The invention discloses a resource allocation method based on the minimum transmit power in a portable multi-carrier NOMA system, which includes the following steps: (1) network model establishment of the portable multi-carrier NOMA system; (2) mathematical model establishment of joint resource allocation scheme based on the minimum transmit power, including carrier scheduling, power allocation and time switching coefficient; (3) joint venture based on Genetic algorithm. Algorithmic design and analysis of source allocation scheme. The invention innovatively proposes the application of Simultaneous Wireless Information and Power Transfer (SWIPT) in multi-carrier NOMA system, and establishes the network model based on the mathematical optimization problem of minimizing transmission power. The genetic algorithm is applied to design the joint resource allocation strategy in order to meet the user's quality of service (QoS). At the same time, the transmission power of the energy-carrying multi-carrier NOMA system is minimized.
【技术实现步骤摘要】
携能多载波NOMA系统中基于发射功率最小化的资源分配方法
本专利技术涉及无线通信
，具体涉及一种携能多载波NOMA系统中基于发射功率最小化的资源分配方法，属于绿色通信的范畴。
技术介绍
近些年来，无线通信技术的不断更新换代给人类社会生活的各个方面带来了深刻的变革。随着移动数据业务的快速增长、移动终端设备的广泛普及与物联网行业的不断扩张，未来无线通信技术面临着越来越严峻的挑战。除了高速率、低时延、移动性、可靠性等传统性能指标需要进一步提升意外，未来第五代(FiveGeneration,5G)移动通信技术还需要考虑频谱效率和能量效率等方面的性能指标的改善。一方面，网络越来越拥挤，无线电频谱资源也越来越短缺，因此研究新型有效提升频谱效率的技术显得尤为重要。传统的正交多址方案(OrthogonalMultipleAccess,OMA)包括广泛应用于第四代(FourthGeneration,4G)蜂窝网络中的正交频分多址方案(OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess,OFDMA)，由于信道接入正交性的要求限制了频谱效率的进一步...
【技术保护点】
1.一种携能多载波NOMA系统中基于发射功率最小化的资源分配方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一：建立携能多载波NOMA系统的网络模型：将采用时间切换方案的无线携能技术和采用图样分割多址接入技术的多载波NOMA系统相结合；步骤二：构建基于最小化系统发射功率的联合资源分配的数学优化问题，包括确定优化变量、目标函数及约束条件的数学表达式；步骤三：基于遗传算法，建立携能多载波NOMA系统中最小化系统发射功率的联合资源分配算法。
【技术特征摘要】
1.一种携能多载波NOMA系统中基于发射功率最小化的资源分配方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一：建立携能多载波NOMA系统的网络模型：将采用时间切换方案的无线携能技术和采用图样分割多址接入技术的多载波NOMA系统相结合；步骤二：构建基于最小化系统发射功率的联合资源分配的数学优化问题，包括确定优化变量、目标函数及约束条件的数学表达式；步骤三：基于遗传算法，建立携能多载波NOMA系统中最小化系统发射功率的联合资源分配算法。2.根据权利要求1所述的一种携能多载波NOMA系统中基于发射功率最小化的资源分配方法，其特征在于，所述步骤一具体包括以下内容：携能多载波NOMA系统由一个基站和K个随机分布于蜂窝网络内的用户组成，所有用户索引的集合表示为系统总的可用带宽B平均划分为N个子载波，所有子载波索引的集合表示为每个子载波的带宽为Bc＝B/N，假设任何两个载波间的用户信息传递都不存在干扰；在发送端，通过PDMA技术，在相同的时间-频域资源单元内，将多个用户信号进行功率域、码域、空间域的单独或联合编码，用户与基本时频RE的映射方式能够用图样特征矩阵来表示，即其中，图样特征矩阵的第n行、第k列的元素令和分别表示通过第n个时频RE传递信息的用户索引集合和用户数量；假设基站通过第n个时频RE分配给第k个用户的发射功率为Pn,k，则第k个用户通过第n个时频RE能够接受到的信号为：其中，hn,k表示在第n个时频RE上基站BS和第k个用户之间的信道系数；xn,k或xn,j表示基站通过第n个时频RE传递给第k或第j个用户的单位能量符号；表示在第n个时频RE上的加性高斯白噪声；此处将信道系数归一化为表示信道噪声比；在接收端，通过采用串行干扰消除技术进行多用户检测，以减少用户间干扰并提高译码性能；令表示第n个时频RE上的解码顺序，在NOMA系统的下行链路中，每个用户的解码过程一般是先将CNR较弱的用户移除，并在解码时将CNR较强的用户信号作为干扰，也就是基于SIC技术及上述的解码顺序，第k个用户在第n个时频RE上的干扰能够表示为：因此，第k个用户在第n个时频RE上的信干噪比为：在传统的非携能NOMA系统中，第k个用户在第n个时频RE上的可达速率能够表示为：Rn,k＝Bclog2(1+γn,k)(4)考虑基于携能NOMA系统，也就是系统中每个用户由一个信息解调电路和一个能量采集电路组成，并采用TS携能方案，对于第k个用户，αk和1-αk分别表示分配给ID和EH的传输时间系数，因此...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐杰，罗静慈，冯婉媚，宋静茹，唐珩膑，苏智杰，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44
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