将会耗尽系统的容量，而重传所需的反馈也会带来一定的损耗。当接收端的信号因为重传而不断接近于成功解码，再一次的全重传很大概率上造成资源上的浪费，最直观且简单的方法是发送一个包含足够冗余的短数据包，但是，在实际中并不容易实现，并且需要动态的改变数据包大小，这与传统的通信系统需要固定大小的数据包又产生了冲突，因此传统的重传方式的效率较低，无法应对URLLC场景中的性能需求。

并且，随着科技的进步，对通信场景的时延和可靠性要求不断地提高，尤其是URLLC这种场景，所需要的可靠性和时延都极为严格，因此需要一种更加高效的重传技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于超可靠低时延通信和NOMA技术的新型重传方法，针对接收端处解码失败的信息，重传一定次数后必然可以在接收端处成功解码，并且系统信道容量有显著的提升，效率更高。

本发明采用的技术方案为：

一种基于超可靠低时延通信和NOMA技术的新型重传方法，其特征在于：包括以下步骤：

A：当用户对数据包传输解码失败时，需要进行重传；假设数据包是两个用户数据的叠加信号，而非独立信号，接收端发送来的反馈信息存在三种情形，情形一：两个用户的数据包均解码失败；情形二：其中一个用户的数据包解码失败；情形三：两用户的数据包均解码成功；

B：假设传输信道是平坦衰落信道，考虑有限码长所带来的干扰，有限码长的信道容量为：

其中C_b表示有限码长的信道容量，Γ表示用户的信噪比，V(Γ)表示估计信道的训练序列导致的随机性误差，与信噪比相关，服从一个正态分布

表示实时信噪比，n_d表示传输数据包的码长，U_B是与信噪比无关的一个服从N～(0,1)分布的随机变量；

C：根据接收端发送来的反馈信息进行情形判定，

若为情形一：两个用户的数据包均解码失败；

那么两个用户均需要进行重传，先暂停当前时隙数据包的传输，将上一时隙已经处理好的数据包重新传输一遍给两个用户即可；

在传输的过程中，针对系统信道容量角度分析，以两用户情形一重传一次为例，信道容量为：

其中C_bN-C表示有限码长的信道容量；

利用传统的重传方式，即OMA方式，进行系统信道容量计算公式为：

其中

表示用户1的传输码长，

是用户2的传输码长；

假设使用传统OMA方式传输时，两个用户码长相等，那么

式(3)的第一项和第二项系数则变为B/2，而第三项由于码长影响变为了4倍，开方后两倍与带宽的减半相乘后仍为1，因此与式(2)第三项的值相等，将式(2)第一项拆分，使其变为系数为B/2的两项，与式(3)两项分别比较，可得，利用公式(2)得出的系统信道容量值大于公式(3)所求得的值，即式2)传输方式优于OMA方式；

若为情形二：其中一个用户的数据包解码失败；

那么，有一个用户成功解码了，使用成功解码用户的当前时隙需要传输的数据包与失败用户上一时隙传输的数据包进行叠加，编码成为一个新的数据包，再传输给两个用户即可；

在传输的过程中，针对系统信道容量角度分析，将解码失败的数据包与解码成功的数据包叠加进行传输，重传一次为例，信道容量为：

利用传统的重传方式，即OMA方式，进行系统信道容量计算公式为：

将式(4)与式(5)进行比较，发现式(4)得出的信道容量值相较于传统的重传方式得出的值大，系统信道容量在对数部分多出了成功解码的用户的信噪比，因此，在这种情况下，式(4)传输方式优于OMA方式；

若为情形三：两用户的数据包均解码成功；将二用户的当前时隙所需传输的数据包进行叠加编码成为新的数据包发送给两用户即可。

步骤C中，针对情形一，为了成功解码失败用户而进行的重传，进一步的分析信道容量增益是否可以弥补解码成功率降低的增益；以一次重传为例，假设失败概率为ε；

只有解码成功的数据包才算作有效信息，解码失败时传输的数据包我们认定为0，那么将式(2)和式(3)分别乘上对应的解码成功概率再相减，其中由估计误差引起的随机性容量损失与传输的数据包相比很小，因此进行忽略，即式(3)和式(2)第三项的差值；

