一种NOMA蜂窝异构网络资源分配方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110139318A(43)申请公布日2019.08.16(21)申请号201910396654.3(22)申请日2019.05.14(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人陈月云刘扬宇杨美婕(74)专利代理机构北京市广友专利事务所有限责任公司11237代理人张仲波(51)Int.Cl.H04W28/02(2009.01)权利要求书3页说明书9页附图3页(54)发明名称一种NOMA蜂窝异构网络资源分配方法及系统(57)摘要本发明提供一种NOMA蜂窝异构网络资源分配方法及系统，基于不同业务用户服务质量需求不同及其信道质量差异，根据用户配对策略筛选符合条件的用户构建NOMA组；从所构建的NOMA组中随机选取其中一子信道的NOMA组用户为研究对象，以最大最小化宏小区和微小区内用户实际速率/目标速率为目标，利用二分法和线性规划相结合的方式得到该子信道中各用户分得的最优功率；基于得到的该子信道中各用户分得的最优功率和各用户的服务质量需求，利用用户调度机制根据需要动态调整该子信道对应的NOMA组中的用户，保证满足各用户的服务质量需求。本发明能促进资源合理分配，在保证满足接入用户的服务质量需求的情况下，提高系统用户接入能力。CN110139318ACN110139318A权利要求书1/3页1.一种NOMA蜂窝异构网络资源分配方法，其特征在于，包括：基于不同业务用户服务质量需求不同及其信道质量差异，根据用户配对策略，筛选符合预设条件的用户结为一组，在宏小区和微小区内构建非正交多址接入NOMA组；根据所构建的NOMA组，随机选取其中一子信道的NOMA组用户为研究对象，以最大最小化宏小区和微小区内用户实际速率/目标速率为目标，利用二分法和线性规划相结合的方式得到所述子信道中各用户分得的最优功率；基于得到的所述子信道中各用户分得的最优功率和所述子信道中各用户的服务质量需求，利用预设用户调度机制根据需要动态调整所述子信道对应的NOMA组中的用户，保证满足各用户的服务质量需求。2.如权利要求1所述的NOMA蜂窝异构网络资源分配方法，其特征在于，所述筛选符合预设条件的用户结为一组，包括：在用户配对之前，将宏小区和微小区候选用户对应的用户信息分别存储到相应的资源池中；所述用户信息包括用户信道质量信息和用户服务质量需求；根据资源池中的用户信息和设定的每个NOMA组中的用户个数，判断用户之间是否满足以下条件，若满足，则将相应用户结为一组：CNCIRi,k＜CNCIRi,k+1,k∈{1,2,…,Ki-1},i∈{α,β}其中，为接入基站BSi的第k个用户ui,k的目标速率，Ki为设定的每个NOMA组中的用户个数；CNCIRi,k为接入基站BSi与用户ui,k之间的信道增益与跨层干扰及高斯白噪声的和之比，即等效信道增益；α为宏基站下标，即BSα表示宏基站，β为微基站下标，即BSβ表示微基站。3.如权利要求2所述的NOMA蜂窝异构网络资源分配方法，其特征在于，所述等效信道增益CNCIRi,k，表示为：其中，CNCIRi,k为基站BSi与其第k个用户ui,k之间的等效信道增益，gi,k表示基站BSi与用户ui,k之间的信道增益，表示基站BSj与用户ui,k之间的干扰信道增益，pj,l为接入基站2BSj的第l个用户uj,l分得的功率，κj为接入基站BSj的用户集合；σ为高斯白噪声，i,j∈{α,β},i≠j，α为宏基站下标，即BSα表示宏基站，β为微基站下标，即BSβ表示微基站。4.如权利要求1所述的NOMA蜂窝异构网络资源分配方法，其特征在于，所述最大最小化宏小区和微小区用户实际速率/目标速率，表示为：(P1)2CN110139318A权利要求书2/3页pi,k≥0,k∈κi,i∈{α,β}.其中，pα,k为接入宏基站BSα的第k个用户uα,k分得的功率，κα为接入宏基站BSα的一个NOMA组的用户集合，Rα,k为接入宏基站BSα的用户uα,k的实际速率，pβ,k为接入微基站BSβ的第k个用户uβ,k分得的功率，κβ为接入微基站BSβ的一个NOMA组的用户集合，Rβ,k为接入微基站BSβ的用户uβ,k的实际速率；Pi为BSi的发射功率。5.如权利要求4所述的NOMA蜂窝异构网络资源分配方法，其特征在于，所述方法还包括分别优化宏小区、微小区内NOMA组用户的功率分配：(P2)pα,k≥0,k∈κα.(P3)pβ,k≥0,k∈κβ.其中，(P2)解决宏小区一个NOMA组内用户的功率分配问题，(P3)解决微小区一个NOMA组内用户的功率分配问题；为BSβ到用户uα,k之间的干扰信道增益，为BSα到用户uβ,k之间的干扰信道增益。6.如权利要求5所述的NOM