用于在NOMA系统中向子带的用户分布的方法和装置制造方法及图纸

技术编号:19126956 阅读:8 留言:0更新日期:2018-10-10 08:18
一种用于在多址接入通信系统中在时隙t中将用户分配给多个子带,所述方法包括基于比例公平性将用户的组合分配给子带,也就是说,针对该信道使比例公平性性能度量最大化的任意用户的组合,其中性能度量由加权因子加权,所述加权因子反映了针对该用户的目标吞吐量与预计吞吐量之间的差异。

【技术实现步骤摘要】
用于在NOMA系统中向子带的用户分布的方法和装置
本专利技术涉及非正交多址接入(NOMA)通信系统中向子带的用户分布。
技术介绍
随着因特网应用的激增,期望的是到2020年由通信网络支持的移动业务量将会是现今所支持的移动业务量的10倍。为了顺利地响应这样的约束同时保持高级别的用户体验质量,系统容量和用户公平性应该被大力改善以用于未来第5代(5G)移动通信系统。为此,最近已经出现了非正交多址接入(NOMA),作为用于未来无线接入的有希望的候选。通过利用附加的多路复用域、功率域,NOMA允许在发射机侧在调制层顶部的每子带多个用户的共居,并且在接收机侧依赖于串行干扰消除(SIC),其中调制层可以是正交频分多路复用(OFDM)、滤波器组多载波(FBMC)、通用滤波多载波(UFMC)、或其他多载波方案。NOMA的有吸引力的特征是其目标在于改善系统容量同时实现用户公平性。因此,处理NOMA的现有技术中的大多数将比例公平性(PF)调度器考虑为用于总用户吞吐量或数据速率与其提供的用户公平性之间的权衡的多用户调度方案。在例如由Y.Endo、Y.Kishiyama和K.Higuchi撰写的在proc.2012IEEEInt.Symp.中在WirelessCommun.Syst,2012上的“Uplinknon-orthogonalaccesswithMMSE-SICinthepresenceofinter-cellinterference”或由Y.Saito、A.Benjebbour、Y.Kishiyama以及T.Nakamura撰写的在proc.IEEE81stVTC,2015中的“System-LevelPerformanceofDownlinkNon-orthogonalMultipleAccess(NOMA)UnderVariousEnvironments”中呈现了用于选择将被指派给每个子带的用户的与基于NOMA的PF调度器共同实现的功率分配算法的示例。在由UmeharaJ.、KishiyamaY.、HiguchiK.撰写的在CommunicationSystems(ICCS2012)上的Proc.InternationalConference中的题为“Enhancinguserfairnessinnon-orthogonalaccesswithsuccessiveinterferencecancellationforcellulardownlink”的文章中,作者提出了非正交接入下行链路系统中的基于加权的PF的多用户调度方案。频率块接入(frequencyblockaccess)策略被提出用于部分频率复用(FFR)中的小区内部和小区边缘用户分组,在用户公平性和系统频率效率中具有显著的改善。在由MehrjooM.、AwadM.K.、DianatiM.、XueminS.撰写的题为“DesignofFairWeightsforHeterogeneousTrafficSchedulinginMultichannelWirelessNetworks”,IEEETrans.Commun.,58(10)(2010)的文章中,已经实现了公平性权重用于OFDMA网络的异构业务(heterogeneoustraffic)类型的机会调度。为了设计公平性权重,提出的调度器依据业务类型来考虑平均信道状态和资源要求。模拟分析以资源利用度方面展示了所提出的方案的效率,以及由于用户移动性而网络特性改变的灵活性。在由GueguenC.、BaeyS.撰写的在WirlessMobileComputing,NetworkingCommunication(2008)上的Proc.IEEEInternationalconference中的题为“CompensatedProportionalFairSchedulinginMultiuserOFDMWirelessNetworks”的文章中,研究了在移动电话经历不相等的路径损耗时由PF调度器遇到的公平性缺乏的问题。为了减弱这个问题,提出了引入距离补偿因子的PF调度器的改进版本。其示出了这个解决方案实现了高容量和高公平性两者。在由YangC.、WangW.、QianY.、ZhangX.撰写的在Proc.IEEEInternationalSymposiumonPersonal,IndoorandMobileRadioCommunications(2008)中题为“AWeightedProportionalFairSchedulingtoMaximizeBest-EffortServiceUtilityinMulticellNetwork”的文章中,提出了加权的比例公平性算法以便使尽力服务效用(best-effortserviceutility)最大化。向PF度量引入权重因子背后的原因是要利用由路径损耗给出的固有远近多样性。当与PF度量相比时,所提出的算法加强了尽力服务效用和吞吐量性能两者同时维持了类似的复杂度。如果考虑具有单个发射机和接收机天线的下行链路系统,则该系统由以下部分组成:每小区K个用户、具有被分成S个子带的总系统带宽B、以及基站最大允许发送功率Pmax。在K个用户当中,选择一组用户Us={k1,k2,…,kn,…kn(s)}在每个频率子带s,(1≤s≤S)进行调度。n(s)指示在子带s处进行非正交调度的用户的数量。如在FundamentalsofWirelessCommunication,CambridgeUniversityPress,2005中由D.Tse和P.Viswanath所描述的连续干扰消除器(SIC)处理在接收机侧进行,并且用于用户解码的最佳顺序是按照由噪声干扰和小区间干扰来进行标准化的用户的信道增益的递增顺序,其中是在子带s处在用户kn和基站BS之间的等效信道增益,并且是由用户kn接收到的高斯噪声加性小区间干扰的平均功率。假设成功解码并且没有SIC误差传播,并且假定小区间干扰是随机的使得其可以被认为是白噪声,则在子带s处用户kn的吞吐量由以下给出:发送功率分配约束由以下表示其中Ps表示在子带s上所分配的功率的量。由于NOMA中的调度器可以将子带同时分配给多于一个用户,所以用户调度策略影响系统的效率和用户公平性。由以上现有技术的引用所介绍的“比例公平性”(PF)调度器被认为实现了这两个度量之间的权衡。PF调度器的目标是使长期平均的用户速率最大化,以便确保小区吞吐量与用户公平性之间的平衡。在所提出的NOMA实现方式中的大多数NOMA实现方式中已经采用了这种调度策略。调度算法跟踪在长度为tc的过去的窗口中每个用户的平均吞吐量Tk(t),其中tc限定吞吐量平均时间窗(在指定数量的先前的时隙上)。Tk(t)被定义为:其中Rs,k(t)表示在时刻t处在子带s上的用户k的吞吐量。这是基于上面的方程(1)来计算的,并且如果用户k不被调度到子带s上则其可以等于零。针对每个子带s,考虑所有可能的候选用户集合,并且以如下这样的方式来选择一组调度的用户Us从而使PF调度度量最大化:应用这种方法的调度器给予每个用户与其历史速率Tk(t)成反比例的优先级。如果Tk(t)是高的,则用户k可能不被指派本文档来自技高网...
用于在NOMA系统中向子带的用户分布的方法和装置

