亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        NOMA 系統(tǒng)中最大化能量效率的功率分配

        2021-01-22 09:20:14田心記黃玉霞李曉靜
        關(guān)鍵詞:最大化復(fù)雜度分配

        田心記,黃玉霞,李曉靜

        (1. 河南理工大學(xué)物理與電子信息學(xué)院 河南 焦作 454000;2. 黃河科技學(xué)院信息工程學(xué)院 鄭州 450063)

        非正交多址接入NOMA 技術(shù)是第五代移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一[1]。NOMA 的思想是:在同一個無線資源塊上同時(shí)為多個用戶服務(wù),接收端采用連續(xù)干擾消除技術(shù)消減用戶之間的干擾[2]。因此,支持更多用戶連接和更高頻譜效率的NOMA技術(shù)成為產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界的研究重點(diǎn)[3]。

        NOMA 中的功率分配關(guān)系到系統(tǒng)的性能[4-5]。文獻(xiàn)[6-11]研究了下行NOMA 系統(tǒng)中最大化和速率以及能量效率(energy efficiency, EE)的功率分配。對于包含任意用戶的單簇NOMA 系統(tǒng),文獻(xiàn)[6]提出了一種最大化和速率的功率分配方案。對于多簇且每個簇包含兩用戶NOMA 系統(tǒng),文獻(xiàn)[7]給出了一種基于迭代的最大化和速率的功率分配方案。文獻(xiàn)[8]將文獻(xiàn)[7]中的場景擴(kuò)展到每個簇包含任意用戶的NOMA 系統(tǒng),在用戶最大發(fā)送功率和每個簇中用戶的最大數(shù)目約束下,提出了最大化系統(tǒng)權(quán)重和速率的功率分配方案。文獻(xiàn)[9]以總功率和用戶最低速率需求作為約束條件,提出了單簇NOMA 系統(tǒng)中最大化EE 的功率分配方案。對于多簇且每個簇分別包含兩用戶和任意用戶的NOMA系統(tǒng),文獻(xiàn)[10]和文獻(xiàn)[11]分別提出了最大化EE的功率分配方案。

        文獻(xiàn)[12-14]研究了上行NOMA 系統(tǒng)中最大化和速率的功率分配方案。對于包含兩用戶的上行單簇NOMA 系統(tǒng),文獻(xiàn)[12]以單個用戶最大發(fā)送功率作為約束條件,利用圖論中的最大加權(quán)獨(dú)立集方法求解了最大化系統(tǒng)和速率的功率分配。文獻(xiàn)[13]給出了多簇且每個簇包含兩用戶的上行NOMA 系統(tǒng)中最大化和速率的功率分配方案。文獻(xiàn)[14]將文獻(xiàn)[13]中的場景擴(kuò)展到每個簇包含任意用戶的上行多簇NOMA 系統(tǒng),采用注水和幾何規(guī)劃兩種算法求解了最大化系統(tǒng)和速率的功率分配。然而,文獻(xiàn)[12-14]沒有考慮到用戶的權(quán)重。對于多簇且每個簇包含兩用戶的NOMA 系統(tǒng),文獻(xiàn)[15]推導(dǎo)了最大化系統(tǒng)權(quán)重和速率的功率分配方案。

        最大化EE 是上行NOMA 系統(tǒng)中功率分配方案的目標(biāo)之一[16-17]。文獻(xiàn)[18]以單個用戶的最大發(fā)送功率和單個用戶的最低速率需求作為約束條件,提出了上行單簇NOMA 系統(tǒng)中最大化EE 的功率分配方法。文獻(xiàn)[19]建立了多簇且每個簇包含任意用戶的上行NOMA 系統(tǒng)中最大化系統(tǒng)EE 的功率分配優(yōu)化問題,并利用丁克爾巴赫算法求解該問題。對于多簇且每個簇包含任意用戶的上行NOMA 系統(tǒng),文獻(xiàn)[20]以用戶的最大發(fā)送功率作為約束條件,給出了基于注水算法的最大化EE 的功率分配方案。然而文獻(xiàn)[19-20]的計(jì)算量有待于降低。

