[发明专利]一种基于NOMA系统的频率和功率分配方法

权利要求书

1.一种基于NOMA系统的频率和功率分配方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤A：每个发送周期T的每一个时隙，确认基站要向小区内发送信息的用户集；

步骤B：基站端获取用户集的CSI；

步骤C：将各个子信道分配给CSI条件最好的那一个用户，称此用户为强用户；

步骤D：对于每一个子信道，已经分配一个强用户与之对应，在此基础上，将强用户与其余用户依次进行组合，计算每对组合的最大信道容量值，选取信道容量值最大的一对组合，称该对组合中的另一个用户为弱用户；此时每个子信道上都分配了2个用户，即分别是强用户和弱用户，强用户组成的集合称为强用户集Ω_A，弱用户组成的集合称为弱用户集Ω_B；

步骤E：分别给各子信道上的强用户和弱用户进行最优化功率分配；

在步骤A和步骤B中，在移动无线小区中，对于下行链路，随机分布K₀个移动用户，小区中可用频谱被划分为N个正交子信道，带宽为W，每个正交子载波可以同时叠加两个用户，一个发送周期时间为T，包含M个时隙；对于每个发送周期T的每一个时隙，确认小区基站要向小区用户发送消息的用户集，假设用户集包含有K个用户，小区基站端通过上行链路获取发送用户集的CSI。

2.根据权利要求1所述的一种基于NOMA系统的频率和功率分配方法，其特征在于：在步骤C中，对于每个发送用户的CSI，计算每个用户在第i个子信道在第m个时隙下的信道增益，寻找其最佳接入用户称该用户为强用户，并通过香农定理计算该用户的信道容量表示为：

P_max为基站最大发送功率，N_i,k,m为高斯白噪声。

3.根据权利要求1所述的一种基于NOMA系统的频率和功率分配方法，其特征在于：在步骤E中，对于每个发送周期T的每一个时隙内，每个子信道所分配的2个用户，建立基于最佳能效值的优化模型；在获得系统基于最佳能效值的情况下，通过以下公式计算获得在任意时隙下每个子信道中所分配给用户的最优化功率，其表达式为：

其中，[x]⁺＝max{0,x}，γ≈1，能效值q≥0，λ_m,β_m是拉格朗日算子，表示第m个时隙，第i个子信道中弱用户的信道衰减系数，N₀为高斯白噪声。