求其信息增益的期望为：

其中，ε_OMA表示使用OMA方式进行重传时的解码失败的概率；ε_NOMA表示使用NOMA方式进行重传时的失败概率；

解码时，NOMA方式重传用户的解码使用串行干扰消除进行解码，会将其他用户的信息当作是干扰来进行分离，而OMA方式重传用户并不会受到另一个用户信号的干扰，因此根据经验假设ε_OMA＜ε_NOMA＜1，虽然受到干扰，但是NOMA用户和OMA用户失败率较为接近；因此，假设|ε_NOMA-ε_OMA|≤0.15，相同的带宽系数进行同比相消，但是，由于信噪比在10db以上，因此被减数的乘积结果比减数的乘积结果大，相对于OMA用户要大，因此增益期望依然大于0，所以，NOMA用户的性能比OMA用户传输更加高效。

步骤C中，针对情形二，考虑对于重传用户的失败率所带来的影响，以一次重传为例，假设失败概率为ε；求其信息增益的期望为：

假设ε_OMA＜ε_NOMA＜1且|ε_NOMA-ε_OMA|≤0.15，而信噪比在10db以上，观察公式(7)可知，将-(ε_NOMA-ε_OMA)放入对数函数中成为底数的幂，根据指数函数的性质知道，-(ε_NOMA-ε_OMA)越接近于0，

越接近于1，不管(1+Γ₁)多大，

都接近于1，因此，期望信道容量的增益依然大于0，NOMA用户的性能比OMA用户传输更加高效。

本发明的数据包无法成功解码时发生中断，通过反馈得知需要对解码失败的数据包进行重传，于是再次发送，本发明借助NOMA的思想，让用户解码失败的数据包与另一个用户成功传输后的下一时隙的数据包相结合，将这样的信号进行重传，充分利用NOMA的优势。当两个用户的数据包都译码失败了，那么两个用户的数据包重新叠加传输；当两个用户中的一个数据包传输失败、另一个数据包成功时，那么就将失败的数据包与成功的数据包进行叠加编码成新的数据包后传输；当两个用户数据包均解码成功，就无需重传，那么就继续传输下一时隙的数据包。

本发明的优点在于：

(1)由于有限码长和估计信道状态等原因所造成的影响，导致接收端处解码失败，而重传一定次数后必然可以在接收端处成功解码。

(2)相较于传统的重传方案，本文中的重传方案要更加的高效，系统信道容量有显著的提升。

附图说明

图1为本发明的数据包传输情形示意图；

图2为传统方式的数据包传输情形示意图；

图3为情形一不同信噪比下的传输速率的仿真结果；

图4为情形一不同信噪比下的期望增益的仿真结果；

图5为情形二不同信噪比下的传输速率的仿真结果；

图6为情形二不同信噪比下的期望增益的仿真结果；

图7为马尔可夫链模型示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括以下步骤：

A：当用户对数据包传输解码失败时，需要进行重传；假设数据包是两个用户数据的叠加信号，而非独立信号，接收端发送来的反馈信息存在三种情形，情形一：两个用户的数据包均解码失败；情形二：其中一个用户的数据包解码失败；情形三：两用户的数据包均解码成功；

B：假设传输信道是平坦衰落信道，考虑有限码长所带来的干扰，有限码长的信道容量为：

其中C_b表示有限码长的信道容量，Γ表示用户的信噪比，V(Γ)表示估计信道的训练序列导致的随机性误差，与信噪比相关，服从一个正态分布

表示实时信噪比，n_d表示传输数据包的码长，U_B是与信噪比无关的一个服从N～(0,1)分布的随机变量；

C：根据接收端发送来的反馈信息进行情形判定，

若为情形一：两个用户的数据包均解码失败；

那么两个用户均需要进行重传，先暂停当前时隙数据包的传输，将上一时隙已经处理好的数据包重新传输一遍给两个用户即可；

在传输的过程中，针对系统信道容量角度分析，以两用户情形一重传一次为例，信道容量为：

其中C_bN-C表示有限码长的信道容量；

利用传统的重传方式，即OMA方式，进行系统信道容量计算公式为：

其中

表示用户1的传输码长，

是用户2的传输码长；

假设使用传统OMA方式传输时，两个用户码长相等，那么

式(3)的第一项和第二项系数则变为B/2，而第三项由于码长影响变为了4倍，开方后两倍与带宽的减半相乘后仍为1，因此与式(2)第三项的值相等，将式(2)第一项拆分，使其变为系数为B/2的两项，与式(3)两项分别比较，可得，利用公式(2)得出的系统信道容量值大于公式(3)所求得的值，即式(3)传输方式优于OMA方式；

