下行NOMA网络中多无人机辅助宏蜂窝基站进行资源分配方法组成比例

下行NOMA网络中多无人机辅助宏蜂窝基站进行资源分配方法，包括以下步骤：步骤1、多个无人机基站根据其位置策略以概率权值随机选定一个位置；步骤2、根据无人机基站所在的位置，对无人机基站的若干用户进行信道分配：步骤3、对已经分配在同一信道下的2个用户按最优功率分配策略进行功率分配；步骤4、通过步骤3得到的功率分配结果，计算所有无人机基站在此次位置下的效用函数值，通用效用函数值计算所有无人机基站的选定概率；步骤5、重复步骤1至步骤4，当选定概率收敛到某一位置不再变动时资源分配完毕。本方法可用于空地异构无线NOMA接入的复杂场景，多无人机基站进行动态服务，覆盖范围广，减少同频干扰，资源动态调配，整体用户QoS的提升。用户QoS的提升。用户QoS的提升。

【技术实现步骤摘要】
下行NOMA网络中多无人机辅助宏蜂窝基站进行资源分配方法


[0001]本专利技术涉及通信
，具体说的是下行NOMA网络中多无人机辅助宏蜂窝基站进行资源分配方法。

技术介绍

[0002]在第五代(5G)网络对高数据速度和低时延应用的需求急剧增长的推动下，功率域非正交多址(NOMA)成为一种很有前途的多址技术。NOMA可支持多个用户在同一正交资源内同时传输，接收端采用逐次干扰消除(SIC)技术对接收到的信号进行解码。因此，与传统的正交多址(OMA)技术相比，NOMA能有效提高频谱效率。
[0003]近年来，无人驾驶飞行器(UAV)，或称为无人机，因其高机动性和成本效益而备受关注。它们被广泛应用于执行复杂的应用，如货物递送、监视、交通监测、通讯增强和恢复等。在蜂窝通信领域，无人机大多作为空中基站部署，或飞行基站，其位置和轨迹可以优化以NOMA的方式为地面用户提供更好的体验。无人机辅助宏蜂窝基站通信使得包括用户配对、功率分配和用户调度在内的资源分配问题在空地立体通信网络中的无线资源优化系统建立更加具有挑战性。值得注意的是，无人机作为辅助空中基站，其位置的变化关系到相关用户的可达数据速率，不同的水平位置会带来同频相邻基站的干扰变化。通过适当控制无人机的轨迹，利用潜在的无人机与地面用户之间视线传播的通信Line
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of
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Sight(LoS)，可以显著提高基于无人机的无线网络在覆盖范围、吞吐量和能源效率方面的性能。因此，无人机的位置优化部署正成为一个关键问题。
[0004]在[1]中，提出了一种解决认知无线电NOMA网络中用户配对问题的分布式匹配算法。在[2]中，Zhu等研究了下行NOMA网络下的用户配对，考虑了最小速率约束，提出了一种实现和速率最大化的封闭式最优用户配对解决方案。在[3]中，Kang等人研究了下行NOMA系统的最优用户分组，以使和率最大化。提出了一种基于交换的低复杂度次优方案。在[4]考虑需求多样性的前提下，提出了一种基于群组切换的分布式用户配对方案。而现有的研究大多只考虑单个BS情景。Sun等在[5]中研究了利用周期性NOMA和无人机轨迹联合优化多用户通信调度，使地面用户最小吞吐量最大化的问题。然而，上述的研究主要集中在单无人机部署和单无人机场景的轨迹、高度等优化。
[0005]在文献[6]‑
[9]中的研究大多集中在单一无人机场景的资源分配问题，关注单个无人机的能效和少量基站间干扰。缺乏从多无人机组网复杂场景下的功率、坐标位置和配对等多维联合优化研究，无法从系统和全局的角度获得用户服务质量QoS的提升。因此，NOMA与多无人机辅助通信的多维资源优化系统研究还缺乏探索。
[0006][1]W.Liang,Z.Ding,Y.Li,et al.,“User pairing for downlink non
‑
orthogonal multiple access networks using matching algorithm,”IEEE Trans.Veh.Technol.,vol.65,no.12,pp.5319
‑
5332,Dec.2017。
[0007][2]L.Zhu,J.Zhang,Z.Xiao,et al.,“Optimal user pairing for downlink nonorthogonal multiple access(NOMA),”IEEE Wireless Commu.Lett.,vol.8,no.2,
pp.328
‑
331,Apr.2019。
[0008][3]J.Kang,I.Kim,“Optimal user grouping for downlink NOMA,”IEEE Wireless Commu.Lett.,vol.7,no.5,pp.724
‑
727,Oct.2018。
[0009][4]Y.Sun,H.Shao,Z.Du,“QoE
‑
oriented resource allocation for downlink non
‑
orthogonal multiple access,”IEEE Commu.Lett.,vol.25,no.7,pp.2362
‑
2365,Apr.2021。
[0010][5]J.Sun,Z.Wang,and Q.Huang,“Cyclical NOMA based UAV
‑
enabled wireless network,”IEEE Access,vol.7,pp.4248C4259,2019。
[0011][6]UAV
‑
Aided Air
‑
to
‑
Ground Cooperative Non
‑
Orthogonal Multiple Access。
[0012][7]W.Mei and R.Zhang,“Uplink cooperative NOMA for cellularconnected UAV,”IEEE J.Sel.Areas Commun.,vol.13,no.3,pp.644
‑
656,Jun.2019。
[0013][8]M.Sohail,C.Leow and S.Won,“Energy
‑
efficient non
‑
orthogonal multiple access for UAV communication system,”IEEE Trans.Veh.Technol.,vol.68,no.11,pp.10834
‑
10845,Nov.2019。
[0014][9]A.Bhowmick,S.Roy,S.Kundu,“Throughput maximization of a UAV assisted CR network with NOMA
‑
based communication and energyharvesting,”IEEE Trans.Veh.Technol.,vol.71,no.1,pp.362
‑
374,Oct.2021。

