CN114745036A - 一种混合多址通信的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混合多址通信的方法，方法包括：获取终端与基站之间的信号质量；当所述信号质量低于预设门限时，如果所述终端与所述基站之间存在信号阻挡条件，则采用终端与邻近终端之间的配对，选择功率域NOMA通信；当所述信号质量不低于预设门限时，所述终端基于通信场景识别的结果采用非功率域NOMA通信或正交多址OMA通信。本发明能够高效覆盖大量通信场景，适用场景广，可广泛应用于移动通信技术领域。

Description

一种混合多址通信的方法
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，尤其是一种混合多址通信的方法。
背景技术
在无线通信系统中，需要多址技术区分用户，并尽可能接入更多的用户。第一代移动通信系统(1st Generation：1G)使用频分多址(Frequency Division Multiple Access：FDMA)技术,使得多部手机使用不同的频道同时和一个基站通信，基站能区分不同手机的信号。2G、3G和4G则分别采用时分多址(Time Division Multiple Access：TDMA)、码分多址(Code Division Multiple Access：CDMA)和正交频分多址(Orthogonal FrequencyDivision Multiple Access：OFDMA)技术实现多用户的接入。这些多址技术，都是在某个资源域，如频率、时域或码域，通过使用不同的资源实现对不同用户信号的区分，因此，都是正交多址接入技术(Orthogonal Multiple Access：OMA)。
随着万物互联，巨量用户需要无线接入，但无线资源日益贫乏，传统的OMA技术很难满足以移动通信系统的发展需求。5G引入了非正交多址接入(Non-Orthogonal MultipleAccess：NOMA)技术，一类是功率域多路复用，另一类是码域多路复用。功率域复用以不同功率将多个信息流在时域/频域/码域重叠的信道上传输，在相同无线资源上为多个用户同时提供无线业务；码域复用为不同的用户分配不同的码字，然后在相同的时频资源上复用。在OMA中，只能为一个用户分配单一的无线资源，例如按频率分割或按时间分割，而NOMA方式可将一个资源分配给多个用户，从而大大提升了频谱效率，实现了大规模接入。
功率域复用的NOMA需要配对的用户之间的信道有差异性，但在超密集网络或卫星网络的场景下，各用户的接收功率差别不大，功率域复用的NOMA难于发挥作用。码域复用的NOMA需要很多的码字和复杂的接收检测，难于适用用户密集或物联网场景。
因此，单一的多址技术不能高效覆盖所有的通信场景，如何使得用户在不同场景下高效接入无线网络，特别是密集场景下，是一个亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种高效且适用场景广的混合多址通信的方法及系统。
本发明的一方面提供了一种混合多址通信的方法，包括：
获取终端与基站之间的信号质量；
当所述信号质量低于预设门限时，如果所述终端与所述基站之间存在信号阻挡条件，则采用终端与邻近终端之间的配对，选择功率域NOMA通信；
当所述信号质量不低于预设门限时，所述终端基于通信场景识别的结果采用非功率域NOMA通信或正交多址OMA通信。
可选地，所述功率域NOMA通信的通信过程包括基于RIS反射的协作NOMA通信、基于RIS透射的协作NOMA通信以及非RIS协作NOMA通信。
可选地，所述基于RIS反射的协作NOMA通信的过程包括：
如果所述终端有具有反射RIS的邻近终端，则从这些邻近终端中选择与无线基站信道最好且信道质量大于预设门限的邻近终端为中继；
确定所述终端及所述中继的通信参数；其中，所述通信参数包括功率和RIS反射系数；
所述终端和所述中继使用同一时频资源，并根据所述通信参数与基站同时进行通信；其中，通信过程中的干扰通过功率域差异和串行干扰消除解决；