针对情形一，为了成功解码失败用户而进行的重传，进一步的分析信道容量增益是否可以弥补解码成功率降低的增益；以一次重传为例，假设失败概率为ε；

只有解码成功的数据包才算作有效信息，解码失败时传输的数据包我们认定为0，那么将式(2)和式(3)分别乘上对应的解码成功概率再相减，其中由估计误差引起的随机性容量损失与传输的数据包相比很小，因此进行忽略，即式(3)和式(2)第三项的差值；

求其信息增益的期望为：

其中，ε_OMA表示使用OMA方式进行重传时的解码失败的概率；ε_NOMA表示使用NOMA方式进行重传时的失败概率；

解码时，NOMA方式重传用户的解码使用串行干扰消除进行解码，会将其他用户的信息当作是干扰来进行分离，而OMA方式重传用户并不会受到另一个用户信号的干扰，因此根据经验假设ε_OMA＜ε_NOMA＜1，虽然受到干扰，

但是NOMA用户和OMA用户失败率较为接近；因此，假设|ε_NOMA-ε_OMA|≤0.15，相同的带宽系数进行同比相消，但是，由于信噪比一般在10db以上，因此乘数比较大，相对于OMA用户要大上许多，因此增益期望依然大于0，所以，NOMA用户的性能比OMA用户传输更加高效。

若为情形二：其中一个用户的数据包解码失败；

那么，有一个用户成功解码了，使用成功解码用户的当前时隙需要传输的数据包与失败用户上一时隙传输的数据包进行叠加，编码成为一个新的数据包，再传输给两个用户即可；

在传输的过程中，针对系统信道容量角度分析，将解码失败的数据包与解码成功的数据包叠加进行传输，重传一次为例，信道容量为：

利用传统的重传方式，即OMA方式，进行系统信道容量计算公式为：

将式(4)与式(5)进行比较，发现式(4)得出的信道容量值相较于传统的重传方式得出的值大，系统信道容量在对数部分多出了成功解码的用户的信噪比，因此，在这种情况下，式(4)传输方式优于OMA方式；

针对情形二，考虑对于重传用户的失败率所带来的影响，以一次重传为例，假设失败概率为ε；求其信息增益的期望为：

假设ε_OMA＜ε_NOMA＜1且|ε_NOMA-ε_OMA|≤0.15，而信噪比在10db以上，观察公式(7)

可知，将-(ε_NOMA-ε_OMA)放入对数函数中成为底数的幂，根据指数函数的性质知道，-(ε_NOMA-ε_OMA)越接近于0，

越接近于1，不管(1+Γ₁)多大，

都接近于1，因此，期望信道容量的增益依然大于0，NOMA用户的性能比OMA用户传输更加高效。

若为情形三：两用户的数据包均解码成功；将二用户的当前时隙所需传输的数据包进行叠加编码成为新的数据包发送给两用户即可。

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做出创造性劳动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。

首先，进行重传可行性说明。

当出现中断时为了使可靠性达到超可靠低时延场景所要求的标准，本发明选择以重传的方式增加可靠性。如图7所示，以马尔科夫链状态转移图模型作为重传之后成功解码的模型，初始状态为0，也即代表成功解码，经过第i次重传后，仍然失败的概率为ε⁽ⁱ⁾，而成功的概率则为1-ε⁽ⁱ⁾，那么第l次重传后解码成功的概率为：P_ac＝1-ε⁽⁰⁾+ε⁽⁰⁾(1-ε⁽¹⁾)+ε⁽⁰⁾·ε⁽¹⁾·(1-ε⁽²⁾)+…+ε⁽⁰⁾ε⁽¹⁾ε⁽²⁾…ε^(L-1)，对该概率进行求和可知，和为1，因此得知，经过足够多次数的重传，接收端必然可以成功解码数据包，因此重传是有必要且是可行的。

下面说明传统的重传方式(即OMA方式)和本发明的重传方式(NOMA方式)，传统的重传如图2所示，本发明的重传方式如图1所示，打阴影的图块代表译码失败，无阴影的图块代表解码成功。

