一种基于QoE的MIMO-NOMA系统功率分配方法技术方案

本发明专利技术属于移动通信技术领域，具体涉及一种基于QoE的MIMO‑NOMA系统功率分配方法，包括建立MIMO‑NOMA系统下的网页浏览业务MOS模型，从中获取从用户速率到MOS函数的映射关系；基于斯塔克尔伯格博弈思想，将基站作为功率资源的拥有者，设置为博弈中的卖方，用户作为资源的竞争者，设置为博弈中的买方；以最大化MOS值作为优化目标，建立用户端的最大MOS效用函数；设置单位功率成本，建立基站端的最大化效用函数；用KKT条件求解出用户所分配的最优功率表达式和最优单位功率价格；更新拉格朗日乘数进行迭代，直到用户与基站达到斯塔克伯格均衡；根据最后收敛的功率值计算用户的MOS值，完成功率分配；本发明专利技术能够有效提升5G通信系统的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于QoE的MIMO-NOMA系统功率分配方法
本专利技术属于移动通信
，具体涉及一种基于QoE的MIMO-NOMA系统功率分配方法。
技术介绍
随着移动通信的蓬勃发展，无线通信系统中接入的用户数量呈爆炸式增长，但由于频谱资源有限，传统的正交多址复用技术已经不能满足系统接入容量日益增大的需求。所以非正交多址(Non-OrthogonalMultipleAccess，NOMA)技术孕育而生，能在同一时频资源块上实现多个用户的复用，提高了单位频谱的利用率。同时多输入多输出(Multiple-InputMultiple-Output，MIMO)技术在发射端和接收端使用多根天线，能大幅度提高系统接入用户的数量，所以将MIMO技术与NOMA技术相结合能进一步提高系统的性能。在面对浏览网页、文件下载、视频通话等高速率业务的需求下，跟现有仅仅提升用户服务质量(QualityofService，QoS)不同，5G(5th-Generation)网络需要为这些业务提供良好的用户体验质量(QualityofExperience，QoE)水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于QoE的MIMO-NOMA系统功率分配方法，其特征在于，包括以下步骤：/n建立MIMO-NOMA系统下的网页浏览业务MOS模型，从中获取从用户速率到MOS函数的映射关系；/n基于斯塔克尔伯格博弈思想，将基站作为功率资源的拥有者，设置为博弈中的卖方，用户作为资源的竞争者，设置为博弈中的买方；/n以最大化MOS值作为优化目标，建立用户端的最大MOS效用函数；/n设置单位功率成本，建立基站端的最大化效用函数；/n用KKT条件求解出用户所分配的最优功率表达式和最优单位功率价格；/n更新拉格朗日乘数进行迭代，直到用户与基站达到斯塔克伯格均衡；/n根据最后收敛的功率值计算用户的MOS值，完成功...

【技术特征摘要】
1.一种基于QoE的MIMO-NOMA系统功率分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
建立MIMO-NOMA系统下的网页浏览业务MOS模型，从中获取从用户速率到MOS函数的映射关系；
基于斯塔克尔伯格博弈思想，将基站作为功率资源的拥有者，设置为博弈中的卖方，用户作为资源的竞争者，设置为博弈中的买方；
以最大化MOS值作为优化目标，建立用户端的最大MOS效用函数；
设置单位功率成本，建立基站端的最大化效用函数；
用KKT条件求解出用户所分配的最优功率表达式和最优单位功率价格；
更新拉格朗日乘数进行迭代，直到用户与基站达到斯塔克伯格均衡；
根据最后收敛的功率值计算用户的MOS值，完成功率分配。


2.根据权利要求1所述的一种基于QoE的MIMO-NOMA系统功率分配方法，其特征在于，获取从用户速率到MOS函数的映射关系，即MOS模型将客观指标映射为用户对网页浏览的主观感知质量，单个用户UEb,t对网页浏览的主观感知质量表示为：



其中，为用户UEb,t对网页浏览的主观感知质量；C1、C2表示网页浏览业务的仿真参数；Rb,t为用户UEb,t的吞吐量；为一个常数，表示为W为信道带宽；FSb,t为用户UEb,t浏览网页的大小。


3.根据权利要求1所述的一种基于QoE的MIMO-NOMA系统功率分配方法，其特征在于，以最大化MOS值作为优化目标，建立用户端的最大MOS效用函数，表示为：



st:
C1:
C2:
C3:
C4:
C5:
其中，Ub,t为单个用户UEb,t的MOS效用函数；C1、C2表示网页浏览业务的仿真参数；W为信道带宽；pb,t表示基站分配给第b簇中的第t个用户的功率；hb,t为第b簇中的第t个用户的有效信道增益；为检测矩阵的共轭转置；δ2为加性高斯白噪声；Rb,t为用户UEb,t的吞吐量；为一个常数，表示为FSb,t为用户UEb,t浏览网页的大小；λb,t为卖方基站对单个买方用户UEb,t所出售的单位功率价格；T为每个簇内用户的数量；ptot为基站可发射的总功率；B为基站天线的数量，每根天线为一个簇；ROMA为正交多址系统下的吞吐量；G为系统中总用户的数量；MOSmin为用户最小MOS值的限制。


4.根据权利要求1所述的一种基于QoE的MIMO-NOMA系统功率分配方法，其特征在于，基站端的最大化效用函数表示为：



其中，为基站对单个用户UEb,t的效用函数；λb,t为卖方基站对单个买方用户UEb,t所出售的单位功率价格；cb,t表示基站向用户UEb...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡相格，李云，吴广富，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50