[發明專利]一種SCMA系統的子載波和功率分配方法

有效

• 申請號: 202011446599.3
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112702790B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 陳月云;劉媛;杜利平
• 申請（專利權）人: 北京科技大學;北京科技大學順德研究生院
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波;鄧琳

本發明公開了一種SCMA系統的子載波和功率分配方法，包括：以最大化系統用戶總平均意見分數和最小化系統功耗為預設的兩個目標，利用權值將所述兩個目標同時優化，并以每個用戶差異化體驗質量需求、基站總發射功率及SCMA稀疏特性為約束，建立子載波和功率分配優化模型；將優化問題轉化為子載波分配和功率分配兩個子問題，利用網格自適應直接搜索算法得到優化的子載波分配方案，根據得到的子載波與用戶的對應關系，采用連續凸逼近算法，得到每個用戶在子載波上的功率。本發明能夠有效提升用戶QoE，并實現QoE和系統功耗間的折衷。

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，特別涉及一種SCMA系統的子載波和功率分配方法。

背景技術

隨著無線通信網絡的飛速發展，數據流量爆炸式增長，傳統的正交多址接入(Orthogonal Multiple Access，OMA)技術在支持超高系統容量和海量用戶連接方面遇到了瓶頸，已不能滿足5G通信需求。因此，新型多址技術被提出并引起了工業界和學術界的廣泛重視。其中，稀疏碼多址接入技術(Sparse Code Multiple Access，SCMA)可以有效提高用戶接入密度和頻譜利用率。

現今頻譜資源稀缺與設備和流量的急劇增長相互矛盾，因此研究SCMA資源分配具有十分重要的意義。目前，關于SCMA資源分配的研究較少，且現有研究主要以最大化傳輸速率和最大化系統能效為目標，未發現針對SCMA系統用戶體驗質量(Quality ofExperience，QoE)的研究。因此，考慮優化用戶業務QoE，結合降低系統功耗的思想，對SCMA系統子載波和功率資源的分配展開研究具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種SCMA系統的子載波和功率分配方法，以優化用戶業務QoE和功耗，通過子載波和功率資源的分配，有效提升用戶QoE，并實現QoE和系統功耗間的折衷。

為解決上述技術問題，本發明的實施例提供如下方案：

一種SCMA系統的子載波和功率分配方法，包括以下步驟：

以最大化系統用戶總平均意見分數(Mean Opinion Score，MOS)和最小化系統功耗為預設的兩個目標，利用權值將所述兩個目標同時優化，并以每個用戶差異化體驗質量(Quality of Experience，QoE)需求、基站總發射功率及SCMA稀疏特性為約束，建立子載波和功率分配優化模型；

將優化問題轉化為子載波分配和功率分配兩個子問題，利用網格自適應直接搜索(Mesh Adaptive Direct Search，MADS)算法得到優化的子載波分配方案，根據得到的子載波與用戶的對應關系，采用連續凸逼近(Successive Convex Approximation，SCA)算法，得到每個用戶在子載波上的功率。

進一步地，所述利用權值將所述兩個目標同時優化，并以每個用戶差異化體驗質量(QoE)需求、基站總發射功率及SCMA稀疏特性為約束，表示為：

(P)