[发明专利]一种5G通信系统资源分配方法

说明书

本发明涉及一种5G通信系统资源分配方法，属于无线通信技术领域。该方法包括以下步骤：S1：建模用户资源共享模型；S2：建模用户‑信道关联变量；S3：建模5G通信系统和能效；S4：建模用户‑信道关联及资源分配限制条件；S5：基于系统和能效最大化确定用户关联及资源分配策略。本发明通过对5G通信系统进行联合用户关联及功率分配，实现系统和能效优化。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种5G通信系统资源分配方法。

背景技术

近年来，差异化的用户服务质量要求催生了三种主要5G应用场景：增强型移动宽带eMBB，海量机器类通信mMTC以及超可靠和低延迟的通信URLLC。然而，5G通信系统中有限时频资源与快速发展的用户业务需求已形成突出矛盾，如何采用高效用户关联及资源分配技术，实现5G通信系统性能增强已成为重要研究课题。

现有研究已经考虑了5G场景中的各种应用场景，但是很少有工作共同考虑这三种应用场景之间的资源共享。此外，现有的工作较多分别考虑基于正交多址接入(OrthogonalMultiple Access,OMA)或非正交多址接入(Non-OrthogonalMultipleAccess,NOMA)的资源分配方案，未深入研究两种方案的优化设计，无法实现系统综合性能优化。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种5G通信系统资源分配方法。在该方法中，用户可采用OMA或NOMA模式与基站进行通信，通过优化设计用户和信道之间关联策略及用户发送功率可有效实现用户和能效最大化，提升系统综合性能。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种5G通信系统资源分配方法，该方法具体包括以下步骤：

S1：建模用户资源共享模型；

S2：建模用户-信道关联变量；

S3：建模5G通信系统和能效；

S4：建模用户-信道关联及资源分配限制条件；

S5：基于系统和能效最大化确定用户关联及资源分配策略。

可选的，在该方法中，假设系统中有一个5G基站，三类用户发送数据到基站，包括增强移动宽带用户EU，海量机器类通信用户MU，超高可靠低时延通信用户RU，EU的数量为K_e，MU的数量为K_m，RU的数量为K_u，N₁个预留信道RC和N₂个非预留信道NRC，每个信道的带宽为B。

可选的，所述S1中，建模资源共享模型具体包括：每个时隙分为S个子时隙，每个子时隙的长度为T；三种业务在频域的最小调度单位为一个信道，EU和MU在时域的最小调度单位为时隙，RU在时域的最小调度单位为子时隙，RU仅使用RC进行数据传输，MU仅使用NRC进行数据传输，EU使用RC及NRC进行数据传输；RU占用一个子时隙N₁个信道的资源，EU及MU均占用一个时隙的一个信道的资源；EU和RU采用非正交多址接入NOMA或正交多址接入OMA共享RC资源，EU和MU采用NOMA或OMA共享在NRC资源。

可选的，所述S2中，建模用户-信道关联变量具体包括：令为第k个EU和第n个RC的关联变量，若表示第k个EU占用第n个RC，反之，为第k个EU和第n个NRC的关联变量，若表示第k个EU占用第n个NRC，反之，为第j个MU和第n个NRC的关联变量，若表示第j个MU占用第n个NRC，反之，xk，j，n∈{0，1}为第k个EU和第j个MU的信道选择和NOMA配对变量，若x_k,j,n＝1，表示第k个EU和第j个MU共同占用第n个NRC，反之，x_k,j,n＝0。