具体地，对于上行通信过程：终端根据分配的功率发送目标信息，中继的反射RIS反射该目标信息信号到基站，并且根据分配的功率在同一时频资源发送自己的信息到基站，基站先解码出接收到的信号中的中继发送的信号，然后再利用串行干扰消除删除解码得到的中继信号，从而获得终端发送的信号；
对于下行通信过程：基站把发送给终端和中继的信号叠加在同一时频资源，并按照功率分配发送至中继，中继解码出需要发送给终端的信号后删除，剩下的得到发送给自己的信号；终端对于接收到的信号直接解码得到终端接收的信号。
可选地，所述基于RIS透射的协作NOMA通信的过程包括：
如果终端没有具有反射RIS的邻近终端，但有具有RIS透射的邻近终端，则从这些邻近终端中选择与无线基站信道最好且信道质量大于预设门限的邻近终端为中继；
确定终端及中继的通信参数，其中，所述通信参数包括功率和RIS透射系数；
所述终端和所述中继使用同一时频资源，并根据所述通信参数各自与基站进行通信；其中，通信过程中的干扰通过功率域差异和串行干扰消除解决。
可选地，所述基于RIS透射的协作NOMA通信的过程包括上行通信过程和下行通信过程；
对于上行通信过程：中继采用RIS接收终端发送的信号，并采用RIS转发给基站；
对于下行通信过程：中继采用RIS接收基站信号，解码出需要发给终端的信号，然后串行干扰消除得到发送给自己的信号；中继采用RIS转发终端信号给终端。
可选地，所述非RIS协作NOMA通信的过程包括：
如果终端没有具有RIS的邻近终端，但有具有波束赋形能力的邻近终端，则从这些邻近终端中选择与无线基站信道最好且信道质量大于预设门限的邻近终端为中继；终端和中继使用同一时频资源传输，干扰通过功率域差异和串行干扰消除解决；在上行传输过程中，中继采用接收波束赋形接收终端发送的信号，并采用发送波束赋形转发；在下行传输过程中，中继采用接收波束赋形接收基站信号，解码出需要发给终端的信号，然后串行干扰消除后得到发送给自己的信号；中继采用发送波束赋形转发需要发给终端的信号给终端。
可选地，所述非RIS协作NOMA通信的过程，还包括：
如果终端没有具有RIS的邻近终端，也没有具有波束赋形能力的邻近终端，则选择与无线基站信道最好且信道质量大于预设门限的邻近终端为中继；此时，终端和中继使用同一时频资源传输，干扰通过功率域差异和串行干扰消除解决。
可选地，所述非功率域NOMA通信的过程包括：
如果终端没有具有RIS的邻近终端，也没有具有波束赋形能力的邻近终端，也没有信道质量大于预设门限的邻近终端，则如果终端需求是频繁访问的小包业务，则选择基于非功率域NOMA通信；如使用无线基站配置的SCMA码本和码字，采用SCMA方式与无线基站通信。
可选地，所述正交多址OMA通信的过程包括：
如果终端没有具有RIS的邻近终端，也没有具有波束赋形能力的邻近终端，也没有信道质量大于预设门限的邻近终端，则如果终端通信的业务需求为高速率等实时业务，则选择正交多址OMA通信。
本发明实施例的另一方面还提供了一种混合多址通信的方法，包括：
终端感知周围的无线环境；
终端进行中继选择及配对确定；
基站根据终端的感知上报信息，确定多址通信参数后下发给相应终端；
配对的终端接收基站下发的多址通信参数消息，根据多址通信参数与基站进行数据传输。
可选地，所述终端感知周围的无线环境，具体为：
终端感知与邻近终端的无线信道质量以及与邻近终端的通信能力；其中，所述通信能力包括RIS能力、波束赋形能力。
可选地，所述终端进行中继选择及配对确定，具体为：
终端如果配对成功，则向中继发送协作请求，中继通过感知上报消息，向基站上报配对信息及配对终端的通信能力。
可选地，所述多址通信参数包括多址方式、传输资源、中继参数。
本发明实施例的另一方面提供了一种混合多址通信的系统，包括：
第一模块，用于获取终端与基站之间的信号质量；
第二模块，用于当所述信号质量低于预设门限时，如果所述终端与所述基站之间存在信号阻挡条件，则采用终端与邻近终端之间的配对，选择功率域NOMA通信；
第三模块，用于当所述信号质量不低于预设门限时，所述终端基于通信场景识别的结果采用非功率域NOMA通信或正交多址OMA通信。
