[发明专利]非正交多址空地协同通信系统中资源分配方法及装置

权利要求书

1.一种非正交多址空地协同通信系统中资源分配方法，其特征在于，包括：

获取通信网络中多个用户的信道信息，其中，所述通信网络的通信设备包括至少一个卫星和至少一个基站，所述信道信息包括卫星信道的信道信息和基站信道的信道信息；

基于所述信道信息，构建目标函数，以及构建所述目标函数的约束条件；

基于所述约束条件对所述目标函数进行最优求解，以根据最优求解结果确定以下功率分配方式：所述卫星的最优功率分配方式，所述基站的每个NOMA分组内的最优功率分配方式，所述基站的多个NOMA分组间的最优功率分配方式；

所述基于所述约束条件对所述目标函数进行最优求解，包括：

以所述多个NOMA分组间的初始功率分配方式作为所述多个NOMA分组间在当前时刻的功率分配方式，反复执行下述步骤，直至满足迭代停止条件，

基于所述多个NOMA分组间在当前时刻的功率分配方式，使用第一组约束条件和第一目标函数计算所述卫星在当前时刻的功率分配方式；

基于所述多个NOMA分组间在当前时刻的功率分配方式和所述卫星在当前时刻的功率分配方式，使用第二组约束条件和第二目标函数计算每个所述NOMA分组内在当前时刻的功率分配方式；

基于所述NOMA分组内在当前时刻的功率分配方式和所述卫星在当前时刻的功率分配方式，使用第三组约束条件和第三目标函数计算所述多个NOMA分组间在下一时刻的功率分配方式，并将所述多个NOMA分组间在下一时刻的功率分配方式作为所述多个NOMA分组间在当前时刻的功率分配方式，返回执行基于所述多个NOMA分组间在当前时刻的功率分配方式，使用所述第一组约束条件和所述第一目标函数计算所述卫星在当前时刻的功率分配方式的步骤，所述下一时刻为所述当前时刻的下一时刻，

其中，所述迭代停止条件包括：所述卫星在下一时刻的功率分配方式与所述卫星在当前时刻的功率分配方式的误差小于第一预设误差，每个所述NOMA分组内在下一时刻功率分配方式与每个所述NOMA分组内当前时刻功率分配方式的误差小于第二预设误差，以及所述多个NOMA分组间在下一时刻功率分配方式与所述多个NOMA分组间当前时刻功率分配方式的误差小于第三预设误差。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

基于所述信道信息，构建目标函数，包括：基于所述信道信息，分别构建第一目标函数、第二目标函数和第三目标函数，其中，所述第一目标函数用于确定所述卫星的最优功率分配方式，所述第二目标函数用于确定每个所述NOMA分组内的最优功率分配方式，所述第三目标函数用于确定所述多个NOMA分组间的最优功率分配方式；

构建所述目标函数的约束条件，包括：分别构建第一组约束条件、第二组约束条件、第三组约束条件。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述信道信息，构建第一目标函数，包括：

通过以下公式构建所述第一目标函数

其中，L为所述基站的数量，N为基站I的天线数量，K_I表示所述基站I覆盖范围的用户数量，g_S,I,J表示卫星S到所述基站I覆盖范围内的卫星用户J的信道信息，表示g_S,I,J的转置共轭，ν_I,J表示所述卫星用户J的波束向量，P_S,I,J表示所述卫星S分配给所述卫星用户J的功率，σ_n表示高斯噪声功率，σ_BS,I,J表示所述卫星用户J受到所述基站I的干扰，且σ_BS,I,J的计算表达式为

其中，h_S,I,J表示所述基站I到所述卫星用户J的信道信息，ω_n,I,j表示基站I覆盖范围内NOMA分组j中的第一用户的波束向量，P_B,I,j表示所述基站I分配给所述NOMA分组j的功率，其中，所述NOMA分组j中包括第一用户和第二用户，所述第一用户到基站I的信道信息的模值大于所述第二用户到基站I的信道信息的模值。