当数据包无法成功解码时，发生中断，通过反馈得知，需要对解码失败的数据包进行重传，于是再次发送，但是需要注意的是，目前针对的数据包是两个用户数据的叠加信号，而非独立信号，那么倘若单独传输就会造成资源的浪费，因此借助NOMA的思想，让用户解码失败的信号与另一个用户成功传输后的下一时隙结合，将这样的信号进行重传，充分利用NOMA的优势，如图2所示，情形一即用户1和用户2的a包都译码失败了，那么两个用户的a包重新叠加传输；情形二是当用户1的a包传输失败时，而用户2的a包传输成功，那么就将用户1的a包与用户2的b包进行叠加编码成新的数据包后传输。情形三则为两个用户数据包均解码成功，就无需重传，那么就继续传输下一时隙的数据包。

当用户无法解码成功时进行重传，假设信道是平坦衰落信道，短时间内信道衰落变化值不大，因此不需要重新估计信道，将所有码字都用来传输，因此只需要考虑有限码长所带来的干扰。

根据论文《Channel coding rate in the finite blocklength regime》中的理论可知有限码长的信道容量为

其中C_b表示有限码长的信道容量，Γ表示用户的信噪比，V(Γ)表示估计信道的训练序列导致的随机性误差，与信噪比相关，服从一个正态分布

表示实时信噪比，n_d表示传输数据包的码长，U_B是与信噪比无关的一个服从N～(0,1)分布的随机变量。分情况讨论用户重传时以传统重传方案重传的系统信道容量和用本发明提出的重传方案NOMA-CC方案重传时的系统信道容量，为了方便计算，以两用户情况重传一次为例。

情形一：两用户信号解码均失败；

传统方案：两个用户需要对失败的数据包分别进行重传，那么系统信道容量为：

其中

表示用户1的传输码长，

是用户2的传输码长；

NOMA-CC方案：

为了表示方便，用C_bN-C代替NOMA-CC方案的信道容量。

这里假设使用传统OMA方式传输时两个用户码长相等，那么就有

式(3)的第一项和第二项系数则变为B/2，而第三项虽然由于码长影响变为了4倍，开方后两倍与带宽的减半相乘后仍为1，因此与式(2)第三项的值相等，将式(2)第一项拆分，使其变为系数为B/2的两项，与式(3)两项分别比较，式(2)显然要比式(3)要大，因此可得出在此种情况下本发明实施方案的性能是要强于传统方案的。但是，这是从系统信道容量角度来看的，但是要注意到的是，本发明的目的是为了成功解码失败用户而进行的重传，因此需要进一步的分析带来的信道容量增益是否可以弥补解码成功率降低的增益。

以一次重传为例，假设失败概率为ε；那么求其信息增益的期望为：

其中，解码时NOMA用户的解码使用串行干扰消除进行解码，它会将其他用户的信息当作是干扰来进行分离，而OMA方案并不会受到另一个用户信号的干扰，因此根据经验假设ε_OMA＜ε_NOMA＜1，虽然受到干扰，但是二者失败率应该会较为接近，因此假设|ε_NOMA-ε_OMA|≤0.15，相同的带宽系数进行同比相消。但是，由于信噪比一般在10db以上，因此乘数比较大，相对于传统方式，一般情况都要大上许多，因此增益期望依然大于0，所以本发明方案的性能依然要比传统的OMA传输方案更加高效。

比如我们假设ε_NOMA＝0.3，而ε_OMA＝0.·15，Γ₁＝Γ₂＝10，那么

由此可知本发明方案的性能在解码成功率相差不太大时，且信噪比不太大时，本发明方案性能要优于传统的重传方案。情形二：其中一个用户解码失败，假设是用户1解码失败；

传统方案：对解码失败的用户进行重传：

NOMA-CC方案：将解码失败的信息包与另一用户成功的信息包叠加进行传输

将式(5)与式(4)进行比较，可以发现本发明实施方案相较于传统的重传方案第一项要稍微大一些，系统信道容量在对数部分要多出了成功解码的用户的信噪比，因此在这种情况下本发明实施方案的性能优于传统方案。

但是，依然要考虑对于重传用户的解码成功率所带来的影响，接下来分析情形二，情形二与情形一的差别在于，情形二，其中新用户的信息是不存在失败率的，而仅需要考虑重传用户的失败率所带来的影响，因此需要对其进行重新分析。