本发明实施例的另一方面提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器；
所述存储器用于存储程序；
所述处理器执行所述程序实现如前面所述的方法。
本发明实施例的另一方面提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有程序，所述程序被处理器执行实现如前面所述的方法。
本发明实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行前面的方法。
本发明的实施例获取终端与基站之间的信号质量；当所述信号质量低于预设门限时，如果所述终端与所述基站之间存在信号阻挡条件，则采用终端与邻近终端之间的配对，选择功率域NOMA通信；当所述信号质量不低于预设门限时，所述终端基于通信场景识别的结果采用非功率域NOMA通信或正交多址OMA通信。本发明能够高效覆盖大量通信场景，适用场景广。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的整体步骤流程图；
图2为本发明实施例提供的邻近终端能力获取的方法流程图；
图3为本发明实施例提供的协作NOMA通信的方法流程图；
图4为本发明实施例提供的协作NOMA的信令流程图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
针对现有技术存在的问题，本发明提出一种混合多址通信的系统及方法，在终端集成可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent surface：RIS)，通过终端感知通信环境，无线网络系统根据终端的通信能力和通信环境，自适应选择相应的非正交多址方式，并根据终端的协作能力，进行协作NOMA通信。
具体地，本发明的一方面提供了一种混合多址通信的方法，包括：
获取终端与基站之间的信号质量；
当所述信号质量低于预设门限时，如果所述终端与所述基站之间存在信号阻挡条件，则采用终端与邻近终端之间的配对，选择功率域NOMA通信；
当所述信号质量不低于预设门限时，所述终端基于通信场景识别的结果采用非功率域NOMA通信或正交多址OMA通信。
可选地，所述功率域NOMA通信的通信过程包括基于RIS反射的协作NOMA通信、基于RIS透射的协作NOMA通信以及非RIS协作NOMA通信。
可选地，所述基于RIS反射的协作NOMA通信的过程包括：
如果所述终端有具有反射RIS的邻近终端，则从这些邻近终端中选择与无线基站信道最好且信道质量大于预设门限的邻近终端为中继；
确定所述终端及所述中继的通信参数；其中，所述通信参数包括功率和RIS反射系数；
所述终端和所述中继使用同一时频资源，并根据所述通信参数与基站同时进行通信；其中，通信过程中的干扰通过功率域差异和串行干扰消除解决；
具体地，对于上行通信过程：终端根据分配的功率发送目标信息，中继的反射RIS反射该目标信息信号到基站，并且根据分配的功率在同一时频资源发送自己的信息到基站，基站先解码出接收到的信号中的中继发送的信号，然后再利用串行干扰消除删除解码得到的中继信号，从而获得终端发送的信号；
对于下行通信过程：基站把发送给终端和中继的信号叠加在同一时频资源，并按照功率分配发送至中继，中继解码出需要发送给终端的信号后删除，剩下的得到发送给自己的信号；终端对于接收到的信号直接解码得到终端接收的信号。
可选地，所述基于RIS透射的协作NOMA通信的过程包括：
如果终端没有具有反射RIS的邻近终端，但有具有RIS透射的邻近终端，则从这些邻近终端中选择与无线基站信道最好且信道质量大于预设门限的邻近终端为中继；
确定终端及中继的通信参数，其中，所述通信参数包括功率和RIS透射系数；
所述终端和所述中继使用同一时频资源，并根据所述通信参数各自与基站进行通信；其中，通信过程中的干扰通过功率域差异和串行干扰消除解决。
可选地，所述基于RIS透射的协作NOMA通信的过程包括上行通信过程和下行通信过程；
对于上行通信过程：中继采用RIS接收终端发送的信号，并采用RIS转发给基站；
