[发明专利]一种基于NOMA系统的频率和功率分配方法

说明书

本发明涉及一种基于NOMA(Non‑orthogonal Multiple Access)系统的频率和功率的分配方法，包括以下步骤：确认基站要向小区内发送信息的用户集，基站端获取用户集的CSI(Channel State Information)；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；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，称该组合中的另一个用户为弱用户；此时每个子信道上都已分配2个用户，即分别为强用户和弱用户，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；分别给各个子信道上的强用户和弱用户进行最优化功率分配。本方法可以满足未来大规模用户传输需求，增加用户的接入概率，从而提高系统的频谱效率。

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，涉及一种基于NOMA(Non-orthogonal MultipleAccess)系统的频率和功率的分配方法。

背景技术

近年来，移动通信技术获得了突飞猛进的发展，极大地改变了人们的生产生活，然而，随着时间的推移，人们也会对通信的质量提出更高的要求，下一代移动通信(5G)已经进入正式研究阶段，主要围绕如何提高频谱利用率和系统容量进行研究。

由于频率资源的稀缺，无线接入技术始终是小蜂窝通信系统的热点研究话题，在第三代移动通信系统中，采用的是基于扩频的码分多址接入(CDMA)技术，在第四代移动通信系统中，如LTE-A,上行链路采用的是单载波频分复用接入(SC-FDMA)技术，而下行链路采用的是正交频分复用接入(OFDMA)技术，基于单用户的检测技术采用正交接入的方式的确能够获得不错的系统吞吐量，但是到2020年左右，系统容量将会是现在的1000倍以上，所以需要更高效率的无线技术来满足未来数据的指数式增长。

为了满足需求，多重多址接入技术的结合是一个不错的选择，从而提高频谱效率。想要在LTE的基础上将频谱利用率提高3倍以上，才能够满足未来的需求从而设计一种创新的接入机制来提高频谱效率和系统吞吐量是很有必要的，但这也是一个非常大的挑战。为了提高频谱利用率，提出了基于叠加编码(SC)和连续干扰消除(SIC)相结合的非正交多址接入(NOMA)技术，此技术是未来无线多址接入选择的很佳的候选方案。NOMA技术不仅能够提高用户吞吐量，而且通过部分频率复用(FFR)和比例公平分配(包括带宽和发送功率)的方法还能有效的提高边缘用户的吞吐量，从而提高用户的公平性。

由于现在还处在5G技术研究的初级阶段，很多协议都还没有标准化，相关技术也不是很成熟，一些研究机构正在进行各项候选方案的验证和优化之中，基于频率复用和最佳功率分配的非正交多址接入(NOMA)技术的研究还有待不断地完善，如在保证不影响系统容量的基础上如何减小复杂度，减小发送功率，调制编码选择(MCS)等优化问题，这些都是值得继续深入研究的方向。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于NOMA(Non-orthogonal MultipleAccess)系统的频率和功率的分配方法，该方法将频率和功率的联合分配分解成两个子算法，先进行频率分配，然后再进行最优化功率分配，在一定程度上减小了复杂度，增加了该算法的实用性。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于NOMA(Non-orthogonal Multiple Access)系统的频率和功率分配方法，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(Channel State Information)；

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；