【技术保护点】
1.一种用于在多址接入通信系统中使用以用于从候选用户池中选择用户以在时隙t中分配给多个子带中的一个或多个子带的用户选择装置,所述装置适用于向每一个子带分配针对该相应的子带使比例公平性性能度量最大化的任何用户的组合,其中,所述性能度量是由加权因子来加权的,所述加权因子反映了针对每一个用户的目标吞吐量与预计吞吐量之间的差。

【技术特征摘要】
2016.12.19 EP 16306722.61.一种用于在多址接入通信系统中使用以用于从候选用户池中选择用户以在时隙t中分配给多个子带中的一个或多个子带的用户选择装置,所述装置适用于向每一个子带分配针对该相应的子带使比例公平性性能度量最大化的任何用户的组合,其中,所述性能度量是由加权因子来加权的,所述加权因子反映了针对每一个用户的目标吞吐量与预计吞吐量之间的差。2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述性能度量对应于在相应的用户的组合中的所有用户当中的值的总和,所述值是通过将所述子带上的那个用户的可实现的吞吐量值与加权因子的乘积除以在预定义的历史时间段内由相对应的该用户实现的平均吞吐量来获得的,其中,所述加权因子反映了在所述时隙t内针对当前相应的用户的组合中的该用户所确定的预计吞吐量与针对当前可能的组合中的该相应的用户所限定的目标吞吐量之间的差。3.根据权利要求2所述的装置,其中,所述用户选择装置适用于依次在所述时隙t中选择每一个子带,并且将这个选择的子带指定给可实现的用户吞吐量解算器和性能度量解算器,其中用户吞吐量计量器适用于确定在预定义的历史时间段内由每一个所述用户实现的所述平均吞吐量,所述可实现的用户吞吐量解算器适用于确定在所述时隙t中所述选择的子带上的每一个可能的用户的组合的每一个所述用户的所述可实现的吞吐量,所述性能度量解算器适用于计算每一个所述可能的用户的组合的性能度量,所述性能度量解算器包括:预计吞吐量解算器,其适用于确定预计吞吐量等于一个或多个用户所归属的每一个子带上的每一个所述用户的可实现的吞吐量的总和,并且加权因子解算器适用于确定所述加权因子,所述加权因子反映了通过所述预计吞吐量解算器在所述时隙t内针对所述当前可能的用户的组合中的每一个相应的用户所确定的所述预计吞吐量与针对所述当前可能的组合中的该相应的用户所限定的目标吞吐量之间的差,以及其中,所述性能度量解算器适用于通过在所述当前可能的用户的组合中的所有用户当中对值进行加和来获得针对所述选择的子带的该组合中的性能度量,所述值是通过将由所述可实现的吞吐量解算器输出的所述选择的子带上的该用户的相对应的可实现的吞吐量值与由所述加权因子解算器输出的相对应的加权因子的乘积除以由所述用户吞吐量计量器输出的在所述预定义的历史时间段内由相对应的用户实现的平均吞吐量来获得的,所述用户选择装置还适用于针对所述选择的子带选择针对该子带实现了由所述性能度量解算器输出的最高相应的性能度量的任意用户的组合,并且其中,所述用户选择装置还适用于将输入值提供给所述用户吞吐量计量器、所述可实现的用户吞吐量解算器以及所述性能度量解算器,以获得准许将用户分配给每一个所述子带的性能度量值。4.一种用于在多址接入通信系统中在时隙t中将用户归属到多个子带中的一个或多个子带的方法,所述方法包括向每一个所述子带分配针对该相应的子带使比例公平性性能度量最大化的任意用户的组合,其中,所述性能度量是由加权因子加权的,所述加权因子反映了针对每一个用户的目标吞吐量与预计吞吐量之间的差。5.根据权利要求4所述的方法,其中,所述性能度量对应于在相应的用户组合中的所有用户当中的值的总和,所述值是通过将该子带上的该用户的可实现的吞吐量值与加权...

【专利技术属性】
技术研发人员:MR·霍耶J·法拉赫C·阿卜杜勒努尔C·杜亚尔
申请(专利权)人:法国矿业电信学校联盟法国国立高等电信布列塔尼学院黎巴嫩大学卡斯里克圣灵大学
类型:发明
国别省市:法国,FR

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