对于下行通信过程：中继采用RIS接收基站信号，解码出需要发给终端的信号，然后串行干扰消除得到发送给自己的信号；中继采用RIS转发终端信号给终端。
可选地，所述非RIS协作NOMA通信的过程包括：
如果终端没有具有RIS的邻近终端，但有具有波束赋形能力的邻近终端，则从这些邻近终端中选择与无线基站信道最好且信道质量大于预设门限的邻近终端为中继；终端和中继使用同一时频资源传输，干扰通过功率域差异和串行干扰消除解决；在上行传输过程中，中继采用接收波束赋形接收终端发送的信号，并采用发送波束赋形转发；在下行传输过程中，中继采用接收波束赋形接收基站信号，解码出需要发给终端的信号，然后串行干扰消除后得到发送给自己的信号；中继采用发送波束赋形转发需要发给终端的信号给终端。
可选地，所述非RIS协作NOMA通信的过程，还包括：
如果终端没有具有RIS的邻近终端，也没有具有波束赋形能力的邻近终端，则选择与无线基站信道最好且信道质量大于预设门限的邻近终端为中继；此时，终端和中继使用同一时频资源传输，干扰通过功率域差异和串行干扰消除解决。
可选地，所述非功率域NOMA通信的过程包括：
如果终端没有具有RIS的邻近终端，也没有具有波束赋形能力的邻近终端，也没有信道质量大于预设门限的邻近终端，则如果终端需求是频繁访问的小包业务，则选择基于非功率域NOMA通信；如使用无线基站配置的SCMA码本和码字，采用SCMA方式与无线基站通信。
可选地，所述正交多址OMA通信的过程包括：
如果终端没有具有RIS的邻近终端，也没有具有波束赋形能力的邻近终端，也没有信道质量大于预设门限的邻近终端，则如果终端通信的业务需求为高速率等实时业务，则选择正交多址OMA通信。
本发明实施例的另一方面还提供了一种混合多址通信的方法，包括：
终端感知周围的无线环境；
终端进行中继选择及配对确定；
基站根据终端的感知上报信息，确定多址通信参数后下发给相应终端；
配对的终端接收基站下发的多址通信参数消息，根据多址通信参数与基站进行数据传输。
可选地，所述终端感知周围的无线环境，具体为：
终端感知与邻近终端的无线信道质量以及与邻近终端的通信能力；其中，所述通信能力包括RIS能力、波束赋形能力。
可选地，所述终端进行中继选择及配对确定，具体为：
终端如果配对成功，则向中继发送协作请求，中继通过感知上报消息，向基站上报配对信息及配对终端的通信能力。
可选地，所述多址通信参数包括多址方式、传输资源、中继参数。
本发明实施例的另一方面提供了一种混合多址通信的系统，包括：
第一模块，用于获取终端与基站之间的信号质量；
第二模块，用于当所述信号质量低于预设门限时，如果所述终端与所述基站之间存在信号阻挡条件，则采用终端与邻近终端之间的配对，选择功率域NOMA通信；
第三模块，用于当所述信号质量不低于预设门限时，所述终端基于通信场景识别的结果采用非功率域NOMA通信或正交多址OMA通信。
本发明实施例的另一方面提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器；
所述存储器用于存储程序；
所述处理器执行所述程序实现如前面所述的方法。
本发明实施例的另一方面提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有程序，所述程序被处理器执行实现如前面所述的方法。
本发明实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行前面的方法。
下面结合说明书附图，对本发明的具体实现原理进行详细说明：
图1为本发明实施例提供的整体步骤流程图，如图1所示，本发明的完整步骤包括：获取终端与基站之间的信号质量；当所述信号质量低于预设门限时，如果所述终端与所述基站之间存在信号阻挡条件，则采用终端与邻近终端之间的配对，选择功率域NOMA通信；当所述信号质量不低于预设门限时，所述终端基于通信场景识别的结果采用非功率域NOMA通信或正交多址OMA通信。
具体地，1、终端感知通信环境：
终端测量其与无线基站之间的信号质量，并测量邻近终端/设备的信号质量，信号可以是移动通信信号、卫星通信信号等。
