[发明专利]一种非正交多址网络资源分配方法

说明书

本发明提出了一种非正交多址网络资源分配方法，用以解决现有技术中尚没有可行性强的非正交多址网络资源分配机制的问题。所述方法首先对各参数进行初始化，再采用双边匹配算法来解决用户和信道关联问题，采用李雅普诺夫(Lyapunov)优化算法得到功率分配的最优解，然后，通过迭代联合用户信道匹配和功率分配算法最大限度地提高能量效率以及经济效益，同时也保证了个体合理性和真实性属性。本发明可以实现NOMA网络资源的合理分配，并能同时保证内容提供者的经济效益和能量有效性的最大化，从而最大限度的提高能量效率，提升系统能力，在不降低服务质量以及考虑能源问题的前提下，满足剧增的数据需求，以实现可持续发展。

技术领域

本发明属于移动通信领域，具体涉及一种非正交多址网络资源分配方法。

背景技术

未来全球移动通信网络连接的设备总量将达到千亿规模，互联网上通信业务量日益激增，移动数据流量将出现爆炸式增长，使得网络能耗、部署和维护的复杂度越来越高，现有的正交多址技术等难以高效应对未来千倍业务流量增长和海量设备连接，无法智能地满足未来用户和业务需求多样化的趋势。为了更好地解决这一问题，既能满足移动业务速率需求又能提高频谱效率，在5G时代来临之际，非正交多址技术(NOMA)受到越来越多的关注。

NOMA可以允许多个用户共享同一子信道，使得频谱利用效率的提高存在更大的空间。但是，如何在非正交多址网络中进行网络资源的分配，目前尚未提出一种可行性强的NOMA网络资源分配机制。同时，随着移动用户数量的剧增，近年来无线通信领域带来的能源消耗是非常巨大的，针对我国环境污染严重以及能源日益紧缺的国情，绿色通信也是大势所趋。

发明内容

本发明实施例针对目前尚没有可行性强的非正交多址网络资源分配机制的问题，提出了一种非正交多址网络资源分配方法，结合能量有效性，合理分配信道资源和功率资源，提供更高网络容量和更好覆盖。

根据本发明的一个方面，提供了一种非正交多址网络资源分配方法，所述方法包括以下步骤：

步骤S1，初始化匹配列表，S_n表示匹配到信道n的用户数，S_u表示匹配到用户u的信道数；初始化接入设备UEs以及BS的各项参数及状态；

步骤S2，根据信道状态信息，初始化优先列表P_ref_U(u)，以及没有匹配到d_u信道的用户集合S_{U_F}(u)；

步骤S3，判断是否满足当满足时，如果S_u＜d_u，用户u根据优先列表P_ref_U(u)向优先的信道n_opti发送匹配需求；

步骤S4，如果S_{n_opti}＜d_{n_opti}时，令a_{u,n_opti}＝1，S_u＝S_u+1，S_{n_opti}＝S_{n_opti}+1；如果S_{n_opti}＝d_{n_opti}，找到最小的用户增益g_{u_opti,n_opti}；

步骤S5，如果g_{u_opti,n_opti}＜g_{u,n_opti}，令a_{u,n_opti}＝1，a_{u_opti,n_opti}＝0，S_u＝S_u+1，S_{u_opti}＝S_{u_opti}-1；

步骤S6，判断是否满足u＝U；如果不满足，则令u＝u+1，并转入步骤S3；如果满足，则输出优化后的信道分配矩阵A；

步骤S7，计算辅助变量γ_u(t)，以及数据速率r_u(t)；