        針對文獻(xiàn)[19-20]的不足,本文提出了包含任意用戶的上行NOMA 系統(tǒng)中低復(fù)雜度的最大化EE 的功率分配方案。以單個用戶的最大發(fā)送功率和用戶的最低速率需求作為約束條件,建立最大化EE 的功率分配優(yōu)化問題,求解該優(yōu)化問題,得到最大化EE 的功率分配。仿真結(jié)果顯示,隨著信噪比的變化,所提方案的系統(tǒng)EE 高于或等于相同場景中的已有方案。

        1 系統(tǒng)模型

        圖1 單小區(qū)上行NOMA 系統(tǒng)模型

        基站接收到的M個用戶的信號相互干擾。采用與文獻(xiàn)[15]相同的檢測方法,基站先檢測信道最優(yōu)的用戶的發(fā)送信號并消減該信號造成的干擾,然后從未檢測的用戶信號中選出信道最優(yōu)的用戶,檢測該用戶的發(fā)送信號并消減該信號造成的干擾,重復(fù)該過程直至檢測出所有用戶的信號。基站檢測xm時(shí) 的 信 干 噪 比(signal to interference and noise ratio, SINR)為:

        2 功率分配方案

        本節(jié)首先推導(dǎo)了滿足所有用戶最低單位帶寬速率需求時(shí)單個用戶所需的最低功率,然后給出最大化系統(tǒng)EE 的功率分配方案。

        2.1 單用戶最低功率的推導(dǎo)

        2.2 總功率為常數(shù)時(shí)的功率分配

        2.3 總功率變化時(shí)的功率分配

        2.4 復(fù)雜度及收斂性分析

        所提方案、文獻(xiàn)[19]和文獻(xiàn)[20]都采用迭代的方法求解最大化EE 的功率分配優(yōu)化問題,因此3 種方案的計(jì)算復(fù)雜度都與迭代次數(shù)有關(guān)。文獻(xiàn)[19]先根據(jù)算法3 更新每個用戶的功率,再將用戶功率代入算法2 進(jìn)行迭代求解EE,用I1表示更新每個用戶功率的迭代次數(shù)即算法3 的迭代次數(shù),用I2表示算法2 的迭代次數(shù)。文獻(xiàn)[20]將最大化EE 的優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為多個最大化和速率的子問題,用I1表示注水算法的迭代次數(shù),用I2表示該文中算法2 的迭代次數(shù)。用I1表示所提方案的二分法的迭代次數(shù)。

        表1 列出了3 種方案的計(jì)算復(fù)雜度。所提方案、文獻(xiàn)[19]和文獻(xiàn)[20]的計(jì)算復(fù)雜度分別與I1M、I1I2M和I1I2M2成 正 比。若I1=I2=10且M=20,所提方案的計(jì)算量大約分別是文獻(xiàn)[19]和文獻(xiàn)[20]的3/50、4/500。

        表1 3 種方案的計(jì)算復(fù)雜度

        所提二分法的步驟1 中 β(P1)>0且 β(P2)<0,因此,必定存在P*,使得 |β(P*)|<ε, 故I1是有限值。因此,本文所提方案是收斂的,并且其計(jì)算復(fù)雜度顯著低于文獻(xiàn)[19]和文獻(xiàn)[20]。

        3 性能比較及仿真

        圖2 仿真了Rmin=1時(shí),3 種方案的EE。所提方案用實(shí)線表示,對比方案用虛線表示,圖例括號中的參數(shù)表示用戶個數(shù),圖3 也采用此種表示方法。從圖2 中可看出,2 用戶場景下系統(tǒng)EE 高于3 用戶的EE。原因在于,第3 個用戶的信道質(zhì)量較差,導(dǎo)致系統(tǒng)EE 降低。從圖2 中還能看出,信噪比(signal to noise ratio, SNR)范圍為[-15 dBm,5 dBm]時(shí),隨著pmax的增大,系統(tǒng)的EE 先增大后保持不變。因?yàn)殡S著總功率P的增大,為信道質(zhì)量最優(yōu)的用戶分配的功率以及系統(tǒng)的EE 也隨著增大,當(dāng)總功率超過P*時(shí) ,即使再增大總功率P,最優(yōu)的總功率以及為各用戶分配的功率仍保持不變,即EE 保持不變。此外,SNR 范圍為[-15 dBm,0 dBm]時(shí),所提方案的EE 高于對比方案。