终端获取邻近终端的通信能力，通信能力包括RIS能力和波束赋形能力。RIS能力包括是否有RIS，RIS是反射还是透射，或者反射和透射都有，RIS能力还包括RIS最大增益、RIS扫描范围、RIS的工作带宽、RIS的大小。波束赋形能力包括是否有波束赋形能力，波束赋形的最大增益、波束扫描范围和波束工作带宽等。
RIS是一种基于人工电磁表面的阵列天线，可通过设计其单元特性以及空间排布，控制电磁波的幅度、相位、极化、波束、轨道角动量等参数，实现电磁能量的偏折、聚焦、吸波等功能。不同应用目的的终端，具有的RIS的能力可以不同。比如有些终端，只具有RIS反射的能力，本身的无线信号的收发，不需要RIS参与。有些终端只具有RIS折射(透射)的能力，RIS只协助该终端的无线信号的收发。有些终端不仅具有RIS反射的能力，还具有RIS折射(透射)的能力。
获取邻近终端的通信能力的方式包括从邻近终端直接获取，如图2所示。每个终端广播其能力信息，并测量与读取邻近终端的信号，从而获得能力信息。
2、多址方式选择：
如果终端与无线基站的信号质量小于预设门限，则说明终端接入无线网络受到了阻挡或严重阴影衰落，终端也可以通过感知其周围的物体，判断其与无线基站之间是否有阻挡。如果受到了阻挡或严重阴影衰落，则选择邻近终端/设备配对，基于功率域NOMA通信；否则，终端基于通信场景的识别，基于非功率域NOMA通信，如稀疏码分多址接入(SparseCode Multiple Access：SCMA)，或者正交多址OMA通信。
如果终端通信的业务需求为高速率等实时业务，则选择正交多址OMA通信；如果终端为频繁的小包业务，则选择码域NOMA通信。
3、功率域NOMA通信
如果多址方式是功率域NOMA，则根据邻近终端的通信能力和无线环境进行协作NOMA通信，如图3所示。
1)、基于RIS反射的协作NOMA通信
如果终端有具有反射RIS的邻近终端，则从中选择与无线基站信道最好的，并且信道质量大于预设门限的邻近终端为中继。
确定终端及中继的通信参数，包括功率和RIS反射系数。以最小化协作NOMA通信的总功率为目标，在满足终端和中继业务需求下，求解式(1)的优化问题，可获得协作NOMA通信参数。
Figure BDA0003573087860000091
s.t.γk≥γk,thr,k＝1,2 (1a)
Figure BDA0003573087860000092
式(1)中，Pk为终端k的功率，Φ为RIS参数，包括中继的RIS反射系数，也就是反射RIS各单元的相位和幅度。式(1b)的
Figure BDA0003573087860000093
为RIS的单元n的相位，N为单元的数目。
式(1a)表示保证终端和中继的业务需求，γk为终端k的信干燥比(Signal toInterference plus Noise Ratio：SINR)，分别如式(2)和式(3)所示。
Figure BDA0003573087860000094
Figure BDA0003573087860000095
式(2)中，Hb,1为无线基站到中继的信道，H1,i为中继到终端的信道，σ2噪声功率，Pj为对配对用户产生干扰的其他终端j的功率。
终端和中继根据通信参数与基站同时进行通信，使用同一时频资源。干扰通过功率域差异和串行干扰消除解决。
上行，终端根据分配的功率发送信息，中继的反射RIS反射该信息信号到基站，并且根据分配的功率在同一时频资源发送自己的信息到基站。基站对接收到的信号，先解码出中继发送的信号，然后再利用串行干扰消除删除所解码的中继信号，从而获得终端发送的信号。
下行，基站把发送给终端和中继的信号叠加在同一时频资源，并按照功率分配发送，中继解码出需要发给终端的信号，然后删除，得到发送给自己的信号；终端对于接收到的信号直接解码。
2)、基于RIS透射的协作NOMA通信
如果终端没有具有反射RIS的邻近终端，但有具有RIS透射的邻近终端，则从中选择与无线基站信道最好的，并且信道质量大于预设门限的邻近终端为中继。
确定终端及中继的通信参数，包括功率和RIS透射系数，由式(1)确定。其中，RIS透射系数包括RIS发送透射系数ΦT和RIS接收透射系数ΦR，由式(4)和式(5)确定。
