[发明专利]无线网络中基于双连接与非正交多址接入的能效优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线网络中，一种基于双连接与非正交多址接入(NOMA)的能效优化方法。

背景技术

随着移动数据服务的快速增长，可用频谱资源的有限性使得频谱拥塞的问题日益突出。第三代合作伙伴项目(the third Generation Partnership Project,3GPP)提出“双连接”(Dual-Connectivity)技术,该技术使得每个移动终端用户能够同时连接宏蜂窝基站(marco Base Station,mBS)和其他辅助网络接入点(Access Point,AP)，因此双连接技术在实现高效的数据流量调度方面有着明显的优势。

在第5代移动通信技术中为了获得高频谱效率和大规模连接，非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术被提出来，与传统的正交多址接入(Orthogonal Multiple Access,OMA)技术不同，NOMA通过非正交资源分配可以服务更多的用户，通过使大量用户同时共享同一频段信道和采用连续干扰消除机制(Successive Interference Cancellation,SIC)消除同频干扰可以明显提高频谱效率。因此，NOMA很好的契合未来5G蜂窝网络的最终目标，可以提供超高吞吐量和超密集的连接。

发明内容

本发明要克服现有技术上的缺点，提供一种无线网络中基于双连接与非正交多址接入(NOMA)的能效优化方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种无线网络中基于双连接与非正交多址接入(NOMA)的能效优化方法，包括以下步骤：

(1)在mBS的覆盖范围下总共有T个移动用户(Mobile Users,MU)，同时部署一个小蜂窝辅助网络接入点(small Access Point,sAP)通过“双连接”为MU提供数据分流服务。在该情况下，mBS和sAP使用NOMA技术来发送数据。考虑到NOMA的技术特性，引入两个索引集分别表示T个MU，对于mBS端引入对于sAP端引入

首先，考虑mBS与MU部分，由于连续干扰消除机制(SIC)，我们对mBS到所有MU的信道增益按照从大到小进行排序，故有以下顺序：

g_B1>g_B2>…>g_Bj>g_Bi>…>g_BT (1)

其中g_Bi表示mBS到第i个MU的信道增益，在接下来的说明中我们提到的第i个MU(或第j个MU)均是在索引集中的。

然后考虑sAP与MU部分，同样由于SIC对sAP到所有MU的信道增益按照从大到小进行排序，有以下顺序：

其中表示sAP到第m个MU的信道增益，在接下来的说明中我们提到的第m个MU(或第n个MU)均是在索引集中的。

因为索引集和的存在，每个MU都有一个二维索引(i,m)，也就是说，某个特定的MU对于mBS来说是在第i个，对于sAP来说是在第m个。我们引入一个映射：m＝Φ(i)将i与m联系起来。mBS可以通过与sAP进行数据交互获得Φ(i)。我们用Φ(i)来确保每个MU通过双连接获得的总吞吐量满足它的需求。

(2)在mBS端，每个MU的瞬时信道增益都是已知的。基于NOMA，mBS会将所有的数据叠加在同一频段上发送给每个MU。在MU端，使用SIC消除MU之间的相互干扰。以MU_i、MU_k和MU_j为例说明SIC的工作原理，对于MU_i，在接收数据中首先解码MU_k(k>i，即特指MU_k是排列在MU_i后面)的数据，然后将解码后的数据从接收数据中删除(具体的操作顺序是k＝T,T-1,T-2,…,i+1)，同时将MU_j(j<i，即特指MU_j是排列在MU_i前面)的数据信号视为噪声，根据以上的解码机制，由mBS到MU_i的吞吐量为：

其中相关参数定义如下：

p_Bi：mBS到MU_i的发射功率；

R_Bi：mBS到MU_i的吞吐量；