CN111246559A - 一种非正交多址接入系统中的最优功率分配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种非正交多址接入系统中的最优功率分配方法，包括以下步骤予以实现：1）获取信道状态；2）增益信噪比排序；3）功率选择值计算；4）分配发射功率；本发明通过闭式解的方法能快速求出最优的功率分配方案，在保证用户的公平性的前提下，能够使得非正交多址接入系统下行信道中每个用户的最小速率最大化，降低了计算复杂度，能够快速得出最优功率分配结果，提高了分配发送功率的效率。

Description

一种非正交多址接入系统中的最优功率分配方法
技术领域
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种非正交多址接入系统中的最优功率分配方法。
背景技术
在移动通信中，对于非正交多址接入系统，用户的公平性是系统资源管理的一项重要内容。在非正交多址接入系统的下行链路中，往往需要研究在保证用户公平性的前提下实现系统性能最优化的最优功率分配方法。在非正交多址接入系统中，有一种公平性体现为最大化每个用户的最小可达速率。
目前，针对最大化每个用户的最小可达速率的最优功率分配方法主要有基于迭代求解的方法(S.Timotheou and I.Krikidis,Fairness for non-orthogonal multipleaccess in 5G systems,IEEE Signal Processing Letters,vol.22,no.10,pp.1647-1651,2015)；但是该方法需要进行迭代次数未知的多次迭代计算才能实现。针对上述问题，本发明提出一种最大化用户的最小可达速率的闭式最优功率分配方法，本方法无需进行多次迭代计算，能快速求出最优的功率分配方案。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种非正交多址接入系统中的最优功率分配方法。
为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：
一种非正交多址接入系统中的最优功率分配方法，包括以下步骤：
S1.获取信道状态；
S2.增益信噪比排序；
S3.功率选择值计算；
S4.分配发射功率。
所述获取信道状态方法为：获取非正交多址接入系统下行信道中发送端到K个接收端每个信道的信道增益系数和每个接收端处的噪声方差，其中第i个信道的信道增益系数gi，第i个接收端处的噪声方差
Figure BDA0002362106580000011
接收端个数K为大于或等于2的自然数。
所述增益信噪比排序方法为：令增益噪声比
Figure BDA0002362106580000021
将增益噪声比N1,N2,…,NK按照从小到大的顺序排列为Nπ(1)≤Nπ(2)≤…≤Nπ(K)，其中π(s)表示排在第s位的接收端的原序号，s＝1,2,…,K。
所述功率选择值计算方法为：求出下述关于X的一元K次方程
Figure BDA0002362106580000022
的正实数根x，其中P为系统总发射功率，
Figure BDA0002362106580000023
所述分配发射功率方法为：通过下述公式为每个接收端分配发射功率βπ(l)：
Figure BDA0002362106580000024
本发明的有益效果在于：
本发明方法可以实现非正交多址接入系统下行信道中保证用户公平性的最优功率分配，通过闭式解的方法能快速求出最优的功率分配方案，降低了计算复杂度，提高了分配发送功率的效率，无需进行多次迭代计算，解决了现有计算方法复杂度高的技术问题。
附图说明
图1为本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例：参见图1。
一种非正交多址接入系统中的最优功率分配方法，包括以下步骤予以实现：
1)获取信道状态：获取非正交多址接入系统下行信道中发送端到K个接收端每个信道的信道增益系数和每个接收端处的噪声方差，其中第i个信道的信道增益系数gi，第i个接收端处的噪声方差
Figure BDA0002362106580000025
接收端个数K为大于或等于2的自然数。
2)增益信噪比排序：令增益噪声比
Figure BDA0002362106580000031
将增益噪声比N1,N2,…,NK按照从小到大的顺序排列为Nπ(1)≤Nπ(2)≤…≤Nπ(K)，其中π(s)表示排在第s位的接收端的原序号，s＝1,2,…,K。
3)功率选择值计算：求出下述关于X的一元K次方程
Figure BDA0002362106580000032
的正实数根x，其中P为系统总发射功率，
Figure BDA0002362106580000033
4)分配发射功率：通过下述公式为每个接收端分配发射功率βπ(l)：
Figure BDA0002362106580000034
如本实施例步骤2)至步骤3)中所述，本发明提供的一种非正交多址接入系统中的最优功率分配方法，对获取到的信道状态进行排序后，通过闭式解的方法进行计算后得到各信道所需功率，而不是通过多次迭代的方式进行计算，在降低算法复杂度的同时提高了分配发送功率的效率。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种非正交多址接入系统中的最优功率分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.获取信道状态；
S2.增益信噪比排序；
S3.功率选择值计算；
S4.分配发射功率。
2.根据权利要求1所述的一种非正交多址接入系统中的最优功率分配方法，其特征在于，获取信道状态方法为：获取非正交多址接入系统下行信道中发送端到K个接收端每个信道的信道增益系数和每个接收端处的噪声方差，其中第i个信道的信道增益系数表示为gi，第i个接收端处的噪声方差表示为
Figure FDA0002362106570000011
Figure FDA0002362106570000012
接收端个数K为大于或等于2的自然数。
3.根据权利要求1所述的一种非正交多址接入系统中的最优功率分配方法，其特征在于，增益信噪比排序方法为：令增益噪声比
Figure FDA0002362106570000013
将增益噪声比N1,N2,…,NK按照从小到大的顺序排列为Nπ(1)≤Nπ(2)≤…≤Nπ(K)，其中π(s)表示排在第s位的接收端的原序号，s＝1,2,…,K。
4.根据权利要求1所述的一种非正交多址接入系统中的最优功率分配方法，其特征在于，功率选择值计算方法为：求出下述关于X的一元K次方程
Figure FDA0002362106570000014
的正实数根x，其中P为系统总发射功率，
Figure FDA0002362106570000015
5.根据权利要求1所述的一种非正交多址接入系统中的最优功率分配方法，其特征在于，分配发射功率方法为：通过下述公式为每个接收端分配发射功率βπ(l)：
Figure FDA0002362106570000021
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