基于非正交多址接入系统下行链路的功率分配方法及装置与流程

1.本发明实施例涉及通信技术领域，具体涉及一种基于非正交多址接入系统下行链路的功率分配方法及装置。


背景技术：

2.第五代移动通信技术(5th-generation，5g)作为最新一代蜂窝移动通信技术被广泛应用于增强型移动宽带、海量机器类通信及低时延高可靠通信等场景。主要解决了低速率、高延迟、频谱效率低等问题。非正交多址接入(non-orthogonal multiple access，noma)允许多个用户通过功率域或码域复用相同空间内的时间和频谱资源，以提升频谱效率和传输速率等系统性能。
3.功率域noma技术引入了功率复用的概念，将发送端的用户根据不同的发射功率叠加到同一子信道中，再在接收端采取串行干扰消除(successive interference cancellation,sic)进行多用户信号检测，对接收信号进行检测、重构与消除。noma系统下行链路内，用户发射功率通常与它自身的链路增益成反比，链路增益低的用户分得更高的发射功率，这使得边缘用户接收信号时更可靠。
4.目前已有的功率分配方案有固定功率分配(fixed power allocation,fpa)方案。fpa方案先根据簇内用户的链路增益将各用户降序排列，然后根据排序后各用户的链路增益，采用递归的方式为各用户分配功率。用户的链路增益，采递归方式为各分配功率。然而实际应中首先用户的链路增益，采递归方式为各分配功率。然而实际应中首先用户的链路增益，采递归方式为各分配功率。然而实际应中首先用户的链路增益，采递归方式为各分配功率。然而实际应中首先由于不同通信场景下的信道状况，固定功率分配方案中α
fpa
难以确定，其中fpa是fpa方案下的功率分配因子。其次，随着信道条件变化，不能用固定的α
fpa
为发射端用户分配固定功率。最后，由于fpa方案下的功率分配系数是预先定义好的，这种功率方案降低了复杂度但不能严格满足用户预定义的服务质量。例如，当信道条件不理想的用户，其目标数据速率很大时，则不能使用fpa方案。且在fpa方案中，信道条件差的用户的平均速率远小于正交多址接入(orthogonal multiple access，oma)下的平均速率，也就是说，fpa方案的使用使得noma的优势不再明显。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，本发明实施例提供了一种基于非正交多址接入系统下行链路的功率分配方法及装置，克服了上述问题或者至少部分地解决了上述问题。
6.根据本发明实施例的一个方面，提供了一种基于非正交多址接入系统下行链路的功率分配方法，所述方法包括：中心基站获取非正交多址接入系统中蜂窝小区内的各用户的链路增益，根据所述链路增益对各用户进行排序；将排序后的用户分为第一预设数量个分组，每个分组包括第二预设数量个用户；对所述第一预设数量个组的用户分簇到所述第二预设数量个簇中，将第一分组的第一用户和最后一个分组的最后一个用户分到第一个簇
中，将所述第一分组的第二用户和最后一个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推将所述第一分组和所述最后一个分组分簇到所述第二预设数量个簇中，将剩余分组中的用户按照均匀链路增益的方法进行分簇；根据所述分簇结果进行功率分配并构建系统模型，并基于所述系统模型获取优化模型；获取所述优化模型的lagrange函数，并求解功率分配系数。
7.在一种可选的方式中，所述将排序后的用户分为第一预设数量个分组，每个分组包括第二预设数量个用户，包括：根据系统带宽被分成的所述第一预设数量个子信道将排序后的用户分为所述第一预设数量个分组，每个分组包括所述第二预设数量个用户，所述第二预设数量与每个子信道中包含的非正交的用户数相等。
