[发明专利]权重速率最优的下行MIMO-NOMA功率分配方法

说明书

本发明提出了一种权重速率最优的下行MIMO‑NOMA功率分配方法，包括以下步骤：用户根据信道矩阵进行奇异值分解，并结合最大比值合并得到各用户簇间干扰的迫零向量；基站初始化各用户的功率以及权重因子值，应用拉格朗日对偶转换和二次转换方法获得各辅助变量表达式以及功率分配因子的表达式；以最优加权系统速率为目标，通过迭代运算获得最优功率分配因子。本发明在进行迭代运算时能够快速收敛，得到最优功率分配方案，与传统MIMO‑OMA和平均功率分配MIMO‑NOMA方案相比，本发明能够提升系统加权总速率。

技术领域

本发明涉及一种权重速率最优的下行MIMO-NOMA功率分配方法，具体的说是一种基于簇间干扰迫零接收的权重速率最优的下行MIMO-NOMA功率分配方法，属于移动通信与无线网络技术领域。

背景技术

非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access；NOMA)技术是利用功率差异区分用户，使多个用户可以在同样的时频资源下共同传输，进而提高了系统的频带利用率，被认为是5G的关键技术。NOMA技术的主要的实现方法是在发送端使用叠加编码技术(Superposition Coding；SC)把多个用户的信息叠加在一起传输，在接收端使用串行干扰自消除技术(Successive Interference Cancellation；SIC)保证信号正确接收。因为接收端使用串行干扰自消除技术解调用户信息时要求用户的传输功率有一定的差异，所以NOMA系统的功率分配问题变得尤其重要。迄今为止已经有很多专家学者对NOMA系统功率分配问题已经做了大量研究，最初的研究是从单天线(Single-Input Single-Output；SISO)非正交多址系统开始，以最大的用户速率或者最高的能效为目标，研究SISO-NOMA系统用户之间的功率分配问题。由于用户数目的增多以及人们对速率的要求越来越高，第五代移动通信对可达到的用户速率提出更高的要求，多输入多输出技术(Multiple-Input Multiple-Output；MIMO)与非正交多址接入系统相结合可以进一步提高频谱利用率，因而得到广泛关注。值得一提的是，多天线系统的功率分配问题是一个非凸优化问题，因此找到一种转换成凸优化的方法并且该方法能够快速得到最优分配方案是十分重要的。