SCMA系统中一种新节能资源分配算法

发布时间：2020-12-31 20:46

　　随着移动网络的快速更新换代,无线通信系统的能耗急剧增加,考虑一种稀疏码多址接入（Sparse Code Multiple Access,SCMA）下行链路系统的节能策略,通过联合优化功率分配及子载波资源分配算法来最小化系统总功耗。由于该问题是一个非凸规划问题,很难求解,首先通过松弛整数和拉格朗日对偶分解将功率分配问题转化为一个标准的凸优化问题,然后综合考虑用户的特征,提出一种快速搜索算法对子载波进行分配。仿真结果和理论分析表明,所提出的联合功率分配及子载波资源分配算法可以有效地降低下行链路系统传输功耗和保证较好的用户公平性。 

【文章来源】：激光杂志. 2020年06期 北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

SCMA下行链路系统模型

联合资源分配算法流程

系统总功耗与基站和用户之间距离关系，如图3所示，在该方案中设置用户数K=9，子载波个数J=6，过载率150%，三种方案的总功耗随着基站和用户之间距离的增大而增加，原因是为了保证用户的服务质量，需要加大基站的发射功率。FUO和RAR算法主要是参考用户的信道增益来进行分配，信道状态信息主要由参考距离和路径损耗决定，所以随着用户和基站的空间距离越来越大，信道状态会随之变差，功率的消耗就会越来越多。所提出的JSPRA算法综合考虑用户服务质量和信道增益，所以受距离的影响较小，获得较大的功率节省。将系统总功耗的累积分布函数(Cumulative distribution function,CDF)分别与FUO、RAR方案进行比较，如图4所示，用户的数量K=6，子载波的个数J=4，用户和基站之间的距离设置为350 m。与FUO和RAR方案相比，该算法可以显著降低SCMA系统的系统功耗。由于SCMA系统利用了码本的编码和映射增益，而码本的稀疏性又实现了系统的过载性能，在SCMA系统中，子载波的按信道增益分配导致了系统资源浪费。所提算法功率和分配子载波进行多次联合迭代，与其他分配方案相比，综合考虑了用户特性带来的系统增益，进一步证明了该算法的有效性。

【参考文献】：
期刊论文
[1]比例公平保证下的SCMA能效资源分配研究[J]. 罗菊,代云霞,袁泉.  重庆邮电大学学报(自然科学版). 2019(05)
[2]基于SCMA功耗最小的低复杂度码本资源分配算法[J]. 孟康康,葛文萍,马利丽.  激光杂志. 2019(11)
[3]基于部分码字消息传递的SCMA多用户检测算法[J]. 葛文萍,张雪婉,吴雄,代文丽.  电子与信息学报. 2018(10)



本文编号：2950286