一种自适应信号传输方法、系统及存储介质与流程

1.本发明涉及物联网传输技术领域，尤其涉及的是一种自适应信号传输方法、系统及存储介质。

背景技术：

2.短包传输是物联网传输的主要特征之一，传输的数据包长度一般包含几百至几千比特，以满足海量接入和低时延需求。
3.速率分割多址是网络候选多址技术，利用速率分割技术在发送端()将多用户的信息分割为公有信息和私有信息，再将多用户的公有信息合并与私有信息叠加传输，用户接收到叠加信息后利用串行干扰消除先解码公有信息再解码各自私有信息，该技术有潜力支持海量接入并且满足设备差异化通信需求。
4.目前的关于协作速率分割多址技术研究中，存在以下两个问题：
5.1、没有设计基于短包传输的中继协议，其次中继协作方案不具有自适应性；
6.2、没有考虑信道状态变化以及设备通信需求的变化，例如：弱信道用户解码是否能够满足其服务质量需求的变化，中继是否能够解码需要转发的公有信息以保证弱信道用户的服务质量需求和系统的频谱效率需求。
7.因此，现有技术还有待改进。

技术实现要素：

8.本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术缺陷，本发明提供一种自适应信号传输方法、系统及存储介质，以解决现有的协作速率分割多址技术无法根据信道变化和设备通信需求而实现自适应性速率分割的技术问题。
9.本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
10.第一方面，本发明提供一种自适应信号传输方法，所述自适应信号传输方法应用于侧，包括：
11.获取各用户端对应的用户信息，对获取的用户信息进行速率分割处理，得到公有信号和各用户对应的私有信号；
12.将所述公有信号和各用户端对应的私有信号进行叠加，并向中继和各用户端广播对应的叠加信号；
13.获取目标用户端反馈的解码信令，根据反馈的解码信令继续向所述目标用户端和中继同时广播对应的叠加信号。
14.在一种实现方式中，所述对获取的用户信息进行速率分割处理，得到公有信号和各用户对应的私有信号，包括：
15.根据预设分割系数将各用户信息分割为对应的公有信息和私有信息；
16.将分割后的所有公有信息进行合并，并根据共有码本将合并后的公有信息编码为公有信号；
17.根据所述共有码本将各私有信息编码为对应的私有信号。
18.在一种实现方式中，所述将公有信号和各用户端对应的私有信号进行叠加，并向中继和各用户端广播对应的叠加信号，包括：
19.根据预设功率分配策略分别对所述公有信号和各私有信号分配对应的功率；
20.将所述公有信号和各用户端私有信号进行叠加，并向所述中继和各用户端广播对应的叠加信号。
21.在一种实现方式中，所述广播叠加信号为：
[0022][0023]
其中，x为广播信号；
[0024]
sc为公有信号；
[0025]
pc为公有信号分配功率；
[0026]si,p
为用户i的私有信号；
[0027]
p
i,p
为用户i的私有信号分配功率。
[0028]
在一种实现方式中，所述获取目标用户端反馈的解码信令，根据反馈的解码信令继续向所述目标用户端和中继同时广播对应的叠加信号，包括：
[0029]
获取所述目标用户端反馈的解码信令；
[0030]
根据所述解码信令判断所述目标用户端是否成功解码对应的叠加信号；
[0031]
若为是，则继续向所述目标用户端和中继同时广播对应的叠加信号；
[0032]
若为否，则侧不动作，通过中继协作发送对应的叠加信号。
[0033]
在一种实现方式中，还包括：
[0034]
确定所述中继和各用户端接收到的信号；
[0035]
根据确定的信号计算得到所述中继和各用户端解码所述公有信号对应的第一信噪比；
[0036]
根据确定的信号计算得到各用户端解码对应的私有信号的第二信噪比；
[0037]
根据短包传输容量算法和所述第一信噪比分配所述中继和各用户端解码所述公有信号的第一速率；
[0038]
根据短包传输容量算法和所述第二信噪比分配各用户端解码对应私有信号的第二速率；
[0039]
根据所述第一速率和所述第二速率向所述中继和各用户端广播对应的叠加信号。
[0040]
第二方面，本发明提供一种自适应信号传输方法，所述自适应信号传输方法应用于中继，包括：
[0041]
获取侧广播的叠加信号和目标用户端反馈的解码信令；
[0042]
根据获取的解码信令对所述侧广播的叠加信号进行解码，并将解码后的信号转发至所述目标用户端；
[0043]
或根据获取的解码信令对所述侧广播的叠加信号进行信号放大处理，并将放大后的信号转发至所述目标用户端。
[0044]