8.在一种可选的方式中，所述对所述第一预设数量个组的用户分簇到所述第二预设数量个簇中，将第一分组的第一用户和最后一个分组的最后一个用户分到第一个簇中，将所述第一分组的第二用户和最后一个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推将所述第一分组和所述最后一个分组分簇到所述第二预设数量个簇中，将剩余分组中的用户按照均匀链路增益的方法进行分簇，包括：所述第一预设数量t＝2时，将第一分组的第一用户和最后一个分组的最后一个用户分到第一个簇中，将所述第一分组的第二用户和最后一个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推，将所述第一分组和所述最后一个分组分簇到所述第二预设数量个簇中；所述第一预设数量t＝3或4时，将第一分组的第一用户和最后一个分组的最后一个用户分到第一个簇中，将所述第一分组的第二用户和最后一个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推，将所述第一分组和所述最后一个分组分簇到所述第二预设数量个簇中，再将剩余分组中的用户按照均匀链路增益的方法进行分簇；所述第一预设数量t》4时，将前两个分组的第一用户和最后两个分组的最后一个用户分到第一个簇中，将所述前两个分组的第二用户和最后两个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推，将所述前两个分组和所述最后两个分组分簇到所述第二预设数量个簇中，将第二分组与倒数第二个分组按相同的方法进行分簇，再将剩余分组中的用户按照均匀链路增益的方法进行分簇。
9.在一种可选的方式中，所述将剩余分组中的用户按照均匀链路增益的方法进行分簇，包括：将剩余分组中的用户从各分组中的第一个用户开始依次插入所述第二预设数量个簇中。
10.在一种可选的方式中，所述对所述第一预设数量个组的用户分簇到所述第二预设数量个簇中，将第一分组的第一用户和最后一个分组的最后一个用户分到第一个簇中，将所述第一分组的第二用户和最后一个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推完成将所述第一分组和所述最后一个分组分簇到所述第二预设数量个簇中，将剩余分组中的用户按照均匀链路增益的方法进行分簇之后，包括：比较各个簇内用户在非正交多址接入和正交多址接入下的吞吐量总和；如果任一簇中非正交多址接入下的吞吐量总和小于正交多址接入下的吞吐量总和，则对所述簇中用户继续进行分簇，直至所有簇中非正交多址接入下的吞吐量总和大于等于正交多址接入下的吞吐量总和。
11.在一种可选的方式中，所述根据所述分簇结果进行功率分配并构建系统模型，并基于所述系统模型获取优化模型，包括：根据所述分簇结果进行功率分配并构建非正交多址接入系统下行链路系统模型；基于所述系统模型，根据预设的目标函数以及约束条件获
取所述优化模型。
12.在一种可选的方式中，所述获取所述优化模型的lagrange函数，并求解功率分配系数，包括：根据所述目标函数和所述约束条件构造所述优化模型的lagrange函数；根据所述lagrange函数引入kkt条件，获取lagrange乘子组合；判断所述lagrange乘子组合是否满足所述kkt条件；如果满足，则将挆lagrange乘子组合下的功率分配系数作为有效解。
13.根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种基于非正交多址接入系统下行链路的功率分配装置，所述装置包括：增益获取单元，用于中心基站获取非正交多址接入系统中蜂窝小区内的各用户的链路增益，根据所述链路增益对各用户进行排序；分簇单元，用于将排序后的用户分为第一预设数量个分组，每个分组包括第二预设数量个用户；对所述第一预设数量个组的用户分簇到所述第二预设数量个簇中，将第一分组的第一用户和最后一个分组的最后一个用户分到第一个簇中，将所述第一分组的第二用户和最后一个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推将所述第一分组和所述最后一个分组分簇到所述第二预设数量个簇中，将剩余分组中的用户按照均匀链路增益的方法进行分簇；模型获取单元，用于根据所述分簇结果进行功率分配并构建系统模型，并基于所述系统模型获取优化模型；功率分配单元，用于获取所述优化模型的lagrange函数，并求解功率分配系数以根据所述功率分配系数向各用户分配功率。
