[发明专利]基于最大容量的SCMA系统三级功率分配方法

说明书

本发明提供一种优化了系统吞吐量性能及提高系统能量利用率的基于最大容量的SCMA系统三级功率分配方法，属于通信技术领域。所述方法包括：步骤一、进行单用户载波间功率分配，每个用户占用多个子载波，分配时需满足同一用户占用的子载波上的容量保持一致；步骤二：建立用户组内功率分配的优化模型，对该优化模型进行迭代，获取最优分配功率，利用该最优分配功率，进行组内用户间功率分配；步骤三：根据步骤二获取的最优分配功率及其对应的容量，拟合出二次函数；步骤四：根据获取的二次函数的参数值，建立组间容量与分配功率的优化模型，获取各组的最优分配功率，使得容量最大，根据各组的最优分配功率进行用户组间功率分配。

技术领域

本发明涉及一种SCMA系统的功率分配方法，属于通信技术领域。

背景技术

稀疏码多址接入(SCMA)是一种新型的非正交多址接入方式，是针对于高频谱利用效率而提出来的一种高速率传输技术，该空口技术目前已被列为5G移动通信候选标准之一，相比于传统的正交多址接入技术，它具有容量高时延小传输速率快等优点，抗多径能力强，同时也克服了CDMA远近效应的不足。虽然SCMA技术在频谱效率有了很大的提升，但由于星座点更为密集，从而造成了一定程度上的误码率的下降。

另外，在系统功率分配方面，目前对于SCMA的研究尚未完善，现有文献中主要采用的还是平均功率分配算法，该算法是在不考虑信道衰落情况下进行分配的，只是将总功率平均分配给各个用户，虽然实现简单，但系统吞吐量性能难以达到最优，而且系统能量利用率较低。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有平均分配功率的方法使系统吞吐量性能难以达到最优，且系统能量利用率较低的问题，本发明提供一种基于最大容量的SCMA系统三级功率分配方法。

本发明的一种基于最大容量的SCMA系统三级功率分配方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一：进行单用户载波间功率分配，每个用户占用多个子载波，分配时需满足同一用户占用的子载波上的容量保持一致；

步骤二：建立用户组内功率分配的优化模型，对该优化模型进行迭代，获取最优分配功率，利用该最优分配功率，进行组内用户间功率分配；

步骤三：根据步骤二获取的最优分配功率及其对应的容量，拟合出二次函数，获取二次函数的参数值；

步骤四：根据获取的二次函数的参数值，建立组间容量与分配功率的优化模型，获取各组的最优分配功率，使得容量最大，根据各组的最优分配功率进行用户组间功率分配。

优选的是，所述步骤一中，进行单用户载波间功率分配时，为了满足同一用户占用的子载波上的容量保持一致，分配功率因子α_n应当满足：

α₁p_s,rh_s,r,1＝α₂p_s,rh_s,r,2＝…＝α_Np_s,rh_s,r,N

其中，h_s,r,n表示基站与用户组s中的用户r之间在子载波n上的信道增益，p_s,r为用户组s中的用户r所分配得到的功率n＝1,…,N，N为所述用户占用的子载波的数量。

优选的是，所述步骤二包括如下步骤：

步骤二一：建立用户组内功率分配的优化模型，设定目标函数与约束条件，选取拉格朗日乘子初值，设置迭代次数l＝1和最大迭代次数L；

所述用户组内功率分配的优化模型为：