在一种实现方式中，所述解码信令为所述目标用户端根据广播阶段得到的总速率与目标速率的对比结果而反馈的成功解码信令或失败解码信令。
[0045]
在一种实现方式中，所述根据获取的解码信令对所述侧广播的叠加信号进行解码，并将解码后的信号转发至所述目标用户端，包括：
[0046]
根据所述解码信令判断所述目标用户端是否成功解码对应的叠加信号；
[0047]
若所述目标用户端成功解码对应的叠加信号，则对所述侧广播的叠加信号不进行处理；
[0048]
若所述目标用户端失败解码对应的叠加信号，则判断是否满足协作解码的条件；
[0049]
若满足所述协作解码的条件，则对所述叠加信号中的公有信号进行解码，并将解码后的信号转发至所述目标用户端。
[0050]
在一种实现方式中，所述对叠加信号中的公有信号进行解码，并将解码后的信号转发至所述目标用户端，包括：
[0051]
计算所述目标用户端的接收信号及解码所述公有信号的信噪比；
[0052]
采用最大比值合并法计算得到所述目标用户端解码所述公有信号的总信噪比；
[0053]
根据短包传输容量算法计算得到所述目标用户端在整个通信过程解码所述公有信号的速率；
[0054]
将整个通信过程解码所述公有信号的速率与广播阶段解码私有信号的速率相加，得到所述目标用户端的最终速率；
[0055]
根据所述目标用户端的最终速率将信号转发至所述目标用户端。
[0056]
在一种实现方式中，所述根据获取的解码信令对所述侧广播的叠加信号进行信号放大处理，并将放大后的信号转发至所述目标用户端，包括：
[0057]
若不满足所述协作解码的条件，则根据获取放大转发策略；
[0058]
根据所述放大转发策略中的放大系数对所述侧广播的叠加信号进行信号放大处理，并将放大后的信号转发至所述目标用户端。
[0059]
在一种实现方式中，所述根据放大转发策略中的放大系数对所述侧广播的叠加信号进行信号放大处理，并将放大后的信号转发至所述目标用户端，包括：
[0060]
根据所述放大系数计算所述目标用户端接收的信号及信噪比；
[0061]
根据放大的信噪比计算整个通信过程解码所述公有信号的速率及最终速率；
[0062]
根据所述目标用户端的最终速率将信号转发至所述目标用户端。
[0063]
第三方面，本发明提供一种自适应信号传输系统，包括：侧、中继以及多个用户端；
[0064]
所述侧用于执行以下操作：
[0065]
获取各用户端对应的用户信息，对获取的用户信息进行速率分割处理，得到公有信号和各用户对应的私有信号；
[0066]
将所述公有信号和各用户端对应的私有信号进行叠加，并向中继和各用户端广播对应的叠加信号；
[0067]
获取目标用户端反馈的解码信令，根据反馈的解码信令继续向所述目标用户端和中继同时广播对应的叠加信号；
[0068]
所述中继用于执行以下操作：
[0069]
获取侧广播的叠加信号和目标用户端反馈的解码信令；
[0070]
根据获取的解码信令对所述侧广播的叠加信号进行解码，并将解码后的信号
转发至所述目标用户端；
[0071]
或根据获取的解码信令对所述侧广播的叠加信号进行信号放大处理，并将放大后的信号转发至所述目标用户端。
[0072]
第四方面，本发明还提供一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述存储介质存储有自适应信号传输程序，所述自适应信号传输程序被处理器执行时用于实现如第一方面所述的自适应信号传输方法。
[0073]
本发明采用上述技术方案具有以下效果：
[0074]
本发明在侧对用户信息进行速率分割处理，将公有信号和各用户端对应的私有信号进行叠加广播，以及根据目标用户端反馈的解码信令继续向目标用户端和中继同时广播对应的叠加信号；在中继侧根据解码信令对侧广播的叠加信号进行解码，并将解码后的信号转发至目标用户端；或根据解码信令对侧广播的叠加信号进行信号放大处理，并将放大后的信号转发至目标用户端。本发明基于短包传输和速率分割多址接入机制实现自适应中继协作传输方式，在有限的频谱资源上支持大量设备的短包接入，同时保证设备通信的高效传输，解决了现有的协作速率分割多址技术无法根据信道变化和设备通信需求而实现自适应性速率分割的问题。
附图说明
[0075]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
[0076]
图1是本发明的一种实现方式中自适应信号传输方法的侧的流程图。
[0077]
图2是本发明的一种实现方式中自适应信号传输方法的中继侧的流程图。
[0078]
图3是本发明的一种实现方式中-中继-用户信令交互示意图。
