[发明专利]一种基于贪婪算法的NOMA下行链路功率分配改进方法

说明书

本发明方法公开了一种基于贪婪算法的NOMA下行链路功率分配改进方法，包括将载波g上的叠加用户按照信道增益递减的方式排序；确定每个用户满足预设功率分配条件的所有候选功率分配系数；对来自不同集合的功率分配系数组合，利用预先设置的判决准则对这个组合系数进行判决，只保留符合判决准则的组合系数，这样根据判决准则最后一个用户的组合系数只会分配到唯一的集合中，只保留分配系数集合中使各用户吞吐量之积最大的元素，然后用各系数乘上载波g分得的功率P_g即可得到每个用户最终分得的功率。本发明针对载波内叠加用户的功率分配，借鉴贪婪算法思想将用户按功率递增的方式排序，在计算过程中删去了大量不可能为最优解的功率分配组合系数，减少了计算量。

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，涉及到一种基于贪婪算法的NOMA下行链路功率分配改进方法。

背景技术

下一代移动通信5G要求系统必须支持多种应用场景，对用户接入量、频谱效率、流量密度、系统时延等提出了更高的要求，传统的正交多址接入方式在进一步提升系统性能方面已显得乏力。为了应对这些挑战，对新型的多址接入方式研究已迫在眉睫。非正交多址(Non-Orthogonal Multiple Access，NOMA)正是在这种背景下产生的。与传统的正交多址(Orthogonal Multiple Access,OMA)接入方式相比，NOMA引入新的功率域维度，采用功率复用的方式使得同一资源单元可以支持多用户共享，大大提高了用户的接入量。文献研究表明：NOMA能获得更高的系统吞吐量，相较于OMA，NOMA的性能可以提升30％以上。

NOMA的基本原理是在发送端给不同的用户分配不同的功率，可以在一个载波上叠加多个用户，然后将多用户叠加信号通过无线信道发送，在接收端一般通过串行干扰抵消技术(Successive Interference Cancellation，SIC)，根据不同用户信号功率的差异加以检测重构，正确恢复出用户的信号。不同的功率分配策略将会对系统的性能和用户信号的接收产生很大影响，因而功率分配就成为了研究的重点与热点。

目前，对NOMA功率分配问题的研究已经有了初步的成果。文献研究了固定功率分配方法和分数阶功率分配方法。这两种方法虽然复杂度不高，但性能都不是很好，其中固定功率分配算法在分配过程中将功率分配因子设为固定值，而分数阶功率分配通过动态调整功率分配因子的大小，使信道状况较好的用户分配较小的功率而信道条件不佳的用户分得更大的功率。

发明内容

本发明旨在一定程度上保证用户公平性，同时获得比一些传统的功率分配算法如固定功率分配算法、分数阶功率分配算法更好的系统性能。

为实现上述目的，本发明是通过以下的技术方案实现的：

一种基于贪婪算法的NOMA下行链路功率分配改进方法，包括以下步骤：

步骤一：将载波g上的叠加用户按照信道增益递减的方式排序；

步骤二：根据最小功率分配系数间隔Δ和叠加用户数k_g依次确定每个用户满足预设功率分配条件的所有候选功率分配系数并将所有候选功率分配系数作为元素组成初始分配系数集合；

步骤三：依次将前一个用户分配系数集合中的每个元素与当前第n个用户分配系数集合中满足预设功率分配条件的元素求和得到前n个功率分配系数之和，所述功率分配系数之和要满足功率分配系数准则，分别将具有相同功率分配系数之和的元素作为一个系数组合，并将所有系数组合作为当前用户的分配系数集合的一个子集；

步骤四：用预先设置的判决条件对每个子集中的多个系数组合进行判决，借鉴贪婪算法思想把当前步骤中的最好选择作为最优策略，最后每个子集中只保留符合判决条件的系数组合并将新的子集作为元素最终确定新集合；将新集合作为当前用户的分配系数集合；