[发明专利]一种基于NOMA的联合内容推送和传输的设计方法

权利要求书

1.一种基于非正交多址接入(NOMA)的联合内容推送和传输的设计方法，该方法用于下行的蜂窝网络：包括一个基站、一个辅助节点和两个用户，基站位于小区中心，辅助节点位于小区覆盖范围内，两个用户分别位于小区中心和小区边缘；

(1)辅助节点部署：辅助节点配备了内容缓存功能，内容文件可以被提前地放置到该节点的本地缓存中；同时，该节点还可以实现无线携能通信功能，即接收到的能量一部分用于信号解码，另一部分用于能量收集；

(2)基站叠加信号传输：通过下行NOMA传输，将小区中心用户和边缘用户所需的数据符号叠加传送给小区中心用户和辅助节点，实现联合的信息传输和内容推送；

(3)辅助节点的内容更新、能量收集以及信息传输：当小区边缘用户需要的内容已经在辅助节点中缓存，此时该节点将接收到的信号能量全部收集；当小区边缘用户需要的内容没有在辅助节点缓存，该节点需要将接收到的信号解码，同时对缓存的内容进行更新，并将剩余的部分能量用于能量收集；然后，辅助节点利用收集的能量，进行内容缓存，并向小区边缘用户传送所需的文件内容；

(4)最大化和速率优化问题建模及求解：在用户端的接收信号满足最低的接收信干噪比(SINR)的约束下，构建最大化用户和速率的优化问题；采用内外层优化的方法，在内层优化中，当功率分离因子固定时，通过半正定松弛、连续凸近似以及代数几何均值不等式，将原问题转化为凸的二阶锥规划问题求解，得到最优的基站发射波束成形矢量；在外层优化中，根据不同功率分离因子下获得的最优基站波束成形矢量，计算用户的和速率，并通过一维线性搜索的方法获得使用户和速率达到最大的功率分离因子。