技术实现思路

[0015]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种下行NOMA空地异构网络中多无人机辅助宏蜂窝基站进行资源分配的框架及方法，实现多无人机基站辅助多地面宏蜂窝的多维度资源优化。
[0016]为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：下行NOMA网络中多无人机辅助宏蜂窝基站进行资源分配方法，包括以下步骤：步骤1、多个无人机基站根据其位置策略以概率权值随机选定一个位置；步骤2、根据无人机基站所在的位置，对无人机基站的若干用户进行信道分配：若信道数大于等于用户数，则按照OMA方式接入，一个用户接入一个信道；若用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.下行NOMA网络中多无人机辅助宏蜂窝基站进行资源分配方法，其特征在于：步骤1、多个无人机基站各选定一个位置；步骤2、根据无人机基站所在的位置，对无人机基站的若干用户进行信道分配：若信道数大于等于用户数，则按照OMA方式接入，一个用户接入一个信道；若用户数大于信道数并小于等于信道数的2倍，则一个信道按NOMA方式接入2个用户，随着分配用户减少，当剩余用户数等于剩余信道数，则剩余用户采用OMA方式接入；若信道数的2倍小于用户数，则按有效功率从大至小两两配对实现接入；步骤3、对已经分配在同一信道下的2个用户按最优功率分配策略进行功率分配；步骤4、通过步骤3得到的功率分配结果，考虑自身效用合以及干扰的邻居基站效用合的情况，计算所有无人机基站在此次位置下的效用函数值，通用效用函数值计算所有无人机基站的选定概率；步骤5、重复步骤1至步骤4，当选定概率收敛到某一位置不再变动时，该位置对应的信道分配策略与功率分配策略为最优，即资源分配完毕。2.如权利要求1所述的下行NOMA网络中多无人机辅助宏蜂...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵鸿翔，孙有铭，蔡佶昊，于佳，韩哲，
申请(专利权)人：洛阳理工学院，
类型：发明
国别省市：