异步免调度多址接入方法、装置、电子设备和存储介质与流程

1.本公开属于通信技术领域，特别涉及一种异步免调度多址接入方法、装置、电子设备和存储介质。


背景技术：

2.高可靠低时延通信(ultra
‑
reliable and low
‑
latency communications，urllc)在5g标准和学术界中得到了广泛关注和研究，这一场景需求将在6g中得到进一步追求。在大规模机器通信(massive machine type communications，mmtc)中，用户设备发送的数据量小，属于短包，部分场景下还有低时延高可靠的需求。因用户和基站之间需要多次交互，基于调度的接入(grant
‑
based access)难以满足短包的低时延高可靠需求。在免调度接入(grant
‑
free access)中，用户不需要向基站请求分配传输资源，因此可以免去调度过程带来的时延。因此免调度接入被认为一种可行的满足短包低时延高可靠需求的接入方案。
3.在免调度接入中，基站需要进行活跃性检测，以确定当前有多少用户接入，并且对这些活跃用户做信道估计。针对免调度接入的活跃性检测和信道估计问题，已存在一系列算法。然而，这些算法考虑的是同步的免调度接入，即活跃用户的起始接入时刻是相同的，这意味着当信道被活跃用户占用时，新的活跃用户不能接入。有人提出了异步的免调度接入方案，在这种方案中，信道被活跃用户占用时，仍允许新的活跃用户接入。在同步接入中，用户需要等到信道空闲才能接入，因此产生了等待时延，而在异步接入中，用户不需要等到信道空闲才开始接入，因此减小了等待时延。在随机接入信道中广泛使用的时隙aloha协议也是一种异步的免调度接入方案，在时隙aloha中，用户可以在任意时隙主动地发送数据包。然而，时隙aloha不能很好地解决数据包碰撞问题，发生碰撞的数据包直接丢弃，没有充分利用起来，导致用户在信道条件差时需要频繁重传。
4.已有文献分析了在基站拥有完美活跃用户信道状态信息的条件下，异步接入在低信噪比下能获得远低于同步接入的时延性能，这一点表明异步接入非常适合满足低功耗场景下，短包通信的低时延需求。此外，异步免调度接入也面临活跃用户检测和信道估计问题，并且在异步接入中，基站除了要检测当前时刻有多少活跃用户，还需要获取这些活跃用户的起始接入时刻。


技术实现要素：

5.本公开的目的是为克服已有技术的不足之处，提供一种异步免调度多址接入方法、装置、电子设备和存储介质。本公开能解决异步免调度接入中的活跃用户检测和信道估计问题，并且能保持异步接入方案相对于同步接入方案的低时延优势。
6.本公开第一方面实施例提出一种异步免调度上行非正交多址接入方法，包括：
7.设备从一个帧中选取接入机会进行接入，从所述接入机会关联的导频序列集合中选取导频序列作为导频信号，并从所述接入机会关联的编码方式集合中选取编码方式为待传输数据编码得到数据信号；将所述导频信号和所述数据信号按照设定的帧格式进行排列
得到所述设备的传输信号；
8.基站接收所述设备的传输信号，检测活跃设备和估计活跃设备的信道，以完成解码。
9.在本公开的实施例中，所述导频序列集合之中的多个导频序列长度相等，所述接入机会关联的导频序列集合和所述接入机会关联的编码方式集合之间为一一映射的关系。
10.在本公开的一个实施例中，所述帧格式的设定方法为：
11.将所述一个帧划分为连续的多个资源单位，所述资源单位包括数据资源单位和导频资源单位，所述数据资源单位用于传输所述数据信号，所述导频资源单位用于传输所述导频信号；将所述帧内若干个设定位置的资源单位设置为接入机会；其中每个帧内的所述数据资源单位和所述导频资源的排列方式以及所述接入机会的位置均保持一致。
12.在本公开的一个实施例中，在所述设备从一个帧中选取接入机会开始接入前，所述方法还包括：
13.确定所述接入机会；
14.其中，所述确定所述接入机会包括：
15.用户准备在任一所述接入机会开始接入时，按照概率p选择在所述接入机会开始接入，按照概率1
‑
p选择不在所述接入机会接入。
16.在本公开的一个实施例中，所述编码方式均为无码率编码。
