[发明专利]基于角度域毫米波非正交多址接入系统的功率分配方法

说明书

本发明公开了一种基于角度域毫米波非正交多址接入系统的功率分配方法，包括一个基站和K个用户，基站配置N根天线和M个射频链路，用户配置单根天线：基站获取信道角度域信息；基站根据所获得的信道角度域信息将用户分成N_c个用户簇，其中，在第i个用户簇中有K_i个用户，如果K_i＞1，那么第i个用户簇中的用户采用非正交多址接入技术；用户簇被分成个组，在第q个组中有M_q≤M个用户簇，其中，下行数据传输阶段被分成N_s个传输时隙，在第q个传输时隙期间，基站服务第q个组中的所有用户簇，采取最大化最小用户速率功率分配方法对第q个传输时隙中的所有用户实施功率分配。本发明提供的功率分配方法有效地改善了最差用户的速率，确保了用户公平性。

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种基于角度域毫米波非正交多址接入系统的功率分配方法。

背景技术

由于具有丰富的频谱资源，毫米波(mmWave)被认为是满足未来通信系统中高速率无线设备日益增长的需求的一个关键技术。然而，路径损耗在毫米波频段非常严重，这使得在实际系统中部署毫米波变得困难。为了解决这个问题，如公开号为CN109547135A的中国专利文献公开了一种毫米波系统中基于保密概率的功率分配方法，包括如下步骤：S1、等效信道模型化步骤，建立毫米波信道模型并由此获得离散角度域信道模型；S2、功率分配策略定义步骤，对合法方向接收信噪比的最小值进行强制约束，同时限定窃听方向接收信噪比的上界，制定总发射功率的分配策略，保证目标保密概率满足服务质量需求的约束；S3、功率分配步骤，进行基于中断的人工噪声波束成形功率分配，并对最终分配结果进行性能评估。另一个有效的方法就是在毫米波系统采用多天线技术。而且，毫米波的波长短，这使得部署大规模天线阵列成为可能。如公开号为CN107580364A的中国专利文献公开了一种毫米波多天线系统中基于加权容量增速的功率分配方法。目前的蜂窝无线通信频带难以满足日益增长的数据业务的需求。该方法利用了毫米波多天线系统中的容量的近似凸特性和单调性来分配功率。该方法利用这一特性计算各终端的加权的容量对功率的导数，即加权的容量增速，根据加权的容量增速给终端分配功率。在个终端的加权的容量增速相同的情况下，可以实现最大化的渐进系统容量，即基站天线数量趋于无穷下的系统容量。

作为另一个未来网络中很有前景的技术，非正交多址接入技术(NOMA)能够很好地与毫米波技术结合，两者结合主要有以下两点好处：其一，非正交多址接入技术能够服务单个波束中的多个用户，这可以进一步提高频谱效率，同时有效减少射频链路的数量，这对降低毫米波系统的部署成本有重要意义；其二，在毫米波系统中，可以通过高方向性的波束来缓解波束间的干扰。

然而，由于在各个波束中采用非正交多址接入技术，单个波束中有多个用户，如果不采用合适的功率分配策略，使用连续干扰消除技术仍会对用户簇中信道较差的用户产生严重的干扰，难以确保用户公平性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于角度域毫米波非正交多址接入系统的功率分配方法，可以解决功率分配时用户公平性差的问题，有效地改善信道较差用户的速率。

本发明提供如下技术方案：

一种基于角度域毫米波非正交多址接入系统的功率分配方法，所述的角度域毫米波非正交多址系统包括一个基站和K个用户，基站配置N根天线和M个射频链路，用户配置单根天线，所述功率分配方法包括如下步骤：

(1)基站获取信道角度域信息；

(2)基站根据所获得的信道角度域信息将用户分成N_c个用户簇，其中在第i个用户簇中有K_i个用户，如果K_i1，那么第i个用户簇中的用户采用非正交多址接入技术；

(3)用户簇被分成个组，在第q个组中有M_q≤M个用户簇，其中