[发明专利]一种动态稀疏码分多址通信系统及其方法

权利要求书

1.一种动态稀疏码分多址通信方法，其特征在于，应用于动态稀疏码分多址通信系统，该系统包括：小数数值码本设计模块(1)，用于求解小数数值的映射系数与最优功率分配系数；

码本系数量化模块(2)，用于将小数数值映射系数转换为定点整数；

整数数值码本映射模块(3)，用于在最优功率分配系数以及整数化映射系数约束下，求解最优化的整数数值映射系数；

其中，小数数值码本设计模块(1)输出小数数值映射系数以及最优功率分配系数；上述小数数值映射系数作为码本系数量化模块(2)的输入值；最优功率分配系数作为整数数值码本映射模块(3)的输入值；所述方法具体包括如下步骤：

S1、小数数值码本设计模块(1)中的最优化目标函数，为多用户总速率；小数数值码本设计模块(1)中的求解方法是搜索法及采用凸优化求解；输出结果为小数数值映射系数及最优功率分配系数；

S2、码本系数量化模块(2)中采用的量化基数采用2的幂次方；量化基数同时也是码本映射图的变化周期；将上述小数数值映射系数进行量化，得到量化映射系数；

S3、整数数值码本映射模块(3)在上述量化映射系数及最优功率分配系数约束下，采用目标函数为变化周期内平均的多用户总速率，进行整数优化求解，求解方法采用直接搜索法，输出最终的动态码本映射系数，所述步骤1具体为：

上式中，N₀表示接收机端的高斯白噪声；h_j，k表示第j个用户到第k个资源块的信道衰落系数，p_j，k，表示第j个用户分配给第k个资源块的功率,σ_j，k∈[0，1]表示第j个用户到第k个资源块的映射关系，若为1表示，第j个用户占用第k个资源块；否则表示不占用；

同时，系统优化设计中，还需要满足如下约束条件：

每个用户的发射功率受限，最大为P_M，即

同时假定每个用户最多映射到d_v个资源块，且每个资源块最多由d_f个用户共享，即

最优化问题整理为：

s.t(2)(3)(4)

对上述最优化问题，采用搜索法或者凸优化法进行求解

，所述步骤3具体为：

设步骤1求出的最优化结果为σ_j，k^*和p_j，k^*，设使用的信道实现长度为L,首先将最优化小数映射值σ_j，k^*进行量化取整，即：σ_j，k^(q)＝|σ_j，k^*·L|,式中表示向下取整运算符；

对每个信道实现计数为l，l＝1，2，…，L.定义每个信道实现的整数映射关系为σ_j，k[l]∈{0，1}，则此时在长度为L的信道实现中平均速率定义为：

同时满足以下约束：

以及平均映射关系约束：

最优化问题整理为：

s.t(7)(8)(9)(10)

上述整数优化问题，可直接使用搜索法进行求解，即可得到最终最优解。