[发明专利]上行NOMA系统中最大化能量效率的功率分配方法

摘要

本发明公开了上行NOMA系统中最大化能量效率的功率分配方法，适用于包括1个基站和M个用户的上行NOMA系统，且基站和用户都配置单天线。基站根据信道条件以及每个用户的最低单位带宽速率需求计算每个用户所需的最低功率，建立满足用户的最低速率需求且最大化能量效率的功率分配优化问题，求解该优化问题，得到能量效率最大时所有用户的总功率，然后按照信道强度递减的次序为第二个用户至最后一个用户分配该用户所需的最低功率，并将其余的功率分配给信道强度最高的用户。

主权项

1.上行NOMA系统中最大化能量效率的功率分配方法，其特征在于：适用于包括1个基站和M个用户的上行NOMA系统，且基站和用户都配置单天线，包括如下步骤：/nA，用u_m表示第m个用户，u_m到基站的信道为h_m，|h₁|²≥|h₂|²≥…≥|h_M|²，p_m表示u_m的发送功率，表示u_m的最大发送功率，R^min表示单个用户的最低单位带宽速率需求，基站计算得到p_m的取值满足p_m≥c(c+1)^M-mα_m，其中，c是满足用户最低单位带宽速率需求时对信干噪比(SINR)的最低要求，σ²是用户接收到的噪声的方差，故u_m所需的最低功率为M是用户的总数；/nB，基站构建最大化能量效率的功率分配优化问题，/n /n /n其中，m＝1,2,...,M，M是用户的总数，基站将优化问题转化为/n /n /n /n约束条件表示用户u₁的功率不能超过该用户的最高发送功率；/nC，基站求解步骤B中的优化问题，得到能量效率最大时所有用户的总功率，用P^*表示，具体过程如下：/nC1，令其中，用P₀表示P₁和P₂的中间值，即m＝1,2,...,M，M是用户的总数；/nC2，令ω(P)＝G₁P-ln(2)[G₁P-G₁δ+χ]log₂[G₁(P-δ)+χ]，计算ω(P₀)，若ω(P₀)＞ε，ε是预先设定的非常小的正数，则令P₁＝P₀且执行步骤C3，若ω(P₀)＜-ε，则令且P₂＝P₀，执行步骤C3，若|ω(P₀)|＜ε，则令P^*＝P₀，不再执行步骤C3；/nC3，令重复步骤C2，直至|ω(P₀)|＜ε；/nD，基站根据步骤C得到的用户总功率P^*为每个用户分配功率，令为用户u₁分配功率为用户u_m分配功率M是用户的总数。/n