[0079]
图4是本发明的一种实现方式中自适应信号传输系统的功能原理图。
[0080]
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0081]
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0082]
示例性方法
[0083]
目前的关于协作速率分割多址技术研究中，未设计基于短包传输的中继协议，其次中继协作方案不具有自适应性；而且，未考虑信道状态变化以及设备通信需求的变化，例如：弱信道用户解码是否能够满足其服务质量需求的变化，中继是否能够解码需要转发的公有信息以保证弱信道用户的服务质量需求和系统的频谱效率需求。
[0084]
针对上述技术问题，本发明实施例中提供了一种自适应信号传输方法，基于短包传输和速率分割多址接入机制实现自适应中继协作传输方式，在有限的频谱资源上支持大量设备的短包接入，同时保证设备通信的高效传输，解决了现有的协作速率分割多址技术
无法根据信道变化和设备通信需求而实现自适应性速率分割的问题。
[0085]
实施例1
[0086]
如图1所示，本实施例提供一种自适应信号传输方法，包括以下步骤：
[0087]
步骤s100，获取各用户端对应的用户信息，对获取的用户信息进行速率分割处理，得到公有信号和各用户对应的私有信号。
[0088]
在本实施例中，在短包传输条件下，根据信道状态(即信道功率增益)以及设备通信需求(即速率要求)，同时考虑弱信道用户端以及中继的解码能力，自适应地调整中继协作的策略(即中继解码转发或放大转发或不动作)，提升处于弱信道条件下设备的通信能力；从而在有限频谱资源上提高弱信道设备的速率，保证其可靠性，进而支持更多的设备短包接入，满足下一代物联网大连接和高谱效的通信需求。
[0089]
具体地，在本实施例的一种实现方式中，步骤s100包括以下步骤：
[0090]
步骤s101，根据预设分割系数将各用户信息分割为对应的公有信息和私有信息；
[0091]
步骤s102，将分割后的所有公有信息进行合并，并根据共有码本将合并后的公有信息编码为公有信号；
[0092]
步骤s103，根据所述共有码本将各私有信息编码为对应的私有信号。
[0093]
在本实施例中，如图4所示，在一种通信场景下，系统包括：一个，一个专有中继以及两个用户端(用户1和用户2)；当然，也可以扩展到多用户场景，每个节点配置单天线且工作在半双工模式，通过专有中继协作帮助用户1和用户2的信息传输。到中继、用户1和用户2的信道表示为hr、h1和h2，中继到用户1和用户2的信道表示为h
r1
和h
r2
。其中，用户1为强信道用户，用户2为弱信道用户，即|h1|2》|h2|2。
[0094]
本实施例基于速率分割多址技术，提出了基于短包传输的速率多址传输方案，设计自适应中继协作方案，整个通信过程可以大体分为两个阶段，第一阶段为基于速率分割多址的广播阶段，第二阶段为协作阶段。其中，第一阶段为侧实现的阶段，第二阶段为中继实现的阶段。
[0095]
在第一阶段中，侧采用速率分割技术将用户i(i＝1,2)的信息wi分割为各自对应的公有信息w
i,c
和私有信息w
i,p
，然后将两用户的公有信息合并为wc，公有信息对用户1和用户2的分割系数为α1和α2(例如，分割系数可以设为0.5，即α1和α2均为0.5)，并使用共有码本(即wc的码本，通过符号映射进行编码)将合并的公有信息编码为公有信号sc，将各自的私有信息编码为各自的私有信号s
i,p
(私有信息也是采用与公有信息同样的编码方式)。
[0096]
如图1所示，在本实施例的一种实现方式中，自适应信号传输方法还包括以下步骤：
[0097]
步骤s200，将所述公有信号和各用户端对应的私有信号进行叠加，并向中继和各用户端广播对应的叠加信号。
[0098]
在本实施例中，在编码得到公有信号sc，以及编码得到各用户端对应的私有信号s
i,p
后，侧将sc和s
i,p
的叠加并广播至中继和各用户端；并且，在侧广播信号的过程中，根据功率分配策略对不同的信号分配不同的广播功率。
[0099]
具体地，在本实施例的一种实现方式中，步骤s200包括以下步骤：
[0100]
步骤s201，根据预设功率分配策略分别对所述公有信号和各私有信号分配对应的功率；
[0101]
步骤s202，将所述公有信号和各用户端私有信号进行叠加，并向所述中继和各用户端广播对应的叠加信号。
[0102]
在本实施例中，侧将sc和s
i,p
