[发明专利]一种适用于毫米波MIMO-NOMA系统的资源分配方法

说明书

本发明公开了一种适用于毫米波MIMO‑NOMA系统的资源分配方法，获取基站到所有用户端之间的信道状态信息；根据信道状态信息将所有用户分为M组；根据每组内用户的解码顺序随机生成功率分配矩阵；根据功率分配矩阵计算每个用户的信漏噪比，以最大化所有用户中的最小信漏噪比值为目标函数，优化功率分配矩阵，得到最优功率分配矩阵；根据最优功率分配矩阵为每个用户分配发射功率；本发明适用于毫米波MIMO‑NOMA系统，通过考虑用户分组后再完成功率分配，以提升用户的信漏噪比(SLNR)最小值为目标，可以提高用户公平性，运用凸优化设计最优功率分配矩阵，在尽量控制能耗前提下，提高了算法的性能，将优化问题解耦，减小了计算复杂度。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，一种适用于毫米波MIMO-NOMA系统的资源分配方法。

背景技术

随着智能终端普及和新移动业务需求的持续增长，现有的正交多址接入(OMA)技术己经无法满足未来的需求，NOMA与MIMO的结合能够进一步提升无线通信系统的系统容量，将为5G高频谱效率的目标提供强有力的保障。

在mmWaveOMA系统中，由于硬件约束的问题，射频链的数量会远远小于天线的数量。同一个时频资源块中能够服务的用户数不能大于射频链的数量，因此在毫米波系统中，同一时频资源块能接入的用户数量是有限的。

然而在NOMA系统中，基站可以在一个资源块中同时服务多个用户。并且毫米波波束窄、方向性好，落在同一个波束中的用户归一化信道相关性极高，有利于NOMA技术的运用。因此，将毫米波和MIMO-NOMA技术相结合，能显著提升系统频谱效率。

但是与OMA相比，NOMA系统的接收机设计要复杂很多，NOMA的本质就是通过接收机设计的复杂度来换取更高的频谱效率，进而导致适用于NOMA系统的一些已有的计算方法复杂度较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于毫米波MIMO-NOMA系统的资源分配方法，在能耗控制的前提下，提高系统的频谱效率，并且降低方法的复杂度。

本发明采用以下技术方案：一种适用于毫米波MIMO-NOMA系统的资源分配方法，包括以下步骤：

S1：获取基站到所有用户端之间的信道状态信息；

S2：根据信道状态信息将所有用户分为M组；其中，M为大于等于1的整数；

S3：根据每组内用户的解码顺序随机生成功率分配矩阵；

S4：根据功率分配矩阵计算每个用户的信漏噪比，以最大化所有用户中的最小信漏噪比值为目标函数，优化功率分配矩阵，得到最优功率分配矩阵；

S5：根据最优功率分配矩阵为每个用户分配发射功率。

进一步地，将所有用户分为M组的具体步骤为：

S2.1：从所有用户中随机选择M个用户作为每组用户的代表用户；

S2.2：根据用户归一化信道相关性值，将剩余的用户分别分配到每个代表用户所在的M组中；

S2.3：更新每个组的代表用户，并将更新后除代表用户以外的其它用户重新分配到更新后的每个代表用户所在的M组中；

S2.4：继续更新每个组的代表用户，并对每组内的其它用户重新分配，直至每个组的代表用户均无变化，完成用户的分组。

进一步地，更新每组代表用户的具体步骤为：

S2.3.1：计算每个组的代表用户与该组外所有用户之间归一化信道相关性值的总和；

S2.3.2：选择该组内与该组外所有用户之间归一化信道相关性值的总和的最小值对应的用户，作为更新后该组的代表用户。