[發明專利]用戶分簇方法、系統、存儲介質、計算機設備及應用

有效

• 申請號: 202011267021.1
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112566214B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 李靖;王文丹;葛建華;田潤茁;李慧芳;張賽
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04W40/24
• 分類號: H04W40/24
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

本發明屬于無線通信技術領域，公開了一種用戶分簇方法、系統、存儲介質、計算機設備及應用，根據系統內所有用戶的信道增益和用戶之間的信道相似度進行初始的用戶分簇；根據初始的用戶分簇結果對高斯混合模型的初始模型參數進行計算；計算每個樣本由各混合成分生成的后驗概率并迭代更新高斯混合模型的參數；判斷迭代次數是否達到設置的終止條件，若達到，則按照簇標記進行用戶分簇，否則，返回計算每個樣本由各混合成分生成的后驗概率并迭代更新高斯混合模型的參數。本發明優化了高斯混合模型的初始模型參數，相比傳統用戶分簇方法提升了系統吞吐量，可用于多天線非正交多址接入系統。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，尤其涉及一種用戶分簇方法、系統、存儲介質、計算機設備及應用。

背景技術

目前：用戶分簇方法是多天線非正交多址接入系統中，對系統的吞吐量影響較大的一項關鍵技術。遍歷搜索分簇方法是一種追求系統性能最大化的方法。BENJEBBOVU A等人在“Concept and Practical Considerations of Non-Orthogonal Multiple Access(NOMA)for Future Radio Access”(International Symposium on Intelligent SignalProcessing and Communications Systems.IEEE，2014：770-774)中提出遍歷搜索分簇方法將對所有可能的用戶分簇組合進行遍歷，因此總可以獲得目標函數的最優解或者局部最優解。然而遍歷搜索分簇方法的遍歷過程復雜度非常高，不適用于實際系統。

隨機用戶分簇方法是一種追求簡便的用戶分簇方法。Al-Obiedollah H等人在“Energy Efficient Beamforming Design for MISO Non-Orthogonal Multiple AccessSystems”(IEEE Transactions on Communications,2019，67(6):4117-4131)中提到隨機用戶分簇方法，根據各用戶所需帶寬以及它們的目標信息速率，將它們分配在合適的子頻帶上，在用戶部署過程中，僅考慮用戶自身所需資源量。

預分組分簇方法按照用戶的長期信干噪比將用戶進行分簇，然后從用戶簇中分別隨機選取若干個用戶為同簇用戶。Ding Z等人在“Impact of User Pairing on 5G Non-orthogonal Multiple-Access Downlink Transmissions”(IEEE Transactions onVehicular Technology,2016,65(8):6010-6023)中提到預分組分簇方法實施過程中可能存在強弱用戶集合分布不均或者間隔值處用戶較為集中等問題，進而導致用戶簇中所選擇用戶無法達到一定的信道質量間隔，影響系統獲得更高的系統吞吐量。

固定分組算法先根據用戶的信道增益高低對用戶進行分組，再將信道增益相差大的用戶進行配對。Sun Q等人在“On the Ergodic Capacity of MIMO NOMA Systems”(IEEEWireless Communications Letters,2015,4(4):405-408)中采用固定分組算法，首先將用戶的信道增益進行排序，并分為兩類。以兩用戶的復用用戶數為例，信道增益較高的用戶劃分至A用戶集，信道增益較低的用戶劃分至B用戶集，然后將信道增益相差最大的兩個用戶進行配對，信道增益次高用戶和信道增益次低的用戶進行配對，以此類推。這樣用戶之間分配相差較大的功率以便于接收端的正確解調。另外，分組中信道增益較高的用戶也可以借助信道增益較差但分得較大功率的用戶來獲取較多的吞吐量，從而提升系統總的吞吐量性能。

通過上述分析，現有技術存在的問題及缺陷為：

(1)目前的隨機用戶分簇方法整個實現過程中并未考慮用戶間的干擾問題，系統性能較差；