基于博弈论的SCMA系统码本和功率分配方法技术方案
SCMA system codebook and power allocation method based on Game Theory
【技术实现步骤摘要】
基于博弈论的SCMA系统码本和功率分配方法
本专利技术涉及无线通信领域。更具体地说，本专利技术涉及一种基于博弈论的SCMA系统码本和功率分配方法。
技术介绍
在无线通信系统中，稀疏码多址接入(SCMA)是一种多址接入技术，也就是基站如何同时服务和区分多个用户的一种方式。稀疏码多址接入系统的性能主要取决于SCMA码本设计和资源分配算法的研究。通信中的主要资源是带宽和功率，在带宽和功率有限的情况下每个用户都想占用更多的频谱资源。稀疏码多址接入系统中，同一个SCMA编码器在同一层上的用户之间共享相同频谱资源，彼此间存在干扰。在特定的SCMA资源快上，由于不同码本实际关联的正交正交子载波不同，这些正交正交子载波对不同的用户而言，信道状态信息(CSI)也各不相同。由于SCMA码本可以视为一种信道化的码资源，所以我们可以借鉴OFDMA系统中基于RA算法的正交正交子载波分配算法，根据用户的信道状态信息来进行码本的选择，以提高频谱利用率。SCMA系统中由于稀疏扩频的概念，将不同用户的数据在频域上扩散在有限的正交子载波上，同一正交子载波上的用户会互相干扰，这些用户之间不能共享信道状...
【技术保护点】
一种基于博弈论的SCMA系统码本和功率分配方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：设定系统模型，假设在一个SCMA下行链路蜂窝系统下，考虑一个给定的SCMA block正交资源块上有M个正交子载波，SCMA编码器中有H个非零元，则相应的传输层数即码本数为
【技术特征摘要】
1.一种基于博弈论的SCMA系统码本和功率分配方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：设定系统模型，假设在一个SCMA下行链路蜂窝系统下，考虑一个给定的SCMAblock正交资源块上有M个正交子载波，SCMA编码器中有H个非零元，则相应的传输层数即码本数为下行用户数为K，每个用户只使用一个传输层进行该用户数据传输，则K＝J，且J个码本与M个正交子载波之间的对应关系满足关联矩阵F，F为一个J列M行矩阵，每列中有H个非零元，F中的每一列对应一个码本，每一行代表一个正交子载波编号，每行中非零元所在位置表示复用该行对应正交子载波的用户；S2：假定基站将发射功率平均分配给所有正交子载波，然后在每个传输层j上单独进行码本分配，j∈{1,2,...,J}，求得即将每个码本中的H个非零元所关联的H个正交子载波到各用户的干扰与噪声功率之和求和，并将最小和值下的正交子载波组合m*对应的码本Xk分配给用户Uk，经过多次迭代，每个用户轮流分配码本，直至所有码本分配完毕，此时，码本与用户一一对应，其中，表示传输层j上用户Uk在正交子载波m上的干扰与噪声功率之和，m∈{1,2,...,M}，k∈{1,2,...,K}；S3：基于博弈论，建立非合作博弈模型对每个用户进行功率分配，求得基站将功率分配给满足上式的码本l，且基站在该码本上分配的功率大小满足对该用户剩余的功率值如果剩余功率值为负数表示该用户没有足够的功率来满足则将分配给该码本，经过多次迭代，直至所有功率分配完毕，其中，为策略函数，表示用户Uk在码本Xk上分配的功率，表示实际有效的信道增益，τ表示代价因子，C表示码本分配矩阵，如果码本Xk分配给用户Uk，那么否则为0，表示用户Uk的最大发射功率。2.如权利要求1所述的基于博弈论的SCMA系统码本和功率分配方法，其特征在于，步骤S2中具体包括如下步骤：S21：将某时刻上行链路接受端对应的用户Uk的接收到的信息表示为：其中，设第k个用户Uk使用的码本为Xk，用户数据经过SCMA编码器映射后的码字为xk＝(xk1,xk2,...,xkN)(xk∈Xk)，pk表示分配给用户Uk的发射功率，hk＝(hk1,hk2,...,hkN)H表示用户Uk到各正交子载波上的信道增益，wk表示加性噪声，是一个方差为δ2的零均值高斯随机变量；S22：假设用户Uk到每个正交子载波上的加性噪声wk都相等，且hk是路径衰落因子和频率选择性衰落因子的乘积，则j层中用户Uk接收端的的信干噪比SINR为：其中表示用户Uk在接收端的干扰与噪声功率之和；||xk||2表示相应的信号功率；S23：所有用户在单位带宽内的和速度为：S24：假设所有用户统一采用QAM调制方式，给定用户的误码率，并给定已知的干扰向量，则下行链路中对j层上的各正交子载波的分配满足：S25：假设j层上用户Uk在正交子载波m上的SINR为时，净效用达到最优，则j层在正交子载波m上分配的功率为代入上式可得则即将j层上干扰和噪声功率之和求和最小的正交子载波组合m*对应的码本Xk分配给用户Uk，通过基站测试获知各用户的干扰水平Ik,j和最大发射功率...
【专利技术属性】
技术研发人员：万海斌，曹蕾，赵金鑫，覃团发，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西,45
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