[发明专利]基于动态用户的上行NOMA系统中发射功率确定方法

说明书

本发明公开了一种基于动态用户的上行NOMA系统中发射功率确定方法。包括以下步骤：基站确定用户到基站间距离的统计特性并将相应信息反馈给用户，用户根据接收到的距离的统计特性确定发射功率并将信号发送到基站，基站对用户进行SIC解码。与现有技术相比，基站不需要实时地反馈用户到基站间的具体距离，只需要向用户反馈距离的统计特性，在减少系统开销的同时保证了用户的中断性能。

技术领域

本发明涉及一种无线通信技术领域的方法，具体是一种基于动态用户的上行NOMA系统中发射功率确定方法。

背景技术

随着智能终端的普及，移动宽带业务迅速增长，据预测，未来10年移动流量将增加1000倍。为了满足急剧增长的流量需求，第5代移动通信(5G)的容量预计也将增长1000倍。非正交多址接入(NOMA)是5G中比较有前景的技术之一。NOMA比传统的正交多址接入(OMA)具有更高的频谱效率，因为NOMA允许多个用户共用同一个频谱资源，对不同信道条件的用户分配不同的功率，通过发送端的重叠编码(SC)和接收端的串行干扰删除(SIC)技术提高频谱利用率，可以显著地提高系统容量，满足5G急剧增长的流量需求。

经对现有技术文献的检索发现，Yichen Gao等人在《IEEE COMMUNICATIONSLETTERS OCTOBER 2017,pp.2246-2249》上发表了题为“Theoretical Analysis of theDynamic Decode Ordering SIC Receiver for Uplink NOMA Systems”一文，该文提出了一种根据用户的瞬时接收功率，在接收端进行动态顺序解码的SIC方法。Guocheng Lv等人在《IET Communications April 2018,pp.649-655》上发表了题为“Dynamic resourceallocation for uplink nonorthogonal multiple access systems”一文，详细研究了上行场景中的SIC解码顺序、子载波分配、功率分配等问题。但是以上的文章考虑的都是上行NOMA系统中用户位置不发生变化时的情况，都是根据用户的具体位置信息确定的发射功率，没有考虑到用户为动态分布时的发射功率确定方法。在基于动态用户的系统中，如果基站仍然将具体位置信息实时地反馈给用户，势必会增加系统开销。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于动态用户的上行NOMA系统中发射功率确定方法。基站确定用户到基站间距离的统计特性并将相应信息反馈给用户，用户根据接收到的距离的统计特性确定发射功率并将信号发送到基站，基站对用户进行SIC解码。基站不需要实时地向用户反馈具体距离，节省系统开销的同时保证了用户的中断性能。

本发明是通过以下技术方案实现的：

系统模型如图1所示，基站位于圆形区域的中心且基站可以准确地获得用户的信道状态信息。所有用户位于同一小区内，Π为包含所有用户的集合，用户A,B....∈Π分布在从基站向外扩散的一个个圆环区域内。假设用户π到基站的距离表示为r_π。考虑到实际场景中用户大都在办公室、教室、家等地点活动，所以本发明仅针对每个用户的分布区域内外边界值相差不大(R_π1-R_π0＜10)时的情况，因此距离的平均值与具体值相差不大。用户A,B....复用在一个NOMA系统中，频带带宽归一化为1，每个用户配有一个单天线。

信道模型由瑞利衰落和路径损耗组成，路径损耗与用户到基站间的具体距离有关，且各用户信道是相互独立的，那么用户π到基站的信道参数可以表示为

其中π＝A,B....∈Π，|g_π|²表示瑞利衰落信道增益，服从参数为1的指数分布，r_π为用户π到基站间的距离，α是路径衰落指数。

第一步，基站确定用户到基站间距离的统计特性并将相应信息反馈给用户：