一种非正交多址接入功率分配方法与流程

技术特征：

1.一种非正交多址接入功率分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、基站首先通过公共控制信道获取向小区内发送信息的用户集；

步骤2、基站端估计用户集的信道状态信息CSI，获得当前各用户不同信道状态情况；

步骤3、对于每个子信道，穷举出所有用户组合并给该用户组合初次分配功率，并计算出各用户组合的吞吐量，找到最大吞吐量的用户组合，将最大吞吐量的用户组合作为该子信道的叠加用户集；其中用户组合初次分配功率先将总功率P_tot平均分配给N个子信道，然后在单个子信道上采用分数阶或固定功率分配方式对用户进行功率再分配；

步骤4、基站给各子信道上的叠加用户集采用注水原理进行功率分配。

2.根据权利要求1所述的非正交多址接入功率分配方法，其特征在于，所述步骤3在单个子信道上采用分数阶或固定功率分配方式得到各叠加用户的功率，即给信道条件较好的用户分配α_fpaP_tot/N，给信道条件较差的用户分配(1-α_fpa)P_tot/N，其中α_fpa为各叠加用户的功率比，其中0<α_fpa<0.5，假设对所有子信道来说α_fpa都为常数。

3.根据权利要求1所述的非正交多址接入功率分配方法，其特征在于，

所述步骤4基站给各子信道上的叠加用户集进行功率分配包括步骤：

a)找出各子信道的注水等效信道增益，第n个子信道的注水等效信道增益为h'_n；

b)初始化关键参数，其中包括初始注水水位α，实际参与本次注水的子信道集合S_on、子信道数N_on和调整步长μ，初始注水水位按下式求得：

$\mathrm{\&alpha;}=\frac{1}{N}(P_{tot}+\underset{n=1}{\overset{N}{\&Sigma;}}\frac{1}{H_n})---\left(a.1\right)$

其中B表示总带宽，N₀表示加性高斯白噪声的功率谱密度，P_tot为基站发射功率，N为子信道个数；H_n表示子信道信噪比。

c)得到本次实际分配中所有子信道功率p_n，若某一子信道的功率p_n<0，将其置为零，且把该子信道从剩余的迭代过程中剔除，子信道的复用功率按下式求得：

p_n＝1/α-1/H_n (a.2)

d)如果c)中所有子信道的功率p_n都非负，则转至e)；否则，更新注水水位，并返回c)，每次迭代中注水水位α更新为：

$\mathrm{\&alpha;}\&LeftArrow;\mathrm{\&alpha;}+\mathrm{\&mu;}\frac{1}{N_{on}}(P_{tot}-\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{p}_n)---\left(a.3\right)$

e)进行各子信道上叠加用户间功率再分配，得到各叠加用户的功率，第n个子信道上用户i的功率按下式分配：

$p_{i,n}=\frac{h_{i,n}^{-2{\mathrm{\&alpha;}}_{ftpa}}{p}_n}{\underset{j\&Element;{\mathrm{\&Omega;}}_n}{\&Sigma;}{h}_{j,n}^{-2{\mathrm{\&alpha;}}_{ftpa}}}---\left(a.4\right)$

其中Ω_n表示第n个子信道上叠加用户集合，α_ftpa(0≤α_ftpa≤1)为分数阶功率分配方式的功率衰减因子。

4.根据权利要求2所述的非正交多址接入功率分配方法，其特征在于，当采用固定功率分配方式时第n个子信道上用户i和用户j的功率关系表示为：

p_i,n＝α_fixp_j,n (a.5)，其中i∈Ω_n,j∈Ω_n。

5.根据权利要求3所述的非正交多址接入功率分配方法，其特征在于，所述步骤c)中最优的子信道功率p_n是通过拉格朗日算法，构造拉格朗日函数并求导求得。