[发明专利]一种基于非正交多址的中继共享网络用户选择方法

说明书

本发明公开了一种基于非正交多址的中继共享网络用户选择方法。包括：根据不同的服务质量需求对用户来进行排序，将用户分为高优先级源‑目的对集群、低优先级源‑目的对集群；根据不同的用户选择策略分别选取高优先级用户对、低优先级用户对；根据所选择的用户对进行数据传输，分别对高优先级用户对、低优先级用户对进行中断概率分析。利用本发明，在非正交多址接入系统中，提供多用户场景下的用户选择方法，降低中断概率。

技术领域

本发明涉及无线移动通信技术领域，具体涉及一种基于非正交多址的中继共享网络用户选择方法。

背景技术

随着无线通信的发展，频谱资源匮乏的问题愈发严重，非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术采用功率域复用的方式，使得多个用户可以共享频谱资源，从而极大提高了频谱效率。另一方面，面对5G大规模连接的需求，中继共享(Relay Sharing,RS)技术因其能为更多的用户提供连接并减少网络部署成本而受到关注。最近，将其与NOMA技术的结合被越来越多的学者所关注，因为这样可以进一步提高频谱效率，改善网络性能。

目前对于采用中继共享的NOMA网络的研究，仅仅分析了单用户对场景下的性能，却没有考虑更为普遍的多用户场景，实际上多用户场景下的用户选择更加符合实际需求且可以进一步提高系统性能。

现有研究较少涉及中继共享网络下的用户选择问题，大多是讨论单用户网络下中继共享对于系统性带来的影响。而将其扩展至多用户场景，常见的max-min用户选择方案存在明显的性能损失。

发明内容

本发明一种基于非正交多址的中继共享网络用户选择方法，以克服当前实际应用中的不足，降低通信系统的中断概率。

一种基于非正交多址的中继共享网络用户选择方法，该方法包括：

步骤一，根据不同的服务质量需求对用户来进行排序，将用户分为高优先级源-目的对集群、低优先级源-目的对集群；

步骤二，高优先级用户的选择策略为：保证用户处QoS被满足的条件下提高中继处的抗干扰性能，可以得到高优先级用户集群的源端高优先级用户集合S_H、目的端高优先级用户集合D_H的一个用户对集合S₁：

其中，m表示高优先级源-目的对集群中被调度来传递消息的第m个用户对，表示中继到配对用户之间的信道系数，ρ表示传输信噪比，表示解码高优先级用户的目标信噪比，R_H为解码高优先级用户的目标数据速率；

在集合S₁中选择可以尽可能提高中继处抗干扰能力的用户，用m^*表示所选用户对的标识：

其中，表示用户到中继的信道系数，为被调度的高优先级源端用户；

低优先级用户的选择策略为：保证中继处成功解码的条件下，尽可能提高其数据速率，从而可以得到一个关于低优先级用户的用户对集合S₂，集合中所有的低优先级源端用户均可以保证中继处两个用户信号的成功解码：

其中，n表示低优先级源-目的对集群中被调度来传递消息的第n个用户对，表示用户到中继的信道系数，为被调度的低优先级源端用户，表示解码低优先级用户的目标信噪比，R_L为解码低优先级用户的目标数据速率，α_H和α_L分别是中继处重新对两用户信号分配的功率；

在集合S₂中，只有到中继的信道增益最强的目的端用户会被调度来进行NOMA传输，从而可以最大化低优先级用户的数据速率，所选择的用户对满足：