[发明专利]一种基于NOMA的联合内容推送和传输的设计方法

摘要

本发明提出了使用非正交多址(NOMA)技术进行联合的内容推送和传输的设计方法。辅助节点可以缓存部分文件，并实现无线携能通信(SWIPT)功能。传输方案划分为两个阶段。在第一个阶段，基站通过NOMA的方式将叠加信号传送给小区中心用户和辅助节点，来实现内容传输和推送。在第二个阶段，辅助节点使用收集到的能量进行内容缓存，并为小区边缘用户传送内容。在该传输策略下，本发明构建了和速率最大化问题。由于原问题的非凸性，本发明采用内外层优化的方法求解该问题。在内层优化中，采用半正定松弛以及连续凸近似等方法，将原问题转化为凸问题求解，可以得到最佳的基站发射波束成形矢量；在外层优化中，采用一维线性搜索的方法获得最佳的功率分离因子。

主权项

1.针对可缓存的无线蜂窝网络，本发明提供了一种可以同时实现内容推送和传输的多播波束成形矢量以及功率分离因子的联合设计方法。用于以下场景：基站位于小区中心，小区中心用户距离基站较近，小区边缘用户距离基站较远。/n(1)辅助节点部署：辅助节点部署了一定的缓存空间，可以存储一定数量的内容文件；同时，该节点还可以实现无线携能通信功能，即接收到的一部分能量用于信号解码，另一部分用于能量收集。/n(2)基站叠加信号传输：通过下行非正交多址传输(NOMA)方式，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，以实现联合信息传输和内容推送。/n(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，该节点需要将接收信号解码，同时对缓存的内容进行更新，并将部分信号转换为能量收集起来；然后，辅助节点利用收集到的能量，进行内容缓存，向小区边缘用户传送所需的文件内容。/n(4)和速率优化问题建模及求解：在此传输机制下，本发明的目标是联合设计基站的波束成形矢量和功率分离因子；通过一系列近似步骤，原问题可转化为凸问题求解。/n