基于能效的非正交多址接入系统资源分配算法研究

发布时间：2020-08-14 17:28

【摘要】：当前移动通信网络在应对未来互联网和物联网爆发式发展时,面临着一系列挑战:能耗过高、频谱资源稀缺、难以高效应对未来千倍业务流量增长和海量设备接入,以及多样化的极致化性能需求。面对当前移动通信网络中存在的严峻形势,非正交多址接入(Non-orthogonal Multiple Access,NOMA)技术的提出在一定程度上契合了未来通信发展的需求,能够实现大规模用户接入、更高的频谱效率和能量效率。因此本文将探讨从能量效率方面研究NOMA系统的资源分配问题,最大化系统能量效率,实现绿色节能通信。首先,研究了基于能效的单载波非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)系统的资源分配,考虑发射功率限制和用户服务质量的约束,在理想信道状态下建立全双工NOMA系统的能效最大化模型。由于优化模型具有分式形式,首先将原问题运用分式规划进行转换,提出了基于Dinkelbach算法和拉格朗日乘子法的内外两层迭代算法。首先解决内层问题以获得最优功率分配策略,然后使用外层迭代计算系统能效,通过仿真证明,该方案优于传统的正交多址接入(Orthogonal Multiple Access,OMA)方案实现的系统能效。其次,研究了基于能效的多载波非正交多址接入(Multi-Carrier Non-Orthogonal Multiple Access,MC-NOMA)系统的资源分配,建立NOMA系统的能效优化模型。由于目标函数的非凸性,以及相同子载波上用户间的干扰,使得目标函数的求解依赖于用户的子载波选择和功率分配策略,因此将问题解耦成用户配对和功率分配两个子问题。首先提出一种用户和子载波匹配算法得到用户配对方案,然后使用分式规划将原问题进行等价转化并通过内点法得到功率分配方案。最后提出联合子载波和功率分配的优化迭代算法。通过仿真结果验证了算法的优越性。
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN929.5
【图文】：

各代移动通信系统多址技术的发展

OFDMA技术的资源分配情况

图 2.4 下行 NOMA 系统模型 NOMA 下行链路场景中，一个基站服务两个下行用户的场景，其配备单天线，整个系统的传输带宽指定为 1HZ。如图 2.4 所示，别是基站发送给用户iU的功率，满足总功率的约束1 2 tp p P，其

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本文编号：2793326