的叠加并广播，在侧广播叠加信号的过程中，可以根据预设功率分配策略分别对公有信号和各私有信号分配对应的功率；其中，预设功率分配策略可以是平均功率分配策略，sc和s
i,p
分配功率分别为pc和p
i,p
；在分配功率后，侧广播的信号为：
[0103][0104]
其中，x为广播信号；
[0105]
sc为公有信号；
[0106]
pc为公有信号分配功率；
[0107]si,p
为用户i的私有信号；
[0108]
p
i,p
为用户i的私有信号分配功率。
[0109]
侧速率分割过程举例说明：
[0110]
假设用户1和用户2的的信息分别为w1＝(a1,a2,a3,a4)∈w1＝{0000,0001,...,1111}和w2＝(b1,b2,b3)∈w2＝{000,001,...,111}，w1分割后为w
1,c
＝(a1,a2)和w
1,p
＝(a3,a4)，w2分割后为w
2,c
＝(b1)和w
2,p
＝(b2,b3)，再将w
1,c
和w
2,c
合并为拥有信息wc＝(w
1,c
,w
2,c
)＝(a1,a2,b1)，得到叠加信号。
[0111]
如图1所示，在本实施例的一种实现方式中，自适应信号传输方法还包括以下步骤：
[0112]
步骤s300，获取目标用户端反馈的解码信令，根据反馈的解码信令继续向所述目标用户端和中继同时广播对应的叠加信号。
[0113]
在本实施例中，在侧广播信号后，各用户端则会接收到相应的广播信号；在各用户端接收侧的广播信号后，会对相应的广播信号进行解码，并将解码结果设置为解码信令，向侧以及中继反馈该解码信令；对于各用户端反馈的解码信令，侧需要获取弱信道用户端(即目标用户端)反馈的解码信令，并根据弱信道用户端反馈的解码信令选择是否通过中继协作发送信号。
[0114]
具体地，在本实施例的一种实现方式中，步骤s300包括以下步骤：
[0115]
步骤s301，获取所述目标用户端反馈的解码信令；
[0116]
步骤s302，根据所述解码信令判断所述目标用户端是否成功解码对应的叠加信号；
[0117]
步骤s303，若为是，则继续向所述目标用户端和中继同时广播对应的叠加信号；
[0118]
步骤s304，若为否，则侧不动作，通过中继协作发送对应的叠加信号。
[0119]
在本实施例中，解码信令为弱信道用户端根据第一阶段得到的总速率与目标速率的对比结果，而反馈的成功解码信令或失败解码信令；其中，弱信道的第一阶段的总速率为侧分割的速率，目标速率为通信协议中配置的速率。
[0120]
若在侧广播信号的过程中，弱信道用户端得到的总速率大于或等于目标速率的一半，则表示该弱信道用户端可以解码侧的广播信号，此时，只通过广播就可以满足弱信道用户端的速率需求，弱信道用户端反馈其可以成功解码信令给和中继，则
第二阶段不需要中继协作，继续广播而中继保持沉默；若弱信道用户端得到的总速率小于目标速率的一半，则需要中继协作传输侧的广播信号。
[0121]
具体地，在本实施例的一种实现方式中，侧对各用户端分割速率，包括以下步骤：
[0122]
步骤s401，确定所述中继和各用户端接收到的信号；
[0123]
步骤s402，根据确定的信号计算得到所述中继和各用户端解码所述公有信号对应的第一信噪比；
[0124]
步骤s403，根据确定的信号计算得到各用户端解码对应的私有信号的第二信噪比；
[0125]
步骤s404，根据短包传输容量算法和所述第一信噪比分配所述中继和各用户端解码所述公有信号的第一速率；
[0126]
步骤s405，根据短包传输容量算法和所述第二信噪比分配各用户端解码对应私有信号的第二速率；
[0127]
步骤s406，根据所述第一速率和所述第二速率向所述中继和各用户端广播对应的叠加信号。
[0128]
在本实施例中，在第一阶段中，中继和两用户(用户1和用户2)接收到的信号为：
[0129][0130]
其中，hj为到中继、用户1和用户2的信道系数；
[0131]
nj为中继、用户1和用户2的接收噪声。
[0132]
中继和两用户解码公有信号的信干噪比为：
[0133][0134]
两用户解码各自私有信号的信干噪比分别为：
[0135][0136]
其中nj(j＝r,1,2)为中继和两用户的接收噪声功率，利用已有的短包传输理论，点对点系统短包传输的容量为：
[0137][0138]
其中m为发送信息的包长，ε为系统可容忍的误包率，γ点对点传输无限包长的系统容量，表示高斯白噪声信道的信道差量，q-1
(ε)表示的反函数。根据短包传输容量公式，可得到中继和两用户解码公有信号的速率为：
[0139][0140]
为了确保两用户都可以成功解码公有信号，在广播阶段解码公有信号的速率受限于两用户解码公有信号的最小值即：