Figure BDA0003573087860000096
Figure BDA0003573087860000101
终端和中继根据通信参数，各自与基站进行通信，使用同一时频资源。干扰通过功率域差异和串行干扰消除解决。
上行，中继采用RIS接收终端发送的信号，并采用RIS转发。
下行，中继采用RIS接收基站信号，解码出发给终端的信号，然后串行干扰消除，得到发送给自己的信号；中继采用RIS转发终端信号给终端。
3)、非RIS协作NOMA通信
如果终端没有具有RIS的邻近终端，但有具有波束赋形能力的邻近终端，则从中选择与无线基站信道最好的，并且信道质量大于预设门限的邻近终端为中继。这种情况下，终端和中继使用同一时频资源传输，干扰通过功率域差异和串行干扰消除解决。上行传输时，中继采用接收波束赋形接收终端发送的信号，并采用发送波束赋形转发。下行，中继采用接收波束赋形接收基站信号，解码出发给终端的信号，然后串行干扰消除，得到发送给自己的信号；中继采用发送波束赋形转发解码出发给终端的信号给终端。
如果终端没有具有RIS的邻近终端，也没有具有波束赋形能力的邻近终端，则选择与无线基站信道最好的，并且信道质量大于预设门限的邻近终端为中继。这种情况下，终端和中继使用同一时频资源传输，干扰通过功率域差异和串行干扰消除解决。
4、非功率域NOMA通信：
如果终端没有具有RIS的邻近终端，也没有具有波束赋形能力的邻近终端，也没有信道质量大于预设门限的邻近终端，则如果终端需求是频繁访问的小包业务，则选择基于非功率域NOMA通信，如使用无线基站配置的SCMA码本和码字，采用SCMA方式与无线基站通信。
5、正交多址OMA通信：
如果终端没有具有RIS的邻近终端，也没有具有波束赋形能力的邻近终端，也没有信道质量大于预设门限的邻近终端，则如果终端需求是高速率等实时业务，则选择正交多址OMA通信。
本实施例中，协作NOMA通信的信令流程如图4所示，包括以下步骤：
1)、终端感知其周围无线环境，包括与邻近终端的无线信道质量，邻近终端的通信能力。通信能力包括RIS能力、波束赋形能力。
2)、终端进行中继选择及配对确定，如果成功，则向中继发送协作请求，中继通过感知上报消息，向基站上报配对信息，及配对终端的通信能力。
3)、基站根据终端的感知上报信息，确定多址通信参数，并下发给相应终端。多址通信参数包括多址方式、传输资源、中继参数(如RIS反射参数、RIS透射参数等)。
4)、配对的终端，接收基站下发的多址通信参数消息，根据多址通信参数与基站进行数据传输。
综上所述，本发明获取终端与基站之间的信号质量；当所述信号质量低于预设门限时，如果所述终端与所述基站之间存在信号阻挡条件，则采用终端与邻近终端之间的配对，选择功率域NOMA通信；当所述信号质量不低于预设门限时，所述终端基于通信场景识别的结果采用非功率域NOMA通信或正交多址OMA通信。本发明能够高效覆盖大量通信场景，适用场景广。
在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或所述方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本发明的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。
此外，虽然在功能性模块的背景下描述了本发明，但应当理解的是，除非另有相反说明，所述的功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本发明是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本发明。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种混合多址通信的方法，其特征在于，包括：
获取终端与基站之间的信号质量；
当所述信号质量低于预设门限时，如果所述终端与所述基站之间存在信号阻挡条件，则采用终端与邻近终端之间的配对，选择功率域NOMA通信；
当所述信号质量不低于预设门限时，所述终端基于通信场景识别的结果采用非功率域NOMA通信或正交多址OMA通信。
