[发明专利]用户位置不确定下NOMA无人机通信系统的和速率最大化方法

说明书

本发明请求保护用户位置不确定下非正交多址接入(Non‑Orthogonal Multiple Access，NOMA)无人机通信系统的和速率最大化方法，包括：初始化最大迭代次数和最大误差因子、用户功率分配、无人机位置、二进制解码顺序初始值、用户速率；根据给定的初始值，通过内层迭代算法求出用户速率、用户分配功率、无人机的位置、二进制解码顺序，如果用户速率满足误差精度的判断条件，输出用户速率并进入外层算法，否则迭代更新用户分配功率、无人机位置、二进制解码顺序初始值、用户速率。在外层算法中，判断辅助变量是否满足误差因子，如果满足条件，迭代更新惩罚参数，否则更新迭代次数，最后，判断迭代次数是否满足最大迭代次数，如果满足条件，输出系统和速率，否则进入内层算法并将求解出的值作为下次迭代更新的初始值。

技术领域

本发明属于NOMA无人机通信资源分配领域，具体是一种用户位置不确定下NOMA无人机通信系统的和速率最大化方法。

背景技术

无人机作为辅助通信具有机动性、高视距通信，为地面的用户提供热点覆盖，因此无人机在未来能作为传统基站通信方式的重要组成部分。利用无人机的机动性，通过优化无人机的部署位置来提升通信系统的和速率。NOMA技术原理是利用在同一时频资源块上，在功率域上采用非正交的方式进行叠加。无人机采用NOMA协议发送信号给用户，用户端采用连续干扰消除技术(Successive Interference Cancellation，SIC)进行解码消除，从而提升了无人机通信网络的频谱效率。当无人机面临卫星定位系统失效的场景时，无人机无法精确获得地面用户的位置，本专利考虑获取地面用户位置不准确的实际情况，研究有界位置估计误差模型的NOMA无人机网络资源分配问题。

现有的国内外已经对无人机NOMA资源分配问题已经展开了研究，但是对地面用户位置不确定的研究比较缺少。X.Liu等人在《Wireless Communications Letters,vol.8,no.3,pp.965-968,June 2019》发表了文章“Placement and Power Allocation for NOMA-UAV Networks”，该文章解决了无人机位置和功率分配的闭式表达式，以解决用户和速率最大化问题。在完美估计用户位置的情况下，R.Zhang等人在《Wireless CommunicationsLetters,vol.10,no.1,pp.136-140,Jan 2021》发表了文章“Joint Location andTransmit Power Optimization for NOMA-UAV Networks via Updating DecodingOrder”，该文章通过引入SIC解码顺序、功率控制和位置优化来解决用户和速率最大化问题。在遍历不同SIC解码顺序的情况下，D.Hu等人在《Systems Journal,vol.14,no.2,pp.2949-2960,June 2020》发表了文章“Joint Position,Decoding Order,and PowerAllocation Optimization in UAV-Based NOMA Downlink Communications”，该文章通过联合优化无人机的位置和功率分配，解决了最小化传播功率和最大化特定用户的可达速率这两个目标问题。