17.在本公开的一个实施例中，所述基站接收所述信号，检测活跃设备和估计活跃设备的信道，以完成解码，包括：
18.确定检测区间，其中所述检测区间的长度与所述导频序列的长度相等；
19.在所述检测区间内检测所述活跃设备并进行所述活跃设备的信道估计；
20.输出当前所述检测区间内所述活跃设备检测结果和所述活跃设备的信道估计结果；
21.对所述活跃设备解码；其中，对解码成功的所述活跃设备发送确认字符ack。
22.在本公开的一个实施例中，所述活跃设备的信道估计，包括：
23.1)令在第t个资源单位末检测；
24.检测区间为第t
‑
n 1个资源单位到第t个资源单位，检测区间的长度n与单次传输信号长度的上限相等，n＝f
max
n
f
，n
f
为一个帧中资源单位的总数，f
max
为正整数；
25.当一个帧内所有资源单位均为接入机会时，在所述检测区间接收到的导频信号y表示为：
26.y＝φx iz n
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
27.其中，
28.x＝[g
t
‑
n 1,1
,...,g
t
‑
n 1,m
,...,g
t,1
,...,g
t,m
]
t
，
[0029]
g
i,j
＝a
i,j
h
i,j
；
[0030]
a
i,j
＝1表示有用户在第i个资源单位选择该资源单位对应的导频序列集合中的第j个导频序列开始接入，a
i,j
＝0表示没有用户在第i个资源单位选择该资源单位对应的导频序列集合中的第j个导频序列开始接入，h
i,j
是在第i个资源单位选择了该资源单位对应的
导频序列集合中的第j个导频序列开始接入的设备的信道系数；n是方差为δ2的高斯白噪声；矩阵φ和i分别由f
max
个子矩阵构成，且每个子矩阵φ
i
和i
i
都是复数域上l
p
行mn
f
列的矩阵，i＝1,2,...,f
max
，m为导频序列集合中导频序列的总数；
[0031]
φ
i
和i
i
具体表示如下：
[0032][0033][0034]
其中，s[i:j]表示矩阵s的第i列到第j列所构成的子矩阵，s
i,j
表示一个帧内的第i个接入机会对应的导频序列集合中的第j个导频序列；m为导频序列集合中导频序列的数目；
[0035]
设置参数δ1，δ2；
[0036]
2)将导频信号y赋给r，令指标集γ＝{1,...,nm}，令x的估计值
[0037]
3)令q＝φ
h
r；
[0038]
4)令f
max
＝max
j∈γ
f(j)，i
max
＝arg max
j∈γ
f(j)；
[0039]
其中，
[0040][0041]
其中，q
j
表示q的第j个元素，表示φ的第j列；
[0042]
5)判定：若||r||2＞δ1||y||2且f
max
＞δ2，则令并回到步骤3)；否则方法结束，输出信道估计结果；
[0043]
其中，φ
λ
表示以指标集λ为索引的φ的列构成的矩阵，为矩阵的伪逆，即
[0044]
本公开第二方面实施例提出一种异步免调度上行非正交多址接入系统，包括设备端和基站端，：
[0045]
所述设备端用于从一个帧中选取接入机会接入，从所述接入机会关联的导频序列集合中选取导频序列作为发射导频序列，并从所述接入机会关联的编码方式集合中选取编码方式为待传输数据编码；
[0046]
所述基站端用于接收所述设备端传输的信号，检测活跃设备和估计活跃设备的信道，以完成解码。
[0047]
本公开第三方面实施例提出一种电子设备，包括：
[0048]
至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；
[0049]
其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被设置为用于执行上述一种异步免调度上行非正交多址接入方法。
[0050]
本公开第四方面实施例提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述一种异步免调度上行非正交多址接入方法。
[0051]
本公开的特点及有益效果是：
[0052]
1)实现了一种能解决活跃用户检测和信道估计问题的异步免调度接入方案，并能发挥异步免调度接入的低时延潜力；