14.根据本发明实施例的另一方面，提供了一种计算设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；
15.所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行上述基于非正交多址接入系统下行链路的功率分配方法的步骤。
16.根据本发明实施例的又一方面，提供了一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行上述基于非正交多址接入系统下行链路的功率分配方法的步骤。
17.本发明实施例通过中心基站获取非正交多址接入系统中蜂窝小区内的各用户的链路增益，根据所述链路增益对各用户进行排序；将排序后的用户分为第一预设数量个分组，每个分组包括第二预设数量个用户；对所述第一预设数量个组的用户分簇到所述第二预设数量个簇中，将第一分组的第一用户和最后一个分组的最后一个用户分到第一个簇中，将所述第一分组的第二用户和最后一个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推将所述第一分组和所述最后一个分组分簇到所述第二预设数量个簇中，将剩余分组中的用户按照均匀链路增益的方法进行分簇；根据所述分簇结果进行功率分配并构建系统模型，并基于所述系统模型获取优化模型；获取所述优化模型的lagrange函数，并求解功率分配系数，能够使各用户的发射功率可以自适应信道条件的变化。
18.上述说明仅是本发明实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
19.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通
技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
20.图1示出了本发明实施例提供的基于非正交多址接入系统下行链路的功率分配方法的流程示意图；
21.图2示出了本发明实施例提供的基于非正交多址接入系统下行链路的功率分配方法的系统模型示意图；
22.图3示出了本发明实施例提供的基于非正交多址接入系统下行链路的功率分配装置的结构示意图；
23.图4示出了本发明实施例提供的计算设备的结构示意图。
具体实施方式
24.下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
25.图1示出了本发明实施例提供的基于非正交多址接入系统下行链路的功率分配方法的流程示意图。该基于非正交多址接入系统下行链路的功率分配方法应用于基站，如图1所示，基于非正交多址接入系统下行链路的功率分配方法包括：
26.步骤s11：中心基站获取非正交多址接入系统中蜂窝小区内的各用户的链路增益，根据所述链路增益对各用户进行排序。
27.在本发明实施例中，首先进行场景确定，中心基站向noma蜂窝系统小区内的n个用户提供服务，系统带宽bs被分成带宽为b的若干个子信道，同一子信道内的k(2≤k≤n)个用户非正交。在步骤s11中，获取小区内各用户的链路增益，基站根据系统中各用户的链路增益，对用户进行排序。
28.步骤s12：将排序后的用户分为第一预设数量个分组，每个分组包括第二预设数量个用户；对所述第一预设数量个组的用户分簇到所述第二预设数量个簇中，将第一分组的第一用户和最后一个分组的最后一个用户分到第一个簇中，将所述第一分组的第二用户和最后一个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推将所述第一分组和所述最后一个分组分簇到所述第二预设数量个簇中，将剩余分组中的用户按照均匀链路增益的方法进行分簇。
29.在本发明实施例中，可选地，根据系统带宽被分成的所述第一预设数量个子信道将排序后的用户分为所述第一预设数量t个分组，t≥2，用g
t
(t＝1,2,3,
…
,t)表示第t个用户组。每个分组包括所述第二预设数量k个用户，所述第二预设数量与每个子信道中包含的非正交的用户数相等。g
t,k
(k＝1,2,3,
…
,k)表示第t个用户组内的第k个用户。
