[发明专利]一种基于NOMA的网络切片动态联合用户关联和功率分配方法

说明书

本发明涉及一种基于NOMA的网络切片动态联合用户关联和功率分配方法，属于移动通信领域。该方法在NOMA系统下行链路不完美信道条件下，根据信道状态信息获得切片用户与RRH之间的宽带信干噪比，判断用户与RRH关联的策略；根据用户队列状态信息和信道状态信息使网络切片中多个用户在资源块RB的最大复用用户数范围内功率复用在同一RB上，并且在满足各个切片和用户的最低速率需求、用户时延需求、系统中断概率约束和前传链路容量约束的前提下为每个用户分配最优的功率资源。本发明在提高频谱资源利用率和网络吞吐量的同时满足切片和用户的最低速率需求和用户时延要求。

技术领域

本发明属于移动通信领域，涉及一种基于NOMA的网络切片动态联合用户关联和功率分配方法。

背景技术

5G网络的一个期望就是满足不同用户的服务质量(Quality of Service,QoS)需求，但是随着通信行业的飞速发展，通信业务规模不断扩大，用户需求的差异性越来越大，有限的频谱资源也变得越来越紧缺。因此，利用网络虚拟化技术来实现资源共享的网络切片技术应时而生。作为5G的一项关键技术，网络切片的实质是具有灵活性且相互独立的虚拟逻辑网络，其作用是为不同应用场景中具有差异化QoS需求的用户提供特定的服务。在基于网络切片的无线资源分配中，由中国移动研究院提出的C-RAN(Cloud Radio AccessNetwork)架构在实现网络负载均衡，提升边缘用户体验质量方面有独特的优势。

另外，由于数据业务的爆炸式增长，为了满足5G网络海量接入、超高带宽的要求，必须要充分利用有限的频谱资源。不同于传统的时域和频域的资源分配，非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术通过引入干扰使多个用户功率复用在同一个RB上，从而增大系统总吞吐量，提升频谱资源利用率，并在接收端利用串行干扰消除(successive interference cancellation,SIC)技术消除干扰。

发明人在研究现有技术的过程中发现其存在如下缺点：

现有研究大多没有在基于网络切片的资源分配中将NOMA技术应用到C-RAN架构中，无线资源侧重考虑的都是时域和频域的资源，并没有充分利用功率域的资源，但实际应用中，利用功率资源复用可以增大系统总吞吐量，提升频谱资源利用率；大多数研究都是假设系统能获得完美信道状态信息，然而在实际网络中，基站很难获得完美D的信道状态信息(Channel State Information,CSI)；没有考虑切片业务需求的多样性；大多数优化目标没有涉及到时间变量，也未考虑长时平均的优化目标。

因此，本发明在C-RAN架构中结合NOMA技术开发功率域的资源，考虑不同切片和用户差异化的QoS需求、系统中断概率、前传链路容量等约束，设计了一种以实现最大化网络吞吐量为目标的联合用户关联和功率分配的方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于NOMA的网络切片动态联合用户关联和功率分配方法，实现了最大化网络吞吐量；且在提高频谱资源利用率和网络吞吐量的同时满足切片和用户的最低速率需求和用户时延要求。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于NOMA的网络切片动态联合用户关联和功率分配方法：在NOMA系统下行链路不完美信道条件下，以实现最大化网络吞吐量为目标进行的联合用户关联和功率分配方法，具体包括以下步骤：

S1：根据信道状态信息获得切片用户与RRH之间的宽带信干噪比，判断用户与RRH关联的策略；

S2：根据用户队列状态信息和信道状态信息使网络切片中多个用户在资源块RB的最大复用用户数范围内功率复用在同一RB上，并且在满足各个切片和用户的最低速率需求、用户时延需求、系统中断概率约束和前传链路容量约束的前提下为每个用户分配最优的功率资源。

进一步，步骤S2中：