[發明專利]一種下行IRS-NOMA多簇用戶的功率分配方法

有效

• 申請號: 202110271792.6
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113056014B
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 文彬;楊濤
• 申請（專利權）人: 北京電信易通信息技術股份有限公司
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04;H04W72/08;H04W40/32
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 陳江

1.一種下行IRS-NOMA多簇用戶的功率分配方法，包括：

S1、基站根據視頻用戶的信道條件將2K個視頻用戶兩兩一組分為K簇，u_k1表示為近端視頻用戶，u_k2表示為遠端視頻用戶，基站到智能超表面IRS每個反射元件的信道表示為h_i，i＝1，2，...，N，u_km表示第k個簇中的第m個視頻用戶，k＝1，2，...，K，m＝1，2，g_i，k1和g_i，k2分別表示為IRS到第k簇視頻用戶u_k1和u_k2的信道，其中|g_i，k1|²≥|g_i，k2|²，q_i，km＝|q_i，km|exp(jφ_i，km)表示第i個IRS反射元件與第k簇的視頻用戶m間的反射系數，其中|q_i，km|表示幅度，φ_i，km表示相位；

S2、由已知的CSI，調整IRS參數，令以最大化接收信噪比SNR，其中與分別表示為信道h_i與g_i，km的相位系數，可得令|q_i，km|＝1，即基站到IRS再到第k簇的第m個視頻用戶間的級聯信道可由變為

S3、分別計算單個簇內兩個視頻用戶通信所需的最低功率和該簇所需的總的最低功率；

p_k1和p_k2分別表示為u_km中的u_k1和u_k2分配的功率，p_k1≤p_k2，p_k＝p_k1+p_k2為第k個簇分配的總功率，計算得到p_k1的取值滿足p_k2的取值滿足其中，和分別為滿足視頻用戶u_k1和u_k2最低單位帶寬速率需求時對信干噪比SINR的最低要求，表示單個視頻用戶u_km的最低功率速率需求，σ²是視頻用戶u_km接收到的加性高斯白噪聲AWGN u_km的方差，基于u_k1和u_k2所需的最低功率表達式，令求導得得到f′(x)≥0恒成立，即f(x)是關于x的單調遞增函數，因此第k個簇所需最低總功率為

S4、構建最大化系統所有簇和速率的功率分配最優化目標函數，將最大化系統所有簇和速率的功率分配最優化問題分解為多個最大化單簇視頻用戶和速率的功率分配最優化子問題；

S5、求解步驟S4中的最優化子問題，得到單簇視頻用戶的最大和速率與單簇視頻用戶的功率的關系，并采用拉格朗日方法求得滿足單簇視頻用戶所需最低功率約束的最優單簇視頻用戶的和速率；

S6、循環構建滿足單簇所需最低功率約束的最大化所有簇和速率的功率分配最優化問題并求解，得到每個簇均滿足其通信所需的最低功率條件下，使每個簇和速率最大的簇功率p_k，k＝1，2，...K，依據此結果為每個簇內的視頻用戶分配功率。