[0141][0142]
这里把公有速率分割成两部分，其中分配给用户1而分配给用户2。
[0143]
另外，用户i解码各自私有信号的速率为：
[0144][0145]
最终，得到用户i在第一阶段的总速率为：
[0146][0147]
在本实施例中，侧可以根据各用户端接收的信号确定其信道状态，并且根据短包传输理论及对应的信道状态，为各用户端自适应分配对应的速率，从而根据分配的速率向中继和各用户端广播对应的叠加信号，完成侧在第一阶段的信号广播过程。
[0148]
实施例2
[0149]
如图2所示，本实施例提供一种自适应信号传输方法，包括以下步骤：
[0150]
步骤s500，获取侧广播的叠加信号和目标用户端反馈的解码信令。
[0151]
在本实施例中，根据弱信道设备解码信号的情况，将解码结果反馈给和中继节点，进一步地中继节点再对解码其公有信息结果进行判断，最终决定第二阶段中继的协作传输模式；通过该方案，可以依据设备间差异化通信需求以及信道状态变化，提供更高的频谱利用率，满足大量用户短包接入，实现物联网大连接和高谱效需求。
[0152]
在第二阶段中，中继可以根据第一阶段用户2解码自身信号和中继解码公有信号sc的情况，和中继自适应地调整传输策略帮助用户2的信息传输。具体为：中继获取侧广播的叠加信号和用户2反馈的解码信令，根据用户2反馈的解码信令对侧广播的叠加信号进行解码，或者对侧广播的叠加信号进行信号放大处理，从而实现中继协作的过程。
[0153]
如图2所示，本实施例提供一种自适应信号传输方法，还包括以下步骤：
[0154]
步骤s600，根据获取的解码信令对所述侧广播的叠加信号进行解码，并将解码后的信号转发至所述目标用户端。
[0155]
在本实施例中，用户2反馈的解码信令为：用户2根据广播阶段得到的总速率与目标速率的对比结果，而反馈的成功解码信令或失败解码信令。中继根据这个解码信令来决定是否进行解码转发或者放大转发。
[0156]
具体地，在本实施例的一种实现方式中，步骤s600包括以下步骤：
[0157]
步骤s601，根据所述解码信令判断所述目标用户端是否成功解码对应的叠加信号；
[0158]
步骤s602，若所述目标用户端成功解码对应的叠加信号，则对所述侧广播的叠加信号不进行处理；
[0159]
步骤s603，若所述目标用户端失败解码对应的叠加信号，则判断是否满足协作解码的条件；
[0160]
步骤s604，若满足所述协作解码的条件，则对所述叠加信号中的公有信号进行解码，并将解码后的信号转发至所述目标用户端。
[0161]
在本实施例中，用户2比较其在第一阶段得到的总速率与第一阶段目标速率其中为用户2两阶段总的目标速率(具体根据用户1和用户2的应用场景需求，本实施例中可设为1bit/s)。
[0162]
如果满足条件说明只通过广播就可以满足用户2的速率需求，用户2反馈其可以成功解码信令给和中继(用户2同时反馈信令给和中继)，则第二阶段不需要中继协作，继续广播而中继保持沉默，则两用户两阶段总速率为
[0163]
如果满足条件说明只通过广播无法满足用户2的速率需求，用户2反馈其解码失败信令给和中继，则中继需要在第二阶段协作用户2的信息传输。
[0164]
进一步地，在需要中继协作条件下中继首先判断其是否能成功解码公有信号sc。
[0165]
如果中继判断其满足条件(为中继解码公有信号速率，为解码公有信号的目标速率，中继可以通过广播获得)；说明中继可以成功解码公有信号，则第二阶段中继采用解码转发方案；如果满足条件说明中继无法解码公有信号，则第二阶段中继采用放大转发方案。
[0166]
具体地，在本实施例的一种实现方式中，步骤s604包括以下步骤：
[0167]
步骤s604a，计算所述目标用户端的接收信号及解码所述公有信号的信噪比；
[0168]
步骤s604b，采用最大比值合并法计算得到所述目标用户端解码所述公有信号的总信噪比；
[0169]
步骤s604c，根据短包传输容量算法计算得到所述目标用户端在整个通信过程解码所述公有信号的速率；
[0170]
步骤s604d，将整个通信过程解码所述公有信号的速率与广播阶段解码私有信号的速率相加，得到所述目标用户端的最终速率；
[0171]
步骤s604e，根据所述目标用户端的最终速率将信号转发至所述目标用户端。
[0172]
在本实施例中，在采用解码转发方案时，中继将其解码的公有信号sc广播转发给两用户(中继采用串行干扰消除技术(sic)进行解码)，该中继转发的信号为：
[0173][0174]
其中pr为中继的发送功率，得到两用户接收到信号为：
[0175][0176]