2.根据权利要求1所述的一种混合多址通信的方法，其特征在于，所述功率域NOMA通信的通信过程包括基于RIS反射的协作NOMA通信、基于RIS透射的协作NOMA通信以及非RIS协作NOMA通信。
3.根据权利要求2所述的一种混合多址通信的方法，其特征在于，所述基于RIS反射的协作NOMA通信的过程包括：
如果所述终端有具有反射RIS的邻近终端，则从这些邻近终端中选择与无线基站信道最好且信道质量大于预设门限的邻近终端为中继；
确定所述终端及所述中继的通信参数；其中，所述通信参数包括功率和RIS反射系数；
所述终端和所述中继使用同一时频资源，并根据所述通信参数与基站同时进行通信；其中，通信过程中的干扰通过功率域差异和串行干扰消除解决；
具体地，对于上行通信过程：终端根据分配的功率发送目标信息，中继的反射RIS反射该目标信息信号到基站，并且根据分配的功率在同一时频资源发送自己的信息到基站，基站先解码出接收到的信号中的中继发送的信号，然后再利用串行干扰消除删除解码得到的中继信号，从而获得终端发送的信号；
对于下行通信过程：基站把发送给终端和中继的信号叠加在同一时频资源，并按照功率分配发送至中继，中继解码出需要发送给终端的信号后删除，剩下的得到发送给自己的信号；终端对于接收到的信号直接解码得到终端接收的信号。
4.根据权利要求2所述的一种混合多址通信的方法，其特征在于，所述基于RIS透射的协作NOMA通信的过程包括：
如果终端没有具有反射RIS的邻近终端，但有具有RIS透射的邻近终端，则从这些邻近终端中选择与无线基站信道最好且信道质量大于预设门限的邻近终端为中继；
确定终端及中继的通信参数，其中，所述通信参数包括功率和RIS透射系数；
所述终端和所述中继使用同一时频资源，并根据所述通信参数各自与基站进行通信；其中，通信过程中的干扰通过功率域差异和串行干扰消除解决；
具体地，对于上行通信过程：中继采用RIS接收终端发送的信号，并采用RIS转发给基站；
对于下行通信过程：中继采用RIS接收基站信号，解码出需要发给终端的信号，然后串行干扰消除得到发送给自己的信号；中继采用RIS转发终端信号给终端。
5.根据权利要求2所述的一种混合多址通信的方法，其特征在于，所述非RIS协作NOMA通信的过程包括：
如果终端没有具有RIS的邻近终端，但有具有波束赋形能力的邻近终端，则从这些邻近终端中选择与无线基站信道最好且信道质量大于预设门限的邻近终端为中继；终端和中继使用同一时频资源传输，干扰通过功率域差异和串行干扰消除解决；在上行传输过程中，中继采用接收波束赋形接收终端发送的信号，并采用发送波束赋形转发；在下行传输过程中，中继采用接收波束赋形接收基站信号，解码出需要发给终端的信号，然后串行干扰消除后得到发送给自己的信号；中继采用发送波束赋形转发需要发给终端的信号给终端；
如果终端没有具有RIS的邻近终端，也没有具有波束赋形能力的邻近终端，则选择与无线基站信道最好且信道质量大于预设门限的邻近终端为中继；此时，终端和中继使用同一时频资源传输，干扰通过功率域差异和串行干扰消除解决。
6.根据权利要求1所述的一种混合多址通信的方法，其特征在于，所述非功率域NOMA通信的过程包括：
如果终端没有具有RIS的邻近终端，也没有具有波束赋形能力的邻近终端，也没有信道质量大于预设门限的邻近终端，则如果终端需求是频繁访问的小包业务，则选择基于非功率域NOMA通信；如使用无线基站配置的SCMA码本和码字，采用SCMA方式与无线基站通信。
7.根据权利要求1所述的一种混合多址通信的方法，其特征在于，所述正交多址OMA通信的过程包括：
如果终端没有具有RIS的邻近终端，也没有具有波束赋形能力的邻近终端，也没有信道质量大于预设门限的邻近终端，则如果终端通信的业务需求为高速率等实时业务，则选择正交多址OMA通信。
8.一种混合多址通信的方法，其特征在于，包括：
终端感知周围的无线环境；
终端进行中继选择及配对确定；
基站根据终端的感知上报信息，确定多址通信参数后下发给相应终端；其中，所述多址通信参数包括多址方式、传输资源、中继参数；
