[发明专利]基于遗传方法的非正交多址接入场景用户配对方法

说明书

本发明公开了一种基于遗传方法的非正交多址接入场景用户配对方法，包括：配置遗传所需必要参数，所述参数包括种群规模P和进化代数T；编码：将具体的用户配对方案转化为序列；选定配对方案，生成初始种群作为迭代计算的初始值；所述配对方案是所述初始种群的元素；评价：将当前代际的种群中配对方案个体对应的序列代入适应度函数，得到对应的适应度函数值；遗传操作：在当前计算迭代次数没有达到T时，对当前种群进行遗传操作，产生新一代种群；直到进化到T代为止；将当前种群P个个体中适应度函数值最高的的个体解码，得到的配对方案为NOMA场景中用户配对方案的近似最优解。对比该问题的其他传统解决方案，本方法在所需时间上有可观的缩短。

技术领域

本发明属于无线通信中的非正交多址接入技术领域，具体涉及基于遗传方法的非正交多址接入场景中的用户配对方法。

背景技术

受限于信号处理技术和系统复杂度的约束，在第一代至第四代无线通信系统中均采用正交多址接入(Orthogonal Multiple Access，OMA)方案。而为了满足新一代移动通信系统对传输速率及传输可靠性的需求，非正交多址接入(Non-Orthogonal MultipleAccess，NOMA)方案被认为是OMA的更优替代者。在OMA中，不同用户的信号在信道资源上是彼此正交的，即每个用户占据各自的信道资源；而在NOMA中，允许多个用户复用信道资源进行通信，在接收端采用串行干扰消除(Successive Interference Cancellation，SIC)技术得到所需要的信号。针对任意给定的用户数量及待分组数，如何规划NOMA场景中的接入用户配对以最大化整个系统的信息传输速率是一个复杂的问题，采用传统方法无法在短时间内求解。本发明中基于遗传方法的NOMA场景用户配对方法能够在短时间内得到问题的近似最优解。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：

为了在混合NOMA场景中的接入用户配对时最大化整个系统的信息传输速率，本发明提出一种基于遗传方法的非正交多址接入场景用户配对方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本发明提出一种基于遗传方法的非正交多址接入场景用户配对方法，步骤包括：

步骤一、配置遗传所需必要参数，所述参数包括种群规模P和进化代数T；

步骤二、编码：将具体的用户配对方案转化为序列；

步骤三、选定用户配对方案，将所述用户配对方案作为元素生成初始种群作为迭代计算的初始值；

步骤四、评价：将当前代际的种群中的用户配对方案对应的序列代入适应度函数，得到所述用户配对方案对应的适应度函数值；

步骤五、遗传操作：在当前计算迭代次数没有达到T时，对当前种群进行遗传操作，产生新一代种群；所述遗传操作包括选择操作，交叉操作和变异操作；

步骤六、当进化代数计数器t＝T时，遗传方法不再继续执行；将当前种群P个个体中，适应度函数值最高的的个体解码，并认为解码得到的配对方案为NOMA场景中用户配对方案的近似最优解。

如前所述的一种基于遗传方法的非正交多址接入场景用户配对方法，进一步地，步骤二所述编码的具体步骤包括：

步骤2.1、将用户分组，表示为：

M＝m₁+m₂+…+m_K

其中，K为待分组数，M为用户数量，m_k代表第k个分组中的用户数量；

步骤2.2、选取排列编码策略不同的用户配对方案进行编码；针对给定的含有M个用户的用户集合，对用户按照信道增益的大小降序进行编号得到用户编号集合N，所述每个用户与基站间通信的信道增益可由信道估计得到；