则两用户在第二阶段解码公有信号的信干噪比为：
[0177][0178]
在两用户使用最大比值合并方法(即接收端收到多路信号，分别计算每一路信号的信干噪比，然后加权合并)将两阶段接收信干噪比相加，得到解码转发方案两用户解码公有信号总信干噪比为：
[0179][0180]
从而利用短包传输理论得到两用户在整个通信过程解码公有信号速率为：
[0181][0182]
考虑到解码转发策略在第一阶段中继也需要解码公有信号，则最终解码公有信号的速率为中继和两用户在整个通信过程解码公有信号的最小值：
[0183][0184]
将两阶段解码公有信号的速率与第一阶段解码私有信号的速率相加，得到两用户最终的速率为：
[0185][0186]
在本实施例中，中继根据两用户上述最终的速率进行分配，将解码信号转发至各用户端，从而实现中继解码转发方案。
[0187]
如图2所示，本实施例提供一种自适应信号传输方法，还包括以下步骤：
[0188]
步骤s700，根据获取的解码信令对所述侧广播的叠加信号进行信号放大处理，并将放大后的信号转发至所述目标用户端。
[0189]
在本实施例中，如果通过广播无法满足用户2的速率需求，用户2反馈其解码失败信令给和中继，则中继需要在第二阶段协作用户2的信息传输；如果中继判断其满足条件说明中继无法解码公有信号，则第二阶段中继采用放大转发方案。
[0190]
具体地，在本实施例的一种实现方式中，步骤s700包括以下步骤：
[0191]
步骤s701，若不满足所述协作解码的条件，则根据获取放大转发策略；
[0192]
步骤s702，根据所述放大转发策略中的放大系数对所述侧广播的叠加信号进行信号放大处理，并将放大后的信号转发至所述目标用户端。
[0193]
在本实施例中，在采用放大转发方案时，采用放大转发策略而不是继续广播叠加信号的原因在于放大转发相比广播能提高用户2的接收信干噪比，有利于用户2在第二阶段解码；采用放大转发策略的中继放大转发系数为：
[0194][0195]
具体地，在本实施例的一种实现方式中，步骤s702包括以下步骤：
[0196]
步骤s702a，根据所述放大系数计算所述目标用户端接收的信号及信噪比；
[0197]
步骤s702b，根据放大的信噪比计算整个通信过程解码所述公有信号的速率及最终速率；
[0198]
步骤s702c，根据所述目标用户端的最终速率将信号转发至所述目标用户端。
[0199]
在本实施例中，采用放大转发策略两用户在第二阶段接收的信号为：
[0200][0201]
可以得到两用户的信干噪比为：
[0202][0203]
在两用户使用最大比值合并方法将两阶段接收信干噪比相加，得到放大转发方案两用户解码公有信号总信干噪比为：
[0204][0205]
进而得到两用户在整个通信过程解码公有信号速率为：
[0206][0207]
解码公有信号的速率为两用户在整个通信过程解码公有信号的最小值：
[0208][0209]
将两阶段解码公有信号的速率与第一阶段解码私有信号的速率相加，得到两用户速率：
[0210][0211]
在本实施例中，中继根据两用户上述相加的速率进行分配，将信号放大转发至各用户端，从而实现中继放大转发方案。
[0212]
结合上述两个实施例，在一种应用场景中，、中继以及用户信令的交互过程如下所示：
[0213]
步骤s1，广播叠加信号给中继和两用户(即用户1和用户2)；
[0214]
步骤s2，用户2判断是否可以解码；若为是，则执行步骤s3；若为否，则执行步骤s5；
[0215]
步骤s3，用户2反馈解码成功信令给和中继；
[0216]
步骤s4，继续广播叠加信号，中继不作处理；
[0217]
步骤s5，用户2反馈解码失败信令给和中继；
[0218]
步骤s6，中继判断是否可以解码；若为是，则执行步骤s7；若为否，则执行步骤s8；
[0219]
步骤s7，中继解码转发；
[0220]
步骤s8，中继采用放大转发。
[0221]
在上述交互过程中，根据各用户端的信道状态自适应分配速率，而在弱信道用户无法解码的状态下，中继根据自身的解码能力实现自适应协作传输，进行解码速率分配或者放大速率分配，从而实现中继解码转发方案或放大转发方案。
[0222]
本发明实施例通过上述技术方案达到以下技术效果：
[0223]
本发明实施例在侧对用户信息进行速率分割处理，将公有信号和各用户端对应的私有信号进行叠加广播，以及根据目标用户端反馈的解码信令继续向目标用户端和中继同时广播对应的叠加信号；在中继侧根据解码信令对侧广播的叠加信号进行解码，
