[发明专利]一种基于NOMA系统下的逐天线功率鲁棒优化方法

说明书

本发明涉及一种基于NOMA系统下的逐天线功率鲁棒优化方法，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。上述方案中，建立逐天线功率模型，并给出鲁棒用户服务的质量约束，紧接着应用S引理和半正定技术将该优化问题转化为半正定规划问题，最后求解该半正定规划问题，实现了快速求解原问题的最优解或次优解，这样做提高了系统的鲁棒性，使系统更贴近实际应用。

技术领域

本发明涉及信号处理领域，更具体地，涉及一种基于NOMA系统下的逐天线功率鲁棒优化方法。

背景技术

目前，非正交多址接入(Non-orthogonal multiple access，简称NOMA)已经是一种重要的无线接入技术，适用于第五代无线网络。近些年来，在多用户系统中，由于非正交多址的波束形成具有提高用户公平性、系统吞吐量等特点，这种波束形成的应用变得越来越流行。NOMA波束形成通常假设在基站处已知的完美信道状态信息，允许基站使用空间自由度应用叠加编码，并且接收器以可管理的成本进行连续的干扰消除,而应用连续的干扰消除技术可以有效消除弱用户造成的干扰。对于多波束场景，可以应用先进的波束形成来减轻波束间或用户间的干扰，这可进一步用来提高基于NOMA的网络的可实现性能。一般来说，传统的NOMA系统只考虑总功率最小化问题，并且只考虑完美的信道状态信息，但是实际应用中并不能总是获取完美的信道状态信息，导致求解原问题的鲁棒性很低。

现有的技术中，中国发明专利CN111917444A公开了“一种适用于毫米波MIMO-NOMA系统的资源分配方法”，公开日为2020年11月10日，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；该发明中适用于毫米波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，但是NOMA系统只考虑总功率最小化问题和完美的信道状态信息，鲁棒性低。

发明内容

本发明为解决的传统的NOMA系统下求解原问题的鲁棒性低的技术缺陷，提供了一种基于NOMA系统下的逐天线功率鲁棒优化方法。

为实现以上发明目的，采用的技术方案是：

一种基于NOMA系统下的逐天线功率鲁棒优化方法，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。

上述方案中，建立逐天线功率模型，并给出鲁棒用户服务的质量约束，紧接着应用S引理和半正定技术将该优化问题转化为半正定规划问题，最后求解该半正定规划问题，实现了快速求解原问题的最优解或次优解，这样提高了系统的鲁棒性，使系统更贴近实际应用。

优选的，在步骤S1中，其逐天线功率模型为：