[發(fā)明專利]NOMA系統(tǒng)用戶配對和功率分配聯(lián)合優(yōu)化方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110631944.9
• 申請日: 2021-06-07
• 公開（公告）號: CN113543145A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王莉;徐連明;費愛國;魏青;張平
• 申請（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號: H04W16/14
• 分類號: H04W16/14;H04W28/24;H04W72/04
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 郭亮

1.一種NOMA系統(tǒng)用戶配對和功率分配聯(lián)合優(yōu)化方法，其特征在于，包括：

對物理域內(nèi)的每個強用戶和每個弱用戶進行配對；

確定使所有用戶對遍歷和速率的期望值最大時，強用戶和弱用戶的配對方案以及功率分配方案，作為優(yōu)化方案；

其中，所述強用戶和弱用戶分別根據(jù)信道功率增益大小劃分，所述遍歷和速率為每一用戶對的總遍歷速率；若一個強用戶和一個弱用戶共享頻譜，但不能同時滿足功率約束和QOS條件，則工作在OMA模式；若一個強用戶和一個弱用戶共享頻譜，能同時滿足功率約束和QOS條件，則工作在NOMA模式；弱用戶多于強用戶時，未匹配強用戶的弱用戶視為虛擬用戶對。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的NOMA系統(tǒng)用戶配對和功率分配聯(lián)合優(yōu)化方法，其特征在于，所述確定使所有用戶對的遍歷和速率的期望值最大時，強用戶和弱用戶的配對方案以及功率分配方案之前，還包括根據(jù)如下公式確定每一用戶對的遍歷和速率：

虛擬對的遍歷和速率為：

OMA對的遍歷和速率為：

NOMA對的遍歷和速率為弱用戶的遍歷速率和強用戶的遍歷速率之和，其中，弱用戶的遍歷速率為：

NOMA對的強用戶的遍歷速率為：

其中，S表示強用戶，W表示弱用戶；VIR表示虛擬對，表示期望運算；g表示用戶對，在其它參數(shù)符號中表示用戶對相應(yīng)的參數(shù)，可省略；r_g為用戶對的遍歷和速率，R_W,g為弱用戶的實時數(shù)據(jù)速率；σ²為噪聲功率，為單個用戶的最大傳輸功率，h_W,g為弱用戶的信道功率增益；R_S,g為強用戶的實時數(shù)據(jù)速率，為多路損耗參數(shù)，h_S,g為強用戶的信道功率增益，p_W,g和p_S,g分別為弱用戶和強用戶分配的功率，h_S為強用戶的信道功率增益，p_S為強用戶功率分配結(jié)果。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的NOMA系統(tǒng)用戶配對和功率分配聯(lián)合優(yōu)化方法，其特征在于，瑞利衰落模型中，OMA對中兩個用戶在瑞利衰落模型下的遍歷速率分別為：

虛擬對的遍歷和速率為：

NOMA對中，兩個用戶的遍歷速率分別為：

其中，X～exp(θ^-1)；

其中，和分別為相對于噪聲功率的歸一化平均信道增益；Rayleigh表示瑞利衰落模型；和δ_S、δ_W分別表示強用戶、弱用戶的大尺度徑損分量和信道衰落增益，α為路徑損失指數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的NOMA系統(tǒng)用戶配對和功率分配聯(lián)合優(yōu)化方法，其特征在于，萊斯衰落模型中：

OMA對中兩個用戶的遍歷速率分別為：

NOMA對中的遍歷速率分別為：

虛擬對的遍歷和速率為

其中，

其中，Rician表示萊斯衰落模型，Ω為平均信道增益，K為萊斯因子；為廣義積分函數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的NOMA系統(tǒng)用戶配對和功率分配聯(lián)合優(yōu)化方法，其特征在于，每個用戶的遍歷速率滿足上下界條件，相應(yīng)地，所述確定使所有用戶對的遍歷和速率的期望值最大時，強用戶和弱用戶的配對方案以及功率分配方案之前，還包括：確定每個用戶的遍歷速率上下界條件；

根據(jù)上界UB條件或下界LB條件，確定所有用戶對的遍歷和速率的約束條件。