[发明专利]一种基于对分搜索式的非正交接入上行传输时间优化方法

说明书

一种基于对分搜索式的非正交接入上行传输时间优化方法，包括以下步骤：(1)在基站的覆盖范围下总共有I个移动用户，提出了一种满足移动用户的服务质量同时，最小化移动用户的上行传输时间与所有移动用户总能量消耗。其中，优化问题描述为一个非凸性优化问题；(2)将ORRCM问题等价转换为ORRCM‑E问题；(3)将ORRCM‑E问题等价转换为D1问题；为了判断在给定θ值条件下D1问题是否可行，提出D2问题；基于对分搜索方法，在移动用户的上传量给定的情况下优化整体无线资源消耗(上行传输时间与所有移动用户总能量消耗)。本发明最小化上行传输时间与所有用户总能量消耗。本发明的技术效果主要表现在:1、对于上行整体而言，利用非正交接入技术大大提高了系统传输效率；2、对于上行整体而言，利用非正交接入技术大大节省带宽资源；3、对于移动用户而言，通过非正交接入技术获得更优质的无线网络体验质量。

技术领域

本发明属于通信领域，一种基于对分搜索式的非正交接入上行传输时间优化方法。

背景技术

移动互联网业务的快速发展，对蜂窝无线接入网造成了巨大的流量压力。由于有限的无线资源，利用非正交接入技术使移动用户同时共用同一信道为无线接入提供一种有效的方法，实现在未来的5G网中超高吞吐量和大规模连接的目标。

发明内容

为了克服现有技术的上行传输时间较长、所有用户总能量消耗较大缺点，本发明提供一种最小化上行传输时间与所有用户总能量消耗的基于对分搜索式的非正交接入上行传输时间优化方法，本发明针对上行传输时间过大的难点，主要考虑的是利用非正交接入技术来传输数据，研究了一种基于对分搜索式的非正交接入上行传输时间优化方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于对分搜索式的非正交接入上行传输时间优化方法，包括以下步骤：

(1)在基站的覆盖范围下总共有I个移动用户，移动用户用集合表示，移动用户使用非正交接入技术同时向基站发送数据，其中移动用户i需要发送的数据量用表示；

在保证发送完成所有移动用户数据量的条件下，最小化上行传输时间与所有移动用户总能量消耗的优化问题描述为如下所示的优化问题ORRCM(Overall Radio ResourceConsumption Minimization)问题，ORRCM指的是整体无线资源消耗最小化：

ORRCM:

0≤t≤T^max (1-3)

Variables:t

下面将问题中的各个变量做一个说明，如下：

α:上行传输时间的权重因子；

β:上行传输总能量消耗的权重因子；

t:移动用户发送数据到基站的上行传输时间，单位是秒；

是关于t的函数，表示移动用户i为了在给定上行传输时间t内完成发送数据量所需要的最小发射功率，单位是瓦特；

W:移动用户到基站的信道带宽，单位是赫兹；

n₀:信道背景噪声的频谱功率密度；

g_iB:移动用户i到基站的信道功率增益；

移动用户i需要发送到基站的数据量，单位是兆比特；

移动用户i最大上传能量消耗，单位是焦耳；

T^max:移动用户发送数据到基站的最大上行传输时间，单位是秒；

通过引入一个辅助变量求解ORRCM优化问题；