[發(fā)明專利]一種基于NOMA技術(shù)中互補幾何規(guī)劃問題的解決方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911321994.6
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN111083774A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設計）人: 王洋軒;趙應濤;馮騰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第二十研究所
• 主分類號: H04W52/24
• 分類號: H04W52/24;H04W52/26
• 代理公司: 西北工業(yè)大學專利中心 61204
• 代理人: 金鳳

本發(fā)明提供了一種基于NOMA技術(shù)中互補幾何規(guī)劃問題的解決方法，利用無限迭代的方式進行連續(xù)凸逼近，使得每一次迭代都可將非凸問題轉(zhuǎn)化為凸優(yōu)化問題，然后計算與上一次結(jié)果差值的絕對值，當差值小于一定值時，即可得出該精度下互補幾何規(guī)劃的最優(yōu)解。對于在通信系統(tǒng)中復雜度較高非凸問題提供一種新的解法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及5G通信領(lǐng)域，尤其是一種NOMA技術(shù)的解決方法。

背景技術(shù)

假設5G通信一個單基站下行傳輸?shù)南到y(tǒng)，其中有一個分組子網(wǎng)的集合S，每一個子網(wǎng)s(s∈S)有K_s個用戶。整個系統(tǒng)總用戶數(shù)K＝∑_s∈SK_s。為保障每個子網(wǎng)的獨立性，虛擬無線網(wǎng)絡(VWN)中對于每一個子網(wǎng)s有要求的子網(wǎng)最低傳輸速率要求記為VWN傳輸模式為非正交多址技術(shù)(NOMA)，即整個頻段為所有用戶共享。

當使用NOMA技術(shù)時，每一個子網(wǎng)都有一個要求的子網(wǎng)最低傳輸速率來保障服務質(zhì)量，最小發(fā)射功率的優(yōu)化問題可表示為：

此時最小發(fā)射功率的優(yōu)化問題為非凸問題，常規(guī)算法無法求解。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于NOMA技術(shù)中互補幾何規(guī)劃問題的解決方法。利用無限迭代的方式進行連續(xù)凸逼近，使得每一次迭代都可將非凸問題轉(zhuǎn)化為凸優(yōu)化問題，然后計算與上一次結(jié)果差值的絕對值，當差值小于一定值時，即可得出該精度下互補幾何規(guī)劃的最優(yōu)解。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案的步驟如下：

【步驟1】假設帶寬為B，分為N個子信道B＝{1,…N}，被分配到子網(wǎng)s子信道n的用戶k_s所得到基站(BS)的信道增益為：

其中為衰減因數(shù)，為該用戶到基站的半徑距離，λ為信道衰減指數(shù)；

當使用NOMA技術(shù)時，首先將各個用戶按照信道增益增序排列如下|h₁,n|＜|h₂,n|＜...＜|h_K,n|,利用SIC算法在子信道n中，索引值為i的k_s用戶移除其他用戶(j≠i且j＜i)的干擾，對于剩下用戶的干擾，k_s用戶則不能移除索引值為j＞i用戶的干擾，因此，用戶k_s的SINR表示為：

其中β_i,n為第i個用戶在子信道n的功率分配因數(shù)，σ²為噪聲，可得用戶k_s的傳輸速率為：

每一個子網(wǎng)s∈S都有一個要求的子網(wǎng)最低傳輸速率用來保障服務質(zhì)量，表示為：

假設β＝[β₁,...,β_S]為全部用戶的功率分配因數(shù)，那么最小發(fā)射功率的優(yōu)化問題表示為：

將問題轉(zhuǎn)換成不等式約束和等式約束均為正項式的互補幾何規(guī)劃問題；

假設可得：

由公式(6)可得，公式(5)寫作：

【步驟2】此時應用CGP，假設t₁為迭代次數(shù)，每次迭代中，非凸的函數(shù)通過松弛近似的寫成凸的部分，在t₁次迭代中可寫為：

其中，對于所有i和n∈N：