[0053]
2)预先配置导频序列和编码方式到接入机会的关联，使得基站能根据检测到的导频确定活跃用户的起始接入时刻并获知活跃用户所使用的编码方式；
[0054]
3)由于导频资源单位和数据资源单位在时间上交替分布，并且采用了ratelesscodes编码方式，可以使得用户发送了足够长的码字时，基站也接收到了足够长的导频序列用于检测和信道估计，从而实现了自适应的导频长度和码率；该编码方式能够实现非正交多址接入，较好地解决碰撞问题。
[0055]
4)本公开允许采用灵活的检测和信道估计算法，如现有的基于压缩感知的联合检测估计算法。
附图说明
[0056]
图1为本公开实施例的一种异步免调度上行非正交多址接入方法的整体流程图。
[0057]
图2为本公开一个具体示例的帧格式示意图。
[0058]
图3为本公开实施例的一种异步免调度上行非正交多址接入方法中的解码流程图。
[0059]
图4为本公开一个具体示例的矩阵φ的示意图。
[0060]
图5为本公开一个具体示例的矩阵i的示意图。
[0061]
图6为本公开一个具体示例的时延性能仿真图。
[0062]
图7为本公开一个具体示例的可靠性性能仿真图。
具体实施方式
[0063]
为了更加清晰说明本公开的目的、技术方案及优点，以下结合附图及实施实例对本公开作进一步详细说明。应当理解，此处所述的具体实施实例仅用于解释本公开的技术方案，并不用于限定本公开。
[0064]
本公开第一方面实施例提出一种异步免调度上行非正交多址接入方法，在本公开的一个实施例中，考虑一个上行免调度无线蜂窝系统，包含k个单天线用户，基站配置一根天线。时间资源被划分为符号，即资源单位。假设已完成上行同步，即所有用户与基站在符号上对齐。假设用户的信道在一个包的传输期间内保持不变，信道建模为单抽头模型，即每个用户的信道建模成一个信道系数，假设信道系数服从均值为0，方差为1的复循环高斯分布，这个假设相当于假设用户具有相同的大尺度衰落。假设在每个符号周期内，每个用户都有概率p
a
产生一个大小为n
b
比特的数据包，数据包存放在用户发射机的缓存中。该方法整体流程如图1所示，包括以下步骤：
[0065]
1)设置帧格式；具体包括：
[0066]
令一个帧包含连续的n
f
个资源单位，其中n
d
个为数据资源单位，其余的n
p
＝n
f
‑
n
d
个
为导频资源单位，一个帧内n
a
个特定位置的资源单位被设置为接入机会，每个帧内的数据资源单位和导频资源的排列方式和接入机会的位置保持一致，n
f
，n
d
，n
p
，n
a
均为正整数；
[0067]
其中，用户只能从接入机会开始接入，并在该接入机会后续的资源单位上通过导频资源单位传输该用户的导频信号，通过数据资源单位传输该用户的数据信号；
[0068]
在本公开的一个实施例中，具体的帧格式参数如下：
[0069]
令一个帧包含n
f
个资源单位，一个资源单位即一个符号周期，每个帧内前n
p
＝1个资源单位为导频资源单位，后n
d
个资源单位为数据资源单位；其中，每个帧所有资源单位均为接入机会；即n
a
＝n
f
。
[0070]
需要说明的是，本公开中所有帧的资源排列方式相同，满足这个条件的情况下，导频资源和数据资源的顺序可以任意设置。
[0071]
2)分配导频序列和编码方式；
[0072]
本公开的实施例中，所述分配导频序列和编码方式包括：
[0073]
建立一个导频序列池，该导频序列池中包含n
a
个相交为空的导频序列集合，每个导频序列集合包含相同数目的导频序列，导频序列集合的总数与一个帧中接入机会数目相等；
[0074]
准备n
a
个编码方式集合，每个编码方式集合由与每个导频序列集合中导频序列数目相等的编码方式组成。其中，，所述编码方式均为无码率编码rateless codes。由于导频资源单位和数据资源单位在时间上交替分布，并且采用了rateless codes编码方式，可以使得用户发送了足够长的码字时，基站也接收到了足够长的导频序列用于检测和信道估计，从而实现了自适应的导频长度和码率；
[0075]
在本公开的一些实施例中，每个帧的第一个接入机会都与第一个导频序列集合以及第一个编码方式集合关联，第二个到第n
