一种下行链路NOMA系统的用户分组方法

本发明属于移动通信，具体涉及一种下行链路noma系统的用户分组方法。

背景技术：

1、随着日益增长的移动通信用户数量对频谱资源的日益增长的需求，基于正交性设计的多用户接入技术已经渐渐无法满足用户的需求，效率越来越低下，因此非正交多址接入技术(noma)被提出，以提高频谱效率。但多个用户叠加在一个信道传输无疑会加大用户间的干扰和增加接收机复杂度，所以对用户进行合理的分组很有必要，既可以将接收机复杂度降低到可接受的范围内，又可以提高系统的频谱效率和能量效率。

2、目前常用的用户分组是基于信道增益差的用户分组算法、随机用户分组算法和穷举用户分组算法。穷举用户分组算法虽然能找到性能最优的用户分组，但该算法的复杂度过高，难以应用到实际场景中。随机用户分组算法虽然能降低复杂度，但忽略了用户的信道增益值对用户分组的影响，系统性能较差。基于信道增益差的用户分组算法虽然能保证用户间的信道差异，减少用户间的干扰，但是以系统总吞吐量性能损耗换取低复杂度，这些算法没有折中考虑复杂度、吞吐量性能和公平性的实现。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种下行链路noma系统的用户分组方法。

2、本发明包括如下步骤：

3、s1，构建系统模型

4、采用单个小区下行链路标准noma系统，该系统中每个子信道中包含两个用户，同一信道内用户共享相同的资源，不同信道间的资源相互正交；

5、给出第m个信道中的第i个用户的数据传输速率。

6、s2，基于所述数据传输速率，给出下行链路标准noma系统的用户分组的优化问题表示。

7、s3，进行用户分组

8、采用改进的凝聚层次聚类对用户分组；

9、根据用户信道增益信息调整用户，使得每个子信道只分配两个用户。

10、本发明的有益效果：

11、本发明主要涉及noma下行链路的用户分组问题，目标是最大化noma下行链路的系统总吞吐量，即数据传输速率；本发明将机器学习中的凝聚层次聚类算法配合基于信道增益差的方法对noma下行链路用户进行分组，更好地利用用户之间的相似性和差异性，使得分配给每个信道的用户更加合理和有效，且在凝聚层次聚类算法中引入了局部更新算法，从而也降低了聚类算法的复杂度。

12、相比于传统的穷举算法，聚类方法可以自动地将用户划分为具有相似特征地群体，从而能够有效地降低系统的计算复杂度，而且相比于随机分组算法能够进一步提升系统吞吐量，折中考虑了系统吞吐量性能、复杂度和用户公平性。

技术特征：

1.一种下行链路noma系统的用户分组方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种下行链路noma系统的用户分组方法，其特征在于：在所述的单个小区中随机分布着n个用户，基站bs处在小区的中心位置，且基站和用户都是单天线，n个用户被划分到m个子信道中。

3.根据权利要求2所述的一种下行链路noma系统的用户分组方法，其特征在于：所述的用户分组的优化问题具体表示为：

4.根据权利要求1所述的一种下行链路noma系统的用户分组方法，其特征在于：步骤s3具体如下：

5.根据权利要求4所述的一种下行链路noma系统的用户分组方法，其特征在于：在步骤3-3中采用离差平方和法计算簇之间的距离。

6.根据权利要求4或5所述的一种下行链路noma系统的用户分组方法，其特征在于：还包括对用户分组后的结果进行优化的过程，具体采用信道调整的方式。

7.根据权利要求6所述的一种下行链路noma系统的用户分组方法，其特征在于：所述的信道调整的方式如下：

技术总结
本发明公开了一种下行链路NOMA系统的用户分组方法。在NOMA下行链路系统中，本发明将机器学习中的凝聚层次聚类算法配合基于信道增益差的方法对用户进行分组，更好地利用用户之间的相似性和差异性，使得分配给每个信道的用户更加合理和有效，且在凝聚层次聚类算法中引入了局部更新算法，从而也降低了聚类算法的复杂度。相比于传统的穷举算法，聚类方法可以自动地将用户划分为具有相似特征地群体，从而能够有效地降低系统的计算复杂度，而且相比于随机分组算法能够进一步提升系统吞吐量，因此本发明对系统吞吐量性能、接收机设计的复杂度和用户公平性达到了良好折中。

技术研发人员：孙文胜,许文琴
受保护的技术使用者：杭州电子科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15