[發明專利]NOMA系統中的功率分配方法

有效

• 申請號: 201810876307.6
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN108616997B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 田心記;李曉靜
• 申請（專利權）人: 深圳市創仁水務科技有限公司
• 主分類號: H04W72/08
• 分類號: H04W72/08
• 代理公司: 杭州知管通專利代理事務所(普通合伙) 33288
• 代理人: 尉敏

1.NOMA系統中的功率分配方法，適用于包括1個基站和2K個用戶的單天線下行NOMA系統且用戶和基站都配置單天線，且基站和用戶都配置單天線，其特征在于：包括如下步驟：

A，基站根據自身到2K個用戶的信道將用戶分簇，每個簇包含兩個用戶，共分為K個簇，分別用u_k1和u_k2表示第k個簇的用戶，k＝1,2,…,K，基站到u_k1和u_k2的信道增益分別為h_k1和h_k2，|h_k1|≥|h_k2|，基站為每個簇分配一個子頻段，簇間子頻段正交；

B，分別用p_k1和p_k2表示基站為u_k1和u_k2分配的功率，p_k＝p_k1+p_k2，p_k是基站為第k個簇分配的總功率，基站根據信道計算u_k1譯碼自身期望接收信號時的信干噪比s_k1，基站根據信道計算u_k2譯碼自身期望接收信號時的信干噪比s_k2，k＝1,2,…,K，K是簇的總數，σ²是用戶接收到的噪聲的方差；

C，基站根據u_k1要求的最低單位帶寬速率r_k1得到u_k1所需的功率滿足a_k1是u_k1的最低單位帶寬速率需求r_k1對應的信干噪比，基站根據u_k2要求的最低單位帶寬速率r_k2得到u_k2所需的功率滿足a_k2是u_k2的最低單位帶寬速率需求r_k2對應的信干噪比，k＝1,2,…,K，K是簇的總數；

D，基站根據步驟C得到的u_k1和u_k2所需的最低功率以及p_k＝p_k1+p_k2計算得到第k個簇所需的最低功率p_k0，k＝1,2,…,K，K是簇的總數；

E，令v_k是第k個簇內兩個用戶的信干噪比的最小值，推導v_k與該簇的總功率p_k的關系可得，

其中，K是簇的總數，△_k1是a_k1a_k2且u_k1和u_k2的速率相同時該簇所需的最低功率，△_k2是a_k1≤a_k2且u_k1和u_k2的速率相同時該簇所需的最低功率；

F，基站設置總功率建立使得2K個用戶中最低速率最大化的功率分配優化問題，

其中，約束條件C1表示基站的總功率為P_max，約束條件C2表示為第k個簇分配的功率不能低于該簇所需的最低功率，否則無法滿足第k個簇內用戶的速率需求，p_k′是為第k個簇分配的最優功率，k＝1,2,…,K，K是簇的總數；

G，基站求解步驟F中的優化問題，得到p_k′，k＝1,2,…,K，K是簇的總數；

H，根據步驟G求得的p_k′，k＝1,2,…,K，為每個用戶分配功率，分別用p_k1′和p_k2′表示為u_k1和u_k2分配的功率，若a_k1a_k2且p_k′≤△_k1，若a_k1a_k2且p_k′△_k1，若a_k1≤a_k2且若a_k1≤a_k2且p_k′△_k2，

進一步，所述步驟G具體包括：

G1，令令p_k＝p_k0+β，用minrate表示最小的信干噪比，令minrate＝0且i＝0，令矩陣U為空矩陣，k＝1,2,…,K，K是簇的總數，i表示迭代次數，U的每行用來存放每次迭代過程中的功率；

G2，根據p_k計算v_k，k＝1,2,…,K，K是簇的總數，令mv＝min{v_k,k＝1,2,…,K}，若mv大于minrate，令index＝0且執行步驟G3及其后面的步驟，若mv小于等于minrate，則已經找出了最優功率，U(i-1,k)就是為第k個簇分配的功率，即p_k′＝U(i-1,k)，無需執行步驟G3；

G3，令i＝i+1且U(i,k)＝p_k，k＝1,2,…,K，令集合V為空集，將v_k放在集合V中，找出V中最小的元素對應的下標，用j表示，令p_j＝p_j+θ，θ是大于0的正數且θβ，θ的取值可調整，K是簇的總數；

G4，找出V中的最大的元素對應的下標，用m表示，若p_m0+θp_m，令p_m＝p_m-θ且index＝1，若p_m0+θ≥p_m，從V中刪除v_m，再次執行該步驟，直到index＝1；

G5，令minrate＝min{v_k,k＝1,2,…,K}，再次執行步驟G2、步驟G3、步驟G4和G5，直至找到最優的功率分配。