a
个接入机会依此类推。同一个帧内的各接入机会所关联的导频序列完全不同；与同一个接入机会关联的导频序列集合和编码方式集合之间存在一一映射，具体地，两个集合间存在一一映射是指集合的元素间有一对一的配对关系。
[0076]
在本公开的一个具体实施例中，具体步骤如下：
[0077]2‑
1)建立由n
f
个导频序列集合组成的导频序列池(该实施例中n
a
＝n
f
)，记为1，2，
…
，n
f
，其中，每个导频序列集合包含m个导频序列，(m可为任意正整数，取值越大导频碰撞概率越小，但耗费传输资源越多，实际中需要权衡)任意两个导频序列集合交集为空。每个导频序列长度l
p
＝f
max
n
p
，其中f
max
是可以随信道条件和业务量水平调整的正整数；
[0078]2‑
2)准备n
f
个编码方式集合，记为1，2，
…
，n
f
,其中，每个编码方式集合包含m种编码方式；任意第i个(i＝1,...,n
f
)导频序列集合中的m个导频序列与第i个编码方式集合中的m个编码方式一一对应；
[0079]2‑
3)令每个帧的第i个接入机会都与i和i关联(i＝1,2,...,n
f
)；
[0080]
3)用户从选取的接入机会接入并传输信号；具体包括：
[0081]3‑
1)用户准备在某个接入机会开始接入时，按照概率p选择在这个接入机会开始接入，按照概率1
‑
p选择不在这个接入机会接入。
[0082]3‑
2)在某个接入机会开始接入的用户只能从该接入机会关联的导频序列集合中随机选择一个导频序列作为该用户的待传输的导频信号,且只能从该接入机会关联的编码
方式集合中选择与该导频序列对应的编码方式为该用户待传输的数据编码得到待传输的数据信号，且该用户将id作为数据的一部分传输；
[0083]
具体地，用户既需要发射数据信号又需要发射导频信号，根据帧格式来决定某个时刻发射什么类型信号，如在某个时刻，帧格式表示当前是导频资源单位，那么就应该在这个资源单位上发射导频信号。导频信号即一个由多个导频符号组成的导频序列，信号存储在缓冲区，可以视为一个符号队列，用户开始接入后，按照从队列头部到队列尾部的顺序，在导频资源单位上发射该符号队列。数据信号同理。
[0084]3‑
3)用户最多占用f
max
n
f
个资源单位(该资源单位既包括导频资源单位也包括数据资源单位)进行一次传输，用户在耗尽f
max
n
f
个资源单位时停止传输(其中，最后一个资源单位不一定是一个帧的末尾))，在停止传输之前，若该用户收到来自基站的ack(确认字符)，则可以提前停止传输。
[0085]
本公开的一个具体实施例中，用户从某一帧内第i个接入机会开始接入时，从
i
中随机选择一个导频序列，并选择与该导频序列关联的编码方式为该用户的数据编码。记用户选择的某个帧的第i个接入机会对应的导频集合中的第j个导频序列为其中表示一个帧内的第i个接入机会的第j个导频序列的第k个符号,用户在第i个接入机会及其之后的导频资源单位上依次发送
[0086]
图2给出了本公开一个具体实施例中n
p
＝1，n
d
＝2，f
max
＝4，m＝2时帧格式的示意图，图中展示了三个用户的接入过程，其中用户1和用户2从导频资源单位开始接入，用户3从数据资源单位开始接入；在用户1传输成功之前，用户2接入了信道，因此用户1和用户2相互干扰；用户3在用户2结束传输前也接入了信道，两者互相干扰。以用户1为例说明用户如何根据开始接入的时刻选择导频序列，用户1在第t
‑
18个资源单位开始接入，该接入机会是一个帧内第一个接入机会，因此该用户从1中随机选择了s
i,j
作为其导频序列。
[0087]
4)基站持续接收信号，持续检测活跃用户和估计活跃用户的信道，并尝试解码。本步骤流程如图3所示，具体步骤如下：
[0088]4‑
1)基站可以在任意资源单位结束时刻运行检测器和解码器，运行检测器和解码器前，先确定检测区间，所述检测区间是指包括当前资源单位在内的过去f
max
n
f
个资源单位所构成的一段连续的时间区间；
[0089]4‑