依然以一次重传为例，假设失败概率为ε。ε_OMA表示传统方案中用OMA方式进行重传时的解码失败的概率，ε_NOMA表示本发明实施方案重传时的失败概率，这里需要考虑一点的是，倘若仅有一个用户解码失败，又因为是通过NOMA方式进行结合的，所以失败的用户只能是后解码的用户，即它是不存在另一用户的干扰的，因为倘若先解码的用户解码失败，那么后解码的用户必然失败，因此合理推测失败的用户为后解码的用户，那么求其信息增益的期望为：

同样的，我们假设ε_OMA＜ε_NOMA＜1且|ε_NOMA-ε_OMA|≤0.15，而信噪比在10db以上，观察式(7)，最差情况是两用户信噪比相近，那么第二项(公式7中加号前面为第一项，加号后面的内容为第二项)对数值将稳定在2左右，而第一项则信噪比越大，减数越大，但是因为成功率相近，将-(ε_NOMA-ε_OMA)放入对数函数中成为底数的幂，根据指数函数的性质我们知道，-(ε_NOMA-ε_OMA)越接近于0，

越接近于1，不管(1+Γ₁)多大，

都接近于1，因此期望信道容量的增益依然大于0，倘若先解码的信噪比要大于后解码的信噪比，那么根据对数函数的凸性我们知道，其二阶导小于0，那么随着自变量的增加因变量增加的会越来越少，而第二项对数值相对于最差情况下的2要增加，而第一项不变，因此增益的期望依旧大于0，所以本发明方案性能要优于传统的OMA重传方案。

举例如下假设ε_NOMA＝0.3，而ε_OMA＝0.·15，Γ₁＝Γ₂＝20，那么

由此可见当成功率相差不会太大时，本发明方案方案均要优于传统方案。

情形三：两个用户解码均成功，无需重传。

从图3中可以看到本发明实施方案比传统的OMA重传方案性能更佳，此外，在两用户信噪比相同时，码长的分配影响较小，比如星号实线和圈线所代表的曲线，在信噪比10-30dB时，还有一定差距，但是随着信噪比的提高，差距几乎不可见。倘若，考虑上OMA和NOMA方案的解码成功率，如式(5)所示，假设ε_OMA＝0.18，ε_NOMA＝0.3时，仿真如图4。

从图4可以看出，随着用户的信噪比的升高，本发明实施方案的性能增益逐渐降低，这是因为本发明实施方案与传统的OMA重传方案的两个用户信噪比相近，那么其中一个用户受到的干扰也逐渐在上升，因此使得其传输速率反而不如OMA传输方案要好，体现在系统总体，会导致如图4所展示的情况。在两个用户信噪比均在50dB以下时，本发明实施方案的期望增益仍然要优于传统的重传方案，但超过50dB时，性能将会变差。

从图5中我们可以看出，提出的本发明方案就系统容量这一点来说是明显要大于OMA重传方案的。这里需要注意的一点是，虽然所有的功率都可以分配给解码失败的那个用户，但是由于这是重传，因此只需要传输上一时隙的信息包，而不是重新分包，因此传输速率仍然按照上一时隙该用户的传输速率来传输，所以虽然信道容量足够大，但实际上单个用户的传输速率并没有那么大，造成了资源浪费。而仿真曲线也证实了这一点。本节仿真通过蒙特卡洛实验，重复了10万次，因此不存在偶然性。接下来倘若我们考虑到两种方案解码成功率有所差别时，比如ε_OMA＝0.18，ε_NOMA＝0.3，系统的期望增益性能如图6，图6验证了本文的分析，这里没有考虑重传时增加的信息量，而是单纯考虑经过此次重传后解码成功时的信息量，因此被称作期望增益，可以观察到的是随着信噪比的增加，系统信道容量期望增益逐渐减小，但是始终都是要大于0的，要优于传统方案。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种基于超可靠低时延通信和NOMA技术的新型重传方法，其特征在于：包括以下步骤：

A：当用户对数据包传输解码失败时，需要进行重传；假设数据包是两个用户数据的叠加信号，而非独立信号，接收端发送来的反馈信息存在三种情形，情形一：两个用户的数据包均解码失败；情形二：其中一个用户的数据包解码失败；情形三：两用户的数据包均解码成功；