30.在步骤s12中，可选地，所述第一预设数量t＝2时，将第一分组g1的第一用户和最后一个分组g
t
的最后一个用户分到第一个簇中，将所述第一分组g1的第二用户和最后一个分组g
t
的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推，将所述第一分组g1和所述最后一个分组g
t
分簇到所述第二预设数量个簇中。如此，降低了簇内用户间的干扰，保证了系统内边缘用户的吞吐量。最终的分簇结果如下：
31.ck＝{g
1，k
，g
2，k-k 1
}，k＝1，2，3，
…
，k
ꢀꢀꢀ
(1)
32.所述第一预设数量t＝3或4时，将第一分组的第一用户和最后一个分组的最后一个用户分到第一个簇中，将所述第一分组的第二用户和最后一个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推，将所述第一分组和所述最后一个分组分簇到所述第二预设数量个簇中，再将剩余分组中的用户按照均匀链路增益的方法进行分簇，具体可以将剩余分组中的用户从各分组中的第一个用户开始依次插入所述第二预设数量个簇中。即当t＝3时，在t＝2时的分簇方法的基础上，将剩余用户组中的用户按序插入已有用户簇中。而当t＝4时，对除首尾两个用户组之外的用户组，采用均匀链路增益的方式进行分簇，剩余分组中的用户按序插入到第二预设数量个簇内，分簇结果如下：
33.ck＝{g
1，k
，g
2，k
，g
3，k
，g
4，k-k 1
}，k＝1，2，3，
…
，k
ꢀꢀꢀ
(2)
34.随着系统用户数的增加，为保证更多边缘用户的吞吐量，同时减少中间用户间的干扰，当第一预设数量t＞4时，采用如下的分簇方案：将前两个分组的第一用户和最后两个分组的最后一个用户分到第一个簇中，将所述前两个分组的第二用户和最后两个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推，将所述前两个分组和所述最后两个分组分簇到所述第二预设数量个簇中，将第二分组与倒数第二个分组按相同的方法进行分簇，再将剩余分组中的用户按序插入所述第二预设数量个簇中。即t＞4时，基于t＝2时的分簇方法遵循的准则，先对前两组用户g1，g2和最后两组用户g
t
，g
t-1
进行分簇，此时获得k个用户簇ck(k＝1，2，3，
…
，k)。再对剩余用户组的用户按照均匀链路增益的方法进行分簇。最终分簇结果如下：
35.ck＝{g
1，k
，g
2，k
，g
3，k
，
…
，g
t-2，k
，g
t-1，k-k 1
，g
t，k-k 1
}，k＝1，2，3，
…
，k
ꢀꢀꢀ
(3)。
36.在本发明实施例中，根据上述分簇方案获得分簇结果后，分别计算簇内用户在非正交多址接入和正交多址接入下的吞吐量总和。若非正交多址接入下的吞吐量总和小于正交多址接入下的吞吐量总和，则在当前分簇结果下，继续采用上述分簇原则，获得分簇结果。分簇过程中，如果用户组为奇数，将剩余用户组中的用户按序插入已有用户簇内，完成分簇。可选地，比较各个簇内用户在非正交多址接入和正交多址接入下的吞吐量总和；如果任一簇中非正交多址接入下的吞吐量总和小于正交多址接入下的吞吐量总和，则对所述簇中用户继续进行分簇，直至所有簇中非正交多址接入下的吞吐量总和大于等于正交多址接入下的吞吐量总和。
37.步骤s13：根据所述分簇结果进行功率分配并构建系统模型，并基于所述系统模型获取优化模型。
38.在本发明实施例中，可选地，根据所述分簇结果进行功率分配并构建非正交多址接入系统下行链路系统模型。noma系统下行链路系统模型如图2所示，p表示单个簇的总发射功率。s
i，k
表示簇i中第k个用户的消息信号，a
i，k
表示簇i中第k个用户的功率分配因子；h
i，k
表示簇i中第k个用户的链路增益，h
i，k
服从独立瑞利平坦衰落，即h
i，k
～cn(0，d
i，k-v
)。其中d
i，k
表示用户k与基站间的距离，v表示簇i的路径损耗指数。n
i，k
～cn(0，δ2)是均值为o，方差为δ2的加性高斯白噪声。定义ρi为基站端簇i的信噪比，则系统吞吐量可进行如下表示：
[0039][0040]