2)基站检测器完成检测区间内活跃用户检测和活跃用户的信道估计，基站可以基于但不限于检测区间内接收到的导频信号运行检测和估计算法；可选地，在运行具体检测和估计算法前，基站可以基于已有的检测结果和解码结果对接收到的导频信号做干扰消除；
[0090]
需要说明的是，本公开在这一步只对导频信号作消除，数据信号的干扰消除体现在后续sic解码算法中。
[0091]4‑
3)结合历史的用户检测和信道估计结果和当前结果，基站检测器输出当前检测区间内活跃用户检测结果和信道估计结果。由于基站可以在任意资源单位结束时刻运行检测器，在不同时刻构建的检测区间会有重叠部分，因此对某个特定资源单位接入的活跃用户可以有多次检测，产生多个检测结果，检测器需要根据特定规则确定当前时刻的检测结果，所述规则包括但不限于用最新的检测结果替换历史检测结果；
[0092]4‑
4)基站解码器根据检测器输出的当前活跃用户检测和信道估计的结果，尝试对当前检测到的多个活跃用户解码。基站可以使用但不限于串行干扰消除(serial interferencecancellation，sic)解码算法；
[0093]
对于解码成功的用户，基站可以从解码得到的数据中获取用户id，并通过下行信道对该用户发送ack。
[0094]
进一步地，本公开的的一些实施例中采用如下检测和估计算法。
[0095]
首先，对检测和估计问题建模如下：
[0096]
考虑在第t个资源单位(本公开的一个实施例中为导频资源单位)末检测，此时的检测区间为第t
‑
n 1个资源单位到第t个资源单位，其中n＝f
max
n
f
。在这个检测区间接收到的导频信号y可以表示为：
[0097]
y＝φx iz n
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0098]
其中，
[0099]
x＝[g
t
‑
n 1,1
,...,g
t
‑
n 1,m
,...,g
t,1
,...,g
t,m
]
t
，(x和z中的某个下标为i，j的元素表示在第i个资源单位选择了对应导频序列集合中第j个导频序列接入的用户的活跃标志a
i,j
和信道系数h
i,j
的乘积)其中g
i,j
＝a
i,j
h
i,j
，a
i,j
＝1表示在第i个资源单位有用户选择了该资源单位关联的导频序列集合中的第j个导频序列开始接入，h
i,j
是在第i个资源单位选择了该资源单位关联的导频序列集合中的第j个导频序列开始接入的用户的信道系数，根据该实施例的假设，h
i,j
～cn(0,1)；a
i,j
＝0表示在第i个资源单位没有用户选择了该资源单位关联的导频序列集合中的第j个导频序列开始接入。n是方差为δ2的高斯白噪声。矩阵φ和i分别由f
max
个子矩阵构成，个子矩阵构成，且每个子矩阵φ
i
和i
i
都是复数域上l
p
行mn
f
列的矩阵，i＝1,2,...,f
max
。φ
i
和i
i
可以具体表示如下：
[0100][0101][0102]
其中，其中s[i:j]表示矩阵s的第i列到第j列所构成的子矩阵，s
i,j
表示一个帧内的第i个接入机会对应的导频序列集合中的第j个导频序列。在图2所示帧格式下，矩阵φ和i均为4行24列的复数矩阵，矩阵φ和i的示意图如图4和图5所示，图中空白方块表示0，星号*表示该值取自某个导频序列。
[0103]
检测器的任务就是根据中收到的信号y恢复x。
[0104]
优选地，本公开的一个具体实施例中给出一种检测器方案如下：
[0105]4‑
1)确定检测区间。在第t个资源单位(要求是导频资源单位)末，确定检测区间为第t
‑
n 1个资源单位到第t个资源单位，并获取在检测区间内接收到的导频信号y；
[0106]4‑
2)进行检测区间内活跃用户检测和活跃用户的信道估计；具体包括：
[0107]4‑2‑
1)导频信号干扰消除。
[0108]
对于从第t
‑
2n 1个资源单位到第t个资源单位这段时间区间内开始接入的用户，若该用户在此时已经解码，则重构该用户的接收导频信号，并从y中消去上述重构的接收导
频信号。例如，第i个资源单位开始接入，并选择了对应导频序列集合中第j个导频序列作为其接入导频序列的用户，若其在此时已经解码，假设其信道系数估计值为其在检测区间内发送的导频信号为p
i,j