        圖2 Rmin = 1 時(shí)3 種方案的EE

        圖3 Rmin = 1.5 時(shí)3 種方案的EE

        4 結(jié) 束 語

        本文研究了上行NOMA 系統(tǒng)中最大化EE 的功率分配方案?;谟脩舻淖畹退俾市枨蠛妥畲蟀l(fā)送功率限制,建立最大化EE 的功率分配優(yōu)化問題,基于二分法得到最大的EE 對應(yīng)的所有用戶的總功率,進(jìn)而得到為單個用戶分配的功率。仿真結(jié)果顯示,所提方案的EE 高于或等于已有方案的EE。上行系統(tǒng)中的多個簇采用正交頻段時(shí),不同簇的用戶間的功率不存在制約關(guān)系,單簇的功率分配方案可直接應(yīng)用于多簇場景中的每個簇。由于所提功率分配方案是在給定子信道分配下進(jìn)行的,如何分配子信道以進(jìn)一步提高系統(tǒng)性能有待于進(jìn)一步研究。

        [1] 楊正. 5G 移動網(wǎng)絡(luò)非正交多址接入及相關(guān)技術(shù)研究[D].四川: 西南交通大學(xué), 2016.YANG Zheng. Investigation of non-orthogonal multiple access and related techniques for the 5th generation mobile networks[D]. Sichuan: Southwest Jiaotong Uni-versity,2016.

        [2] 趙釗. 上行NOMA 系統(tǒng)中的用戶分簇和功率分配[D]. 北京: 北京郵電大學(xué), 2018.ZHAO Zhao. User clustering and allocation for uplink NOMA system[D]. Beijing: Beijing University of Posts and Telecommunications, 2018.

        [3] DING Zhi-guo, LIU Yuan-wei, CHOI J, et al. Application of non-orthogonal multiple access in LTE and 5G networks[J]. IEEE Communications Magazine, 2017, 55(2):185-191.

        [4] WANG Jian-heng, PENG Qian, HUANG Yong-ming, et al.Convexity of weighted sum rate maximization in NOMA systems[J]. IEEE Signal Processing Letters, 2017, 24(9):1323-1327.

        猜你喜歡
        最大化復(fù)雜度分配
        勉縣:力求黨建“引領(lǐng)力”的最大化
        Advantages and Disadvantages of Studying Abroad
        應(yīng)答器THR和TFFR分配及SIL等級探討
        劉佳炎:回國創(chuàng)業(yè)讓人生價(jià)值最大化
        遺產(chǎn)的分配
        一種分配十分不均的財(cái)富
        一種低復(fù)雜度的慣性/GNSS矢量深組合方法
        績效考核分配的實(shí)踐與思考
        求圖上廣探樹的時(shí)間復(fù)雜度
        某雷達(dá)導(dǎo)51 頭中心控制軟件圈復(fù)雜度分析與改進(jìn)
        久久亚洲伊人| 未满十八勿入av网免费| 人妻少妇精品专区性色av| 91久久国产精品视频| 蜜桃色av一区二区三区麻豆| 亚洲最新国产av网站| 日韩欧美人妻一区二区三区| 免费的毛片视频| 日韩精品有码在线视频| 亚洲一区二区三区高清在线观看 | 国产精品videossex国产高清| 亚洲学生妹高清av| 国产精品日日摸夜夜添夜夜添 | 北条麻妃在线中文字幕| 国产激情无码一区二区三区| 粉嫩少妇内射浓精videos| 国产精品白浆免费观看| 国产一区白浆在线观看| 少妇性饥渴无码a区免费| 最新国产拍偷乱偷精品| 国产av一区二区内射| 中文字幕一区二区三区四区五区| 久久精品99久久香蕉国产色戒| 白白色发布在线播放国产| 久久婷婷综合色一区二区| 大学生粉嫩无套流白浆| 亚洲国产中文在线二区三区免 | 亚洲最新版无码AV| 亚洲av色香蕉一区二区三区软件| 国产精品一区二区av麻豆| 久久日本三级韩国三级| 亚洲精品午夜精品国产| 偷拍一区二区三区四区 | 欧美视频二区欧美影视| 精品一区二区中文字幕| 美女脱了内裤露出奶头的视频| 国产熟妇人妻精品一区二区动漫 | 亚洲成在人线视av| 国产一区二区三区在线观看免费| 精品的一区二区三区| 青青草成人在线播放视频|