基于所述系统模型，根据预设的目标函数以及约束条件获取所述优化模型。根据上式(4)中对系统模型的假设，以下式(5)所示的noma系统下行链路内用户簇i的吞吐量为目标函数，而以下各式(6)-(8)为约束条件构建优化模型。
[0041][0042][0043][0044][0045]
(k＝1，2，
…
，k)代表簇i中第k个用户的最小传输速率，且γi代表簇i内接收端正确执行sic的检测阈值。式(6)表示noma系统簇内功率分配因子之和小于等于1；式(7)表示簇内用户的传输速率要大于最小传输速率；式(8)是为了保证簇内用户在接收端能够成功进行sic的约束。
[0046]
步骤s14：获取所述优化模型的lagrange函数，并求解功率分配系数。
[0047]
在本发明实施例中，可选地，根据所述目标函数和所述约束条件构造所述优化模型的lagrange函数。可以根据式(5)-(8)构造lagrange函数，如式(9)所示：
[0048][0049]
其中，ai＝{a
i，1
，a
i，2
，
…
，a
i，k
}是簇i内各用户的功率分配因子有效解。{υ
i，1
，υ
i，2
，υ
i，3
，
…
，υ
i，k
}，{λ
i，2
，λ
i，3
，
…
，λ
i，k
}是lagrange乘子组合，且
[0050]
进一步根据所述lagrange函数引入kkt条件，获取lagrange乘子组合；判断所述lagrange乘子组合是否满足所述kkt条件；如果满足，则将探lagrange乘子组合下的功率分配系数作为有效解。根据式(9)可知，lagrange函数中共有包括{μi}，{υ
i，1
，υ
i，2
，υ
i，3
，
…
，υ
i，k
}，(λ
i，2
，λ
i，3
，
…
，λ
i，k
}在内的2k个lagrange乘子。从2k个lagrange乘子中选出k个，构成lagrange乘子组合，选中的lagrange乘子大于0，未选中的lagrange乘子等于0。
[0051]
k个用户的用户簇其三个约束的lagrange乘子分别为{μi}，{υ
i，1
，υ
i，2
，υ
i，3
，
…
，υ
i，k
}，{λ
i，2
，λ
i，3
，
…
，λ
i，k
}。根据kkt条件可知，当μi，υ
i，k
和λ
i，k
大于0时，lagrange乘子对应的约束等于0。根据这一思想求出功率分配因子，再将功率分配因子代入kkt条件求出lagrange乘子，并判断其正负。若大于0，则lagrange系数组合满足kkt条件，该系数组合下的功率分配因子为一组有效解ai。
[0052]
本发明实施例的基于非正交多址接入系统下行链路的功率分配方法通过通信场景确定、系统用户分簇、系统模型构建、优化模型确立、问题优化、得出结果，从信道条件的角度出发，考虑noma系统下行链路中信噪比和用户发射功率的关系，采用lagrange乘子法结合kkt条件的方式对不等式约束下lagrange乘子验证过程简化。由于最终得到的是包括k个值在内一组功率分配因子，而求解k个变量的值只需要k个等式即可。因此，可以从2k个lagrange乘子中选取k个构成一组lagrange乘子组合，进行功率分配因子的求解，最终通过验证该组乘子的正负来判断功率分配因子结果的有效性。这降低了求解过程中的计算复杂度，同时又获得了有效的功率分配因子，让各用户的发射功率可以自适应信道条件的变化。
[0053]
本发明实施例通过中心基站获取非正交多址接入系统中蜂窝小区内的各用户的链路增益，根据所述链路增益对各用户进行排序；将排序后的用户分为第一预设数量个分组，每个分组包括第二预设数量个用户；对所述第一预设数量个组的用户分簇到所述第二预设数量个簇中，将第一分组的第一用户和最后一个分组的最后一个用户分到第一个簇中，将所述第一分组的第二用户和最后一个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推将所述第一分组和所述最后一个分组分簇到所述第二预设数量个簇中，将剩余分组中的用户按照均匀链路增益的方法进行分簇；根据所述分簇结果进行功率分配并构建系统模型，并基于所述系统模型获取优化模型；获取所述优化模型的lagrange函数，并求解功率分配系数，能够使各用户的发射功率可以自适应信道条件的变化。
