[发明专利]一种基于NOMA技术中互补几何规划问题的解决方法

说明书

本发明提供了一种基于NOMA技术中互补几何规划问题的解决方法，利用无限迭代的方式进行连续凸逼近，使得每一次迭代都可将非凸问题转化为凸优化问题，然后计算与上一次结果差值的绝对值，当差值小于一定值时，即可得出该精度下互补几何规划的最优解。对于在通信系统中复杂度较高非凸问题提供一种新的解法。

技术领域

本发明涉及5G通信领域，尤其是一种NOMA技术的解决方法。

背景技术

假设5G通信一个单基站下行传输的系统，其中有一个分组子网的集合S，每一个子网s(s∈S)有K_s个用户。整个系统总用户数K＝∑_s∈SK_s。为保障每个子网的独立性，虚拟无线网络(VWN)中对于每一个子网s有要求的子网最低传输速率要求记为VWN传输模式为非正交多址技术(NOMA)，即整个频段为所有用户共享。

当使用NOMA技术时，每一个子网都有一个要求的子网最低传输速率来保障服务质量，最小发射功率的优化问题可表示为：

此时最小发射功率的优化问题为非凸问题，常规算法无法求解。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于NOMA技术中互补几何规划问题的解决方法。利用无限迭代的方式进行连续凸逼近，使得每一次迭代都可将非凸问题转化为凸优化问题，然后计算与上一次结果差值的绝对值，当差值小于一定值时，即可得出该精度下互补几何规划的最优解。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案的步骤如下：

【步骤1】假设带宽为B，分为N个子信道B＝{1,…N}，被分配到子网s子信道n的用户k_s所得到基站(BS)的信道增益为：

其中为衰减因数，为该用户到基站的半径距离，λ为信道衰减指数；

当使用NOMA技术时，首先将各个用户按照信道增益增序排列如下|h₁,n|＜|h₂,n|＜...＜|h_K,n|,利用SIC算法在子信道n中，索引值为i的k_s用户移除其他用户(j≠i且j＜i)的干扰，对于剩下用户的干扰，k_s用户则不能移除索引值为j＞i用户的干扰，因此，用户k_s的SINR表示为：

其中β_i,n为第i个用户在子信道n的功率分配因数，σ²为噪声，可得用户k_s的传输速率为：

每一个子网s∈S都有一个要求的子网最低传输速率用来保障服务质量，表示为：

假设β＝[β₁,...,β_S]为全部用户的功率分配因数，那么最小发射功率的优化问题表示为：

将问题转换成不等式约束和等式约束均为正项式的互补几何规划问题；

假设可得：

由公式(6)可得，公式(5)写作：

【步骤2】此时应用CGP，假设t₁为迭代次数，每次迭代中，非凸的函数通过松弛近似的写成凸的部分，在t₁次迭代中可写为：

其中，对于所有i和n∈N：