[发明专利]一种基于NOMA系统下的逐天线功率鲁棒优化方法

权利要求书

1.一种基于NOMA系统下的逐天线功率鲁棒优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：建立NOMA系统的约束优化目标问题，约束优化目标问题包括逐天线功率最小化模型及鲁棒用户服务的质量约束；

S2：将鲁棒用户服务质量约束转化为二次矩阵不等式，将约束优化目标问题转化为半正定规划问题；

S3：求解半正定规划问题，得到半正定规划问题的最优解或次优解；

在步骤S1中，其逐天线功率最小化模型为

{w_m}为模型中的在多用户多输入单输出系统下的NOMA传输，下行链路的波束形成器权重向量，a为逐天线功率约束中的比例系数，e_k为单位矩阵的第k列，P_k是每个天线约束所给定的功率值上界；R_n是用户u_n的目标传输速率；

用户的信干噪比和鲁棒用户服务的质量约束的阈值均为：

其中是第m个信道第n个用户的信干噪比，h_m是第m个信道，γ_n是用户服务质量约束的阈值，σ_m是第m个信道的高斯白噪声；

实际信道h_m包含估计信道与误差量δ_m之和，为误差量增加一个椭球约束：

ε_m是第m个信道误差量的上界，Cⁿ指复数域空间中n维向量，||·||代表向量的2范数；

在步骤S1中，鲁棒用户服务的质量约束为：

其中是第m个信道第n个用户的信干噪比，h_m是第m个信道，γ_n是用户服务质量约束的阈值，σ_m是第m个信道的高斯白噪声；

在步骤S2中，提取鲁棒用户服务质量约束中的用户的实际信干噪比，采用S引理将鲁棒用户服务质量约束的算法公式变成二次矩阵不等式；

用户的实际信干噪比如下：

上式转化为：

将上式展开后并结合逐天线功率模型得到以下优化问题：

rank(W_j)＝1，1≤j≤M

对于上述优化问题来说，依然是非凸的，其中rank(·)是矩阵的秩，

采用S引理将优化问题转换成二次矩阵不等式，得到目标问题：

μ_m,n≥0,1≤n≤m≤M

rank(W_j)＝1，1≤j≤M；

在步骤S2中，去掉目标问题中非凸的秩一约束，转化为半正定规划问题：

μ_m,n≥0,1≤n≤m≤M

2.根据权利要求1所述的一种基于NOMA系统下的逐天线功率鲁棒优化方法，其特征在于，所述半正定规划问题为凸问题。

3.根据权利要求2所述的一种基于NOMA系统下的逐天线功率鲁棒优化方法，其特征在于，在步骤S3中，应用CVX工具包求解半正定规划问题，得到最优解或次优解。