【技术实现步骤摘要】
一种非理想信道状态信息的多用户NOMA下行功率分配方法
本专利技术涉及一种非理想信道状态信息的多用户NOMA下行功率分配方法,可用于无线通信
技术介绍
随着无线通信技术的快速发展,第五代移动通信定位于频谱效率高,无线传输速率快,支持大量用户接入的无线网络,因此非正交多址(Non-orthogonalMultipleAccess,NOMA)技术应运而生,采用NOMA的主要原因在于其能在同一时间和频率资源内为多个用户提供服务,从而可以支持大量用户的连接。所以,NOMA的提出对解决日益紧张的频谱资源是十分有益的,NOMA技术广泛应用在无线通信、智慧城市、无人机网络等领域。NOMA与正交多址技术不同的是NOMA可以通过强用户和弱用户之间灵活的功率分配机制来保证用户的公平性和服务质量,特别是在NOMA中,随着更多的功率被分配给弱用户,NOMA才能够为小区边缘用户提供更高的吞吐量,因此功率分配和用户公平性是主要的关注点。NOMA中的功率分配不仅仅是最大化总容量,而是同时考虑了总容量和用户公平性,因为如果目标是最大化系统和速率,则NOMA将为强用户分配所有功率。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题,提出了一种非理想信道状态信息的多用户NOMA下行功率分配方法。本专利技术的目的将通过以下技术方案得以实现:一种非理想信道状态信息的多用户NOMA下行功率分配方法,该方法包括如下步骤:S101:针对单小区多用户NOMA下行无线通信系统,所有用户向基站发送上行导频,基站接收用户端发来的导频进行信道估计,获取所有用户的非理想信道状态信息;S10 ...
【技术保护点】
1.一种非理想信道状态信息的多用户NOMA下行功率分配方法,其特征在于:该方法包括如下步骤:S101:针对单小区多用户NOMA下行无线通信系统,所有用户向基站发送上行导频,基站接收用户端发来的导频进行信道估计,获取所有用户的非理想信道状态信息;S102:根据步骤S101中基站获取到的所有用户的非理想信道状态信息,利用用户选择方案对用户进行筛选,并把筛选好的用户组成簇;S103:利用所筛选用户的非理想信道状态信息,计算发送预编码矩阵,依据同一簇中所有用户的总容量最大化原则,在确保系统中用户公平性的约束下,计算最佳功率分配因子,然后基站按照求出的最佳功率分配结果发送信号,进行信号传输。
【技术特征摘要】
1.一种非理想信道状态信息的多用户NOMA下行功率分配方法,其特征在于:该方法包括如下步骤:S101:针对单小区多用户NOMA下行无线通信系统,所有用户向基站发送上行导频,基站接收用户端发来的导频进行信道估计,获取所有用户的非理想信道状态信息;S102:根据步骤S101中基站获取到的所有用户的非理想信道状态信息,利用用户选择方案对用户进行筛选,并把筛选好的用户组成簇;S103:利用所筛选用户的非理想信道状态信息,计算发送预编码矩阵,依据同一簇中所有用户的总容量最大化原则,在确保系统中用户公平性的约束下,计算最佳功率分配因子,然后基站按照求出的最佳功率分配结果发送信号,进行信号传输。2.根据权利要求1所述的一种非理想信道状态信息的多用户NOMA下行功率分配方法,其特征在于:在S101步骤中,该无线通信系统包括一个基站和多个用户,基站向用户端发送叠加信号,发射端采用基于非理想信道状态信息的正则化迫零预编码,同时接收端利用连续干扰消除技术,消除簇间干扰和用户间干扰;假设基站有N根天线,用户集为Q,其中Q共有M个用户,每个用户单天线,M>>2K,其中>>表示远大于,系统调度的用户总数为2K,并且满足2K>N,基站利用用户发送的上行导频序列,对信道进行估计,所获取的非理想信道状态信息表示为:其中,m∈[1,2,...,M],表示基站与第m个用户之间的估计信道,向量大小为N×1,Tm是N×N的确定性非负定矩阵,表示基站天线的发送相关矩阵,xm和vm都表示N×1的复高斯随机向量,其元素都服从0均值,方差1/N的独立同分布,τm为信道估计参数,表示信道估计的准确度,τm∈(0,1),∈表示属于,表示矩阵的平方根运算。3.根据权利要求2所述的一种非理想信道状态信息的多用户NOMA下行功率分配方法,其特征在于:用户发送上行导频给基站,基站根据用户发送的已知导频来估计信道,假设每个用户发送的上行导频序列长度为Tt,接收机的上行发射功率为pu,上行链路和下行链路的复高斯白噪声功率都为σ2,计算信道估计参数其中ρu为上行链路信噪比,且4.根据权利要求1所述的一种非理想信道状态信息的多用户NOMA下行功率分配方法,其特征在于:在S102步骤中,用户选择方案具体步骤如下:步骤S2a:定义u(t)表示第t个用户,其中t∈[1,2,...M],获取M个用户的非理想信道状态信息分别为上标(·)H表示矩阵的共轭转置运算;步骤S2b:从用户集Q中随机选择K个用户,定义为u(1),...,u(K),U={u(1),...,u(K)}表示随机选择K个用户的用户集,系统中用户的大尺度衰落因子为b1和b2,且b1>b2,i初始化为1,用户u(i)从剩余用户集S中选择配对用户,定义剩余用户集S={u(K+1),...,u(M)},共有M-K个用户,需满足以下条件:其中,j∈[K+1,...M],m0为用户u(i)和用户u(j)的信道相关系数,为用户u(j)的估计信道,r为固定常量。j从K+1依次取值带入m(i,j)中,计算出m(i,j)与信道相关系数m0进行比较,若m(i,j)的计算结果小于等于m0,执行步骤S2c,若j取值代入m(i,j)计...
【专利技术属性】
技术研发人员:张军,刘晓光,张金波,
申请(专利权)人:南京邮电大学,中国电子科技集团公司第五十四研究所,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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