[发明专利]环境反向散射接入NOMA系统中的用户最大和速率优化方法

权利要求书

1.环境反向散射接入NOMA系统中用户最大和速率优化方法，适用于包括1个基站、两个用户和一个反向散射的系统，且所有设备都配置单天线，其特征在于：包括如下步骤：

A、用S表示基站，R_i和R_j表示两个用户，F表示反向散射，和以及H_SF表示基站到用户R_i和R_j及反向散射F的信道增益，和表示反向散射F到用户R_i和R_j的信道增益，P_s是基站的发射功率；

B、通过在非理想连续干扰消除i-SIC解码的基础上对基站功率和反向散射系数的联合优化达到对环境反向散射NOMA系统的和率最大化，所考虑的优化问题在数学上表示为

s.t.P_sξ≤P_s(1-ξ)

0≤ζ≤1

其中ξ表示基站功率分配系数，ζ表示反向散射的散射系数，约束条P_sξ≤P_s(1-ξ)表示基站发射功率分配需要满足NOMA原则，约束条件0≤ζ≤1表示方向散射的散射系数在0到1之间，

用户R_i和R_j接收到的信号的信干噪比表示为

其中σ²表示高斯白噪声的方差，α表示i-SIC参数；

C、求解B中的优化问题，得到优化后的功率分配参数ξ^*和反向散射的散射系数ζ^*；

D将优化后得到的ξ^*和ζ^*带入信干噪比公式，得到优化的信干噪比，接着将优化后的信干噪比带入B中的优化问题中得到优化后的和速率。

2.根据权利要求1所述的环境反向散射接入NOMA系统中用户最大和速率优化方法，其特征在于，所述的步骤C中求解步骤B中的优化问题，得到优化和速率，具体过程如下：

C1、为了有效地求得目标函数的最优解，所述优化方法首先根据F处散射系数的固定值来计算S处的有效功率分配系数，然后再将计算得到的功率分配系数带入原始式中求出优化后的散射系数，

固定ζ为ζ^*，将B中的优化问题简化为

s.t.P_sξ≤P_s(1-ξ)

约束条件P_sξ≤P_s(1-ξ)表示基站发射功率分配需要满足NOMA原则，

用KKT条件来寻找有效解，拉格朗日函数表示为

其中表示拉格朗日乘数，

拉格朗日函数对ξ求偏导数，求解ξ的优化值ξ^*

其中[a]⁺的表示为[a]⁺＝max(0，a)，

计算得到A、B与C

使用次梯度方法进行迭代更新

其中β表示步长，c为迭代指标；首先通过ξ进行更新，更新后的用来计算优化的ξ^*，

C2将ξ^*带入原始优化式中计算ζ的优化，得到

s.t.0≤ζ≤1

约束条件表示反向散射的散射系数在0到1之间，对应的拉格朗日函数为

其中λ表示拉格朗日乘数，

拉格朗日函数对ζ求偏导数，求解ζ的优化值ζ^*

其中[a]⁺的表示为[a]⁺＝max(0，a)，

计算得到D、E与F

λ使用次梯度方法进行迭代更新

λ(1+c)＝λ(c)+β(c)(ζ-1)

λ首先通过ζ进行更新，更新后的λ^*用来计算优化的ζ^*。