并将解码后的信号转发至目标用户端；或根据解码信令对侧广播的叠加信号进行信号放大处理，并将放大后的信号转发至目标用户端。本实施例中基于短包传输和速率分割多址接入机制实现自适应中继协作传输方式，在有限的频谱资源上支持大量设备的短包接入，同时保证设备通信的高效传输，解决了现有的协作速率分割多址技术无法根据信道变化和设备通信需求而实现自适应性速率分割的问题。
[0224]
示例性设备
[0225]
如图4所示，基于上述实施例，本发明还提供一种自适应信号传输系统，包括：
[0226]
侧、中继以及多个用户端；
[0227]
所述侧用于执行以下操作：
[0228]
获取各用户端对应的用户信息，对获取的用户信息进行速率分割处理，得到公有信号和各用户对应的私有信号；
[0229]
将所述公有信号和各用户端对应的私有信号进行叠加，并向中继和各用户端广播对应的叠加信号；
[0230]
获取目标用户端反馈的解码信令，根据反馈的解码信令继续向所述目标用户端和中继同时广播对应的叠加信号；
[0231]
所述中继用于执行以下操作：
[0232]
获取侧广播的叠加信号和目标用户端反馈的解码信令；
[0233]
根据获取的解码信令对所述侧广播的叠加信号进行解码，并将解码后的信号转发至所述目标用户端；
[0234]
或根据获取的解码信令对所述侧广播的叠加信号进行信号放大处理，并将放大后的信号转发至所述目标用户端。
[0235]
在一个实施例中，提供了一种存储介质，其中，存储介质存储有自适应信号传输程序，自适应信号传输程序被处理器执行时用于实现如上的自适应信号传输方法。
[0236]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一非易失性存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。
[0237]
综上，本发明提供了一种自适应信号传输方法、系统及存储介质，方法包括：侧对用户信息进行速率分割处理，将公有信号和各用户端对应的私有信号进行叠加广播，以及根据目标用户端反馈的解码信令继续向目标用户端和中继同时广播对应的叠加信号；中继根据解码信令对侧广播的叠加信号进行解码，并将解码后的信号转发至目标用户端；或根据解码信令对侧广播的叠加信号进行信号放大处理，并将放大后的信号转发至目标用户端。本发明基于短包传输和速率分割多址接入机制实现自适应中继协作传输方式，在有限的频谱资源上支持大量设备的短包接入，同时保证设备通信的高效传输。
[0238]
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

技术特征：

1.一种自适应信号传输方法，其特征在于，所述自适应信号传输方法应用于侧，包括：获取各用户端对应的用户信息，对获取的用户信息进行速率分割处理，得到公有信号和各用户对应的私有信号；将所述公有信号和各用户端对应的私有信号进行叠加，并向中继和各用户端广播对应的叠加信号；获取目标用户端反馈的解码信令，根据反馈的解码信令继续向所述目标用户端和中继同时广播对应的叠加信号。2.根据权利要求1所述的自适应信号传输方法，其特征在于，所述对获取的用户信息进行速率分割处理，得到公有信号和各用户对应的私有信号，包括：根据预设分割系数将各用户信息分割为对应的公有信息和私有信息；将分割后的所有公有信息进行合并，并根据共有码本将合并后的公有信息编码为公有信号；根据所述共有码本将各私有信息编码为对应的私有信号。3.根据权利要求1所述的自适应信号传输方法，其特征在于，所述将公有信号和各用户端对应的私有信号进行叠加，并向中继和各用户端广播对应的叠加信号，包括：根据预设功率分配策略分别对所述公有信号和各私有信号分配对应的功率；将所述公有信号和各用户端私有信号进行叠加，并向所述中继和各用户端广播对应的叠加信号。4.根据权利要求1所述的自适应信号传输方法，其特征在于，所述广播叠加信号为：其中，x为广播信号；s
c
为公有信号；p
c
为公有信号分配功率；s
i,p
为用户i的私有信号；p
i,p
为用户i的私有信号分配功率。5.根据权利要求1所述的自适应信号传输方法，其特征在于，所述获取目标用户端反馈的解码信令，根据反馈的解码信令继续向所述目标用户端和中继同时广播对应的叠加信号，包括：获取所述目标用户端反馈的解码信令；根据所述解码信令判断所述目标用户端是否成功解码对应的叠加信号；若为是，则继续向所述目标用户端和中继同时广播对应的叠加信号；若为否，则侧不动作，通过中继协作发送对应的叠加信号。6.根据权利要求1所述的自适应信号传输方法，其特征在于，还包括：确定所述中继和各用户端接收到的信号；根据确定的信号计算得到所述中继和各用户端解码所述公有信号对应的第一信噪比；根据确定的信号计算得到各用户端解码对应的私有信号的第二信噪比；根据短包传输容量算法和所述第一信噪比分配所述中继和各用户端解码所述公有信