，p
i,j
是一个长度为l
p
的序列，则从y中减去
[0109]4‑2‑
2)用户活跃性检测和信道估计。
[0110]
估计式中的x，记估计值为：
[0111][0112]4‑
3)更新活跃性估计和信道估计。
[0113]
对于任意t
‑
n 1≤i≤t和1≤j≤m，若最新估计值为0，则不更新和若最新估计值为1，则令和更新为最新估计值。
[0114]
针对上述检测器方案，本公开的一个具体实施例中相应的解码器方案如下：
[0115]4‑4‑
1)解码器在第t个资源单位末，对第t
‑
n 1个资源单位到第t个资源单位内接入的用户尝试解码；
[0116]4‑4‑
2)对于任意t
‑
n 1≤i≤t和1≤j≤m，若则解码器能根据i和j的值确定活跃用户所使用的编码方式，利用信道估计值根据第i个资源单位到第t个资源单位上接收到的数据信号尝试对该用户解码，若解码成功，且从接收的数据信号中消去该用户的接收码字信号，即sic解码。否则将在下一次尝试解码。
[0117]
针对上述检测方案的步骤4
‑2‑
2)用户活跃性检测和信道估计，优选地，本公开的一个实施例提出一种基于正交匹配追踪的修正算法用于用户活跃性检测和信道估计，即先验信息辅助的正交匹配追踪算法，这里的先验信息指的是噪声功率、信道系数先验分布和用户活跃概率。在该算法中，假定基站知道噪声功率δ2。具体算法如下：
[0118]
步骤1，在第t个资源单位(要求是导频资源单位)末，根据式构建矩阵φ，设置算法参数δ1，δ2，算法参数可以通过多次试验取最优值；
[0119]
步骤2，将干扰消除后的导频信号y赋给r，令γ＝{1,...,nm}，
[0120]
步骤3，令q＝φ
h
r；
[0121]
步骤4，令f
max
＝max
j∈γ
f(j)，i
max
＝arg max
j∈γ
f(j)；
[0122]
步骤5，若||r||2＞δ1||y||2且f
max
＞δ2，则令并回到步骤3；否则结束算法。
[0123]
在上述算法中，λ是一个指标集，φ
λ
表示以指标集λ为索引的φ的列构成的矩阵，指矩阵的伪逆，即上述f(j)定义如下：
[0124][0125]
其中，q
j
表示q的第j个元素，其中，表示φ的第j列。
[0126]
为达上述目的，本公开第二方面实施例提出一种异步免调度上行非正交多址接入系统，包括用户端和基站端，：
[0127]
所述用户端用于从一个帧中选取接入机会接入，从所述接入机会关联的导频序列集合中选取导频序列作为发射导频序列，从所述接入机会关联的编码方式集合中选取编码方式为待传输数据编码；
[0128]
所述基站端用于接收所述用户端传输的信号，检测活跃用户和估计活跃用户的信道，以完成解码。
[0129]
在本公开的一个具体实施例中，在仿真中，设置系统参数为：用户数k＝50，包大小n
b
＝100，活跃概率p
a
＝0.5
×
10
‑3，每个用户发射功率相同，且归一化，发射功率与噪声功率之比即为信噪比。我们设置信噪比为
‑
6，
‑
3，0，3，6，10，16db，帧格式设置为n
p
固定为1，相应的n
d
＝50，40，30，30，30，20，20，f
max
＝100，90，80，70，60，50，40。我们对比上述帧格式下，同步接入和异步接入的平均传输时延，平均等待时延，以及两者之和(即平均总时延)，其中传输时延指一个包开始接入到收到ack的时间，等待时延指一个包在发送机缓冲区的时间，等待时延合传输时延的示意如图2中文字所示；并对比中断率，即在规定最多可占用的资源单位内，包传输失败的概率。在同步接入下，基站通过发送信标(beacon)通知活跃用户接入，用户接入时在一个导频池中随机选择导频序列，并根据所选导频序列选择确定的编码方式，在仿真中，上述导频池大小为40。对于同步接入，我们假设基站具有理想的活跃用户信息，并忽略信标的接收时延。对于异步接入，导频序列集合大小m＝2，所提先验信息辅助的正交匹配追踪算法中的参数设置为δ1＝0.5,0.5,0.5,0.5,0.5,0.5,0.1,0.01，δ2＝0.4207,0.3634,0.2857,0.2003,0.1254,0.0479,0.0239,0.0078。对500000个符号周期进行仿真，得到的结果如图6和图7所示，可以看出，在合理的信噪比范围内，所提的异步接入下的检测方案能达到比理想的同步接入方案更低的时延，并且达到接近理想同步方案的中断率。