配对的终端接收基站下发的多址通信参数消息，根据多址通信参数与基站进行数据传输。
9.根据权利要求8所述的一种混合多址通信的方法，其特征在于，所述终端感知周围的无线环境，具体为：
终端感知与邻近终端的无线信道质量以及与邻近终端的通信能力；其中，所述通信能力包括RIS能力、波束赋形能力。
10.根据权利要求8所述的一种混合多址通信的方法，其特征在于，所述终端进行中继选择及配对确定，具体为：
终端如果配对成功，则向中继发送协作请求，中继通过感知上报消息，向基站上报配对信息及配对终端的通信能力。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116436740A (zh) * 2023-06-15 2023-07-14 北京遥感设备研究所 一种轨道角动量模态间干扰抑制方法及系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104883746A (zh) * 2015-06-12 2015-09-02 北京邮电大学 一种随机接入方法及装置
US20180234867A1 (en) * 2017-02-14 2018-08-16 National Tsing Hua University Joint user clustering and power allocation method and base station using the same
CN108512585A (zh) * 2018-04-04 2018-09-07 哈尔滨工业大学 基于功率域非正交多址接入技术的动态协作中继传输方法
CN112291841A (zh) * 2020-10-24 2021-01-29 中国人民解放军国防科技大学 功率域非正交多址下基于反向散射的用户协作方法
CN112787733A (zh) * 2019-11-08 2021-05-11 中国科学院上海高等研究院 一种双向中继方案自适应选择方法、系统、存储介质及终端
CN112887042A (zh) * 2021-01-22 2021-06-01 重庆邮电大学 一种基于非正交多址接入的携能通信网络用户配对方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104883746A (zh) * 2015-06-12 2015-09-02 北京邮电大学 一种随机接入方法及装置
US20180234867A1 (en) * 2017-02-14 2018-08-16 National Tsing Hua University Joint user clustering and power allocation method and base station using the same
CN108512585A (zh) * 2018-04-04 2018-09-07 哈尔滨工业大学 基于功率域非正交多址接入技术的动态协作中继传输方法
CN112787733A (zh) * 2019-11-08 2021-05-11 中国科学院上海高等研究院 一种双向中继方案自适应选择方法、系统、存储介质及终端
CN112291841A (zh) * 2020-10-24 2021-01-29 中国人民解放军国防科技大学 功率域非正交多址下基于反向散射的用户协作方法
CN112887042A (zh) * 2021-01-22 2021-06-01 重庆邮电大学 一种基于非正交多址接入的携能通信网络用户配对方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116436740A (zh) * 2023-06-15 2023-07-14 北京遥感设备研究所 一种轨道角动量模态间干扰抑制方法及系统
CN116436740B (zh) * 2023-06-15 2023-09-15 北京遥感设备研究所 一种轨道角动量模态间干扰抑制方法及系统

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