一种低复杂度非正交多址接入功率分配算法一种低复杂度非正交多址接入功率分配算法
功率分配是非正交多址系统(NOMA)资源分配中的一个重要研究问题。最优迭代注水功率分配算法能提高系
统性能,但是算法复杂度较高。提出一种低复杂度的功率分配算法,首先对子载波采用注水原理得到总的复用
功率,然后在单个子载波上叠加用户间采用分数阶功率分配方法进行功率再分配。通过仿真分析,与最优迭代
注水功率分配算法相比,该算法在性能损失不超过3%的情况下,大幅减低了计算复杂度。
0 引言引言
高速增长的无线应用促使了第五代移动通信系统的研究热潮。IMT-2020(5G)推进组在《5G愿景与需求白皮书》中提出5G
对未来无线网络更高要求,即用户体验速率要达到0.1~1 Gb/s,设备连接承受能力要达到10
6
/km
2
,频谱效率要比4G提升
5~15倍
[1]
。为了满足人们日益增长的移动业务需求,迫切需要改进现有的多址接入技术。在这种背景下SAITO Y等人提出
了非正交多址接入技术
[2]
(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)。
NOMA系统的功率分配问题目前得到初步的关注
[3-5]
。文献[4-5]研究了总功率约束下系统吞吐量最大化的功率分配问题,其
中文献[4]将功率分配作两步完成,先将功率平均分配给每个子载波,然后在单个子载波上采用分数阶功率分配方法(Fractional
Transmit Power Allocation,FTPA)进行功率再分配。这种方法在初次分配中忽视了信道的时变特性,是一种次优的功率分配
方法。文献[5]提出了一种最优迭代注水功率分配算法。该算法虽然可以获得更好的系统吞吐量,但是迭代过程中考虑了子载
波上所有用户,算法复杂度很高。
本文在研究上述功率分配算法基础上,提出一种改进的功率分配算法,首先对所有子载波进行注水,得到各子载波的总复
用功率;然后在单个子载波上采用FTPA进行功率再分配。
1 系统建模系统建模
1.1 NOMA下行链路模型下行链路模型
假设小区中用户数为K,子载波数为N,总带宽为B,总发射功率为P
tot
,第n个子载波上叠加的用户数为k
n
,基站和接收端
天线数都为1。
在发送端,子载波n上的叠加信号s
n
可表示为:
评论0