B：假设传输信道是平坦衰落信道，考虑有限码长所带来的干扰，有限码长的信道容量为：

其中C_b表示有限码长的信道容量，Γ表示用户的信噪比，V(Γ)表示估计信道的训练序列导致的随机性误差，与信噪比相关，服从一个正态分布

表示实时信噪比；n_d表示传输数据包的码长，U_B是与信噪比无关的一个服从N～(0,1)分布的随机变量；

C：根据接收端发送来的反馈信息进行情形判定，

若为情形一：两个用户的数据包均解码失败；

那么两个用户均需要进行重传，先暂停当前时隙数据包的传输，将上一时隙已经处理好的数据包重新传输一遍给两个用户即可；

在传输的过程中，针对系统信道容量角度分析，以两用户情形一重传一次为例，信道容量为：

其中C_bN-C表示有限码长的信道容量；

利用传统的重传方式，即OMA方式，进行系统信道容量计算公式为：

其中

表示用户1的传输码长，

是用户2的传输码长；

假设使用传统OMA方式传输时，两个用户码长相等，那么

式(3)的第一项和第二项系数则变为B/2，而第三项由于码长影响变为了4倍，开方后两倍与带宽的减半相乘后仍为1，因此与式(2)第三项的值相等，将式(2)第一项拆分，使其变为系数为B/2的两项，与式(3)两项分别比较，可得，利用公式(2)得出的系统信道容量值大于公式(3)所求得的值，即式(2)传输方式优于OMA方式；

若为情形二：其中一个用户的数据包解码失败；

那么，有一个用户成功解码了，使用成功解码用户的当前时隙需要传输的数据包与失败用户上一时隙传输的数据包进行叠加，编码成为一个新的数据包，再传输给两个用户即可；

在传输的过程中，针对系统信道容量角度分析，将解码失败的数据包与解码成功的数据包叠加进行传输，重传一次为例，信道容量为：

利用传统的重传方式，即OMA方式，进行系统信道容量计算公式为：

将式(4)与式(5)进行比较，发现式(4)得出的信道容量值相较于传统的重传方式得出的值大，系统信道容量在对数部分多出了成功解码的用户的信噪比，因此，在这种情况下，式(4)传输方式优于OMA方式；

若为情形三：两用户的数据包均解码成功；将二用户的当前时隙所需传输的数据包进行叠加编码成为新的数据包发送给两用户即可。

2.根据权利要求1所述的基于超可靠低时延通信和NOMA技术的新型重传方法，其特征在于：步骤C中，针对情形一，为了成功解码失败用户而进行的重传，进一步的分析信道容量增益是否可以弥补解码成功率降低的增益；以一次重传为例，假设失败概率为ε；

只有解码成功的数据包才算作有效信息，解码失败时传输的数据包我们认定为0，那么将式(2)和式(3)分别乘上对应的解码成功概率再相减，其中由估计误差引起的随机性容量损失与传输的数据包相比很小，因此进行忽略，

即式(3)和式(2)第三项的差值；

求其信息增益的期望为：

其中，ε_OMA表示使用OMA方式进行重传时的解码失败的概率；ε_NOMA表示使用NOMA方式进行重传时的失败概率；

解码时，NOMA方式重传用户的解码使用串行干扰消除进行解码，会将其他用户的信息当作是干扰来进行分离，而OMA方式重传用户并不会受到另一个用户信号的干扰，因此根据经验假设ε_OMA＜ε_NOMA＜1，虽然受到干扰，但是NOMA用户和OMA用户失败率较为接近；因此，假设|ε_NOMA-ε_OMA|≤0.15，相同的带宽系数进行同比相消，但是，由于信噪比在10db以上，因此被减数的乘积结果比减数的乘积结果大，相对于OMA用户要大，因此增益期望依然大于0，所以，NOMA用户的性能比OMA用户传输更加高效。

3.根据权利要求2所述的基于超可靠低时延通信和NOMA技术的新型重传方法，其特征在于：步骤C中，针对情形二，考虑对于重传用户的失败率所带来的影响，以一次重传为例，假设失败概率为ε；求其信息增益的期望为：

假设ε_OMA＜ε_NOMA＜1且|ε_NOMA-ε_OMA|≤0.15，而信噪比在10db以上，观察公式(7)可知，将-(ε_NOMA-ε_OMA)放入对数函数中成为底数的幂，根据指数函数的性质知道，-(ε_NOMA-ε_OMA)越接近于0，

越接近于1，不管(1+Γ₁)多大，

都接近于1，因此，期望信道容量的增益依然大于0，NOMA用户的性能比OMA用户传输更加高效。

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