号的第一速率；根据短包传输容量算法和所述第二信噪比分配各用户端解码对应私有信号的第二速率；根据所述第一速率和所述第二速率向所述中继和各用户端广播对应的叠加信号。7.一种自适应信号传输方法，其特征在于，所述自适应信号传输方法应用于中继，包括：获取侧广播的叠加信号和目标用户端反馈的解码信令；根据获取的解码信令对所述侧广播的叠加信号进行解码，并将解码后的信号转发至所述目标用户端；或根据获取的解码信令对所述侧广播的叠加信号进行信号放大处理，并将放大后的信号转发至所述目标用户端。8.根据权利要求7所述的自适应信号传输方法，其特征在于，所述解码信令为所述目标用户端根据广播阶段得到的总速率与目标速率的对比结果而反馈的成功解码信令或失败解码信令。9.根据权利要求7所述的自适应信号传输方法，其特征在于，所述根据获取的解码信令对所述侧广播的叠加信号进行解码，并将解码后的信号转发至所述目标用户端，包括：根据所述解码信令判断所述目标用户端是否成功解码对应的叠加信号；若所述目标用户端成功解码对应的叠加信号，则对所述侧广播的叠加信号不进行处理；若所述目标用户端失败解码对应的叠加信号，则判断是否满足协作解码的条件；若满足所述协作解码的条件，则对所述叠加信号中的公有信号进行解码，并将解码后的信号转发至所述目标用户端。10.根据权利要求9所述的自适应信号传输方法，其特征在于，所述对叠加信号中的公有信号进行解码，并将解码后的信号转发至所述目标用户端，包括：计算所述目标用户端的接收信号及解码所述公有信号的信噪比；采用最大比值合并法计算得到所述目标用户端解码所述公有信号的总信噪比；根据短包传输容量算法计算得到所述目标用户端在整个通信过程解码所述公有信号的速率；将整个通信过程解码所述公有信号的速率与广播阶段解码私有信号的速率相加，得到所述目标用户端的最终速率；根据所述目标用户端的最终速率将信号转发至所述目标用户端。11.根据权利要求9所述的自适应信号传输方法，其特征在于，所述根据获取的解码信令对所述侧广播的叠加信号进行信号放大处理，并将放大后的信号转发至所述目标用户端，包括：若不满足所述协作解码的条件，则根据获取放大转发策略；根据所述放大转发策略中的放大系数对所述侧广播的叠加信号进行信号放大处理，并将放大后的信号转发至所述目标用户端。12.根据权利要求11所述的自适应信号传输方法，其特征在于，所述根据放大转发策略中的放大系数对所述侧广播的叠加信号进行信号放大处理，并将放大后的信号转发至
所述目标用户端，包括：根据所述放大系数计算所述目标用户端接收的信号及信噪比；根据放大的信噪比计算整个通信过程解码所述公有信号的速率及最终速率；根据所述目标用户端的最终速率将信号转发至所述目标用户端。13.一种自适应信号传输系统，其特征在于，包括：侧、中继以及多个用户端；所述侧用于执行以下操作：获取各用户端对应的用户信息，对获取的用户信息进行速率分割处理，得到公有信号和各用户对应的私有信号；将所述公有信号和各用户端对应的私有信号进行叠加，并向中继和各用户端广播对应的叠加信号；获取目标用户端反馈的解码信令，根据反馈的解码信令继续向所述目标用户端和中继同时广播对应的叠加信号；所述中继用于执行以下操作：获取侧广播的叠加信号和目标用户端反馈的解码信令；根据获取的解码信令对所述侧广播的叠加信号进行解码，并将解码后的信号转发至所述目标用户端；或根据获取的解码信令对所述侧广播的叠加信号进行信号放大处理，并将放大后的信号转发至所述目标用户端。14.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述存储介质存储有自适应信号传输程序，所述自适应信号传输程序被处理器执行时用于实现如权利要求1-6或7-12中任意一项所述的自适应信号传输方法。

技术总结

本发明公开了一种自适应信号传输方法、系统及存储介质，方法包括：侧对用户信息进行速率分割处理，将公有信号和各用户端对应的私有信号进行叠加广播，以及根据目标用户端反馈的解码信令继续向目标用户端和中继同时广播对应的叠加信号；中继根据解码信令对侧广播的叠加信号进行解码，并将解码后的信号转发至目标用户端；或根据解码信令对侧广播的叠加信号进行信号放大处理，并将放大后的信号转发至目标用户端。本发明基于短包传输和速率分割多址接入机制实现自适应中继协作传输方式，在有限的频谱资源上支持大量设备的短包接入，同时保证设备通信的高效传输。同时保证设备通信的高效传输。同时保证设备通信的高效传输。