[0130]
为了实现上述实施例，本公开第二方面实施例提出一种异步免调度上行非正交多址接入系统，包括设备端和基站端，：
[0131]
所述设备端用于从一个帧中选取接入机会进行接入，从所述接入机会关联的导频序列集合中选取导频序列作为导频信号，并从所述接入机会关联的编码方式集合中选取编码方式为待传输数据编码得到数据信号；将所述导频信号和所述数据信号按照设定的帧格式进行排列得到所述设备端的传输信号；
[0132]
所述基站端用于接收所述设备端的传输信号，检测活跃设备和估计活跃设备的信道，以完成解码。
[0133]
为了实现上述实施例，本公开第三方面实施例提出一种电子设备，包括：
[0134]
至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；
[0135]
其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被设置为用于执行上述一种异步免调度上行非正交多址接入方法。
[0136]
为了实现上述实施例，本公开第四方面实施例提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述一种异步免调度上行非正交多址接入方法。
[0137]
需要说明的是，本公开上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不
限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd
‑
rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、rf(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。
[0138]
上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备执行上述实施例的一种异步免调度上行非正交多址接入方法。
[0139]
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c ，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
[0140]
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技术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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0141]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0142]
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺
序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0143]
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程序，然后将其存储在计算机存储器中。
[0144]
应当理解，本技术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。
[0145]
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0146]
此外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0147]
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。