[0054]
图3示出了本发明实施例的基于非正交多址接入系统下行链路的功率分配装置的结构示意图。如图3所示，该基于非正交多址接入系统下行链路的功率分配装置包括：增益获取单元301、分簇单元302、模型获取单元303以及功率分配单元304。其中：
[0055]
增益获取单元301用于中心基站获取非正交多址接入系统中蜂窝小区内的各用户的链路增益，根据所述链路增益对各用户进行排序；分簇单元302用于将排序后的用户分为第一预设数量个分组，每个分组包括第二预设数量个用户；对所述第一预设数量个组的用户分簇到所述第二预设数量个簇中，将第一分组的第一用户和最后一个分组的最后一个用户分到第一个簇中，将所述第一分组的第二用户和最后一个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推将所述第一分组和所述最后一个分组分簇到所述第二预设数量个簇中，将剩余分组中的用户按照均匀链路增益的方法进行分簇；模型获取单元303用于根据所述分簇结果进行功率分配并构建系统模型，并基于所述系统模型获取优化模型；功率分配单元304用于获取所述优化模型的lagrange函数，并求解功率分配系数以根据所述功率分配系数向各用户分配功率。
[0056]
在一种可选的方式中，分簇单元302用于：根据系统带宽被分成的所述第一预设数量个子信道将排序后的用户分为所述第一预设数量个分组，每个分组包括所述第二预设数量个用户，所述第二预设数量与每个子信道中包含的非正交的用户数相等。
[0057]
在一种可选的方式中，分簇单元302用于：所述第一预设数量t＝2时，将第一分组
的第一用户和最后一个分组的最后一个用户分到第一个簇中，将所述第一分组的第二用户和最后一个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推，将所述第一分组和所述最后一个分组分簇到所述第二预设数量个簇中；所述第一预设数量t＝3或4时，将第一分组的第一用户和最后一个分组的最后一个用户分到第一个簇中，将所述第一分组的第二用户和最后一个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推，将所述第一分组和所述最后一个分组分簇到所述第二预设数量个簇中，再将剩余分组中的用户按照均匀链路增益的方法进行分簇；所述第一预设数量t》4时，将前两个分组的第一用户和最后两个分组的最后一个用户分到第一个簇中，将所述前两个分组的第二用户和最后两个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推，将所述前两个分组和所述最后两个分组分簇到所述第二预设数量个簇中，将第二分组与倒数第二个分组按相同的方法进行分簇，再将剩余分组中的用户按照均匀链路增益的方法进行分簇。
[0058]
在一种可选的方式中，分簇单元302用于：将剩余分组中的用户从各分组中的第一个用户开始依次插入所述第二预设数量个簇中。
[0059]
在一种可选的方式中，分簇单元302用于：比较各个簇内用户在非正交多址接入和正交多址接入下的吞吐量总和；如果任一簇中非正交多址接入下的吞吐量总和小于正交多址接入下的吞吐量总和，则对所述簇中用户继续进行分簇，直至所有簇中非正交多址接入下的吞吐量总和大于等于正交多址接入下的吞吐量总和。
[0060]
在一种可选的方式中，模型获取单元303用于：根据所述分簇结果进行功率分配并构建非正交多址接入系统下行链路系统模型；基于所述系统模型，根据预设的目标函数以及约束条件获取所述优化模型。
[0061]
在一种可选的方式中，功率分配单元304用于：根据所述目标函数和所述约束条件构造所述优化模型的lagrange函数；根据所述lagrange函数引入kkt条件，获取lagrange乘子组合；判断所述lagrange乘子组合是否满足所述kkt条件；如果满足，则将挆lagrange乘子组合下的功率分配系数作为有效解。
[0062]
本发明实施例通过中心基站获取非正交多址接入系统中蜂窝小区内的各用户的链路增益，根据所述链路增益对各用户进行排序；将排序后的用户分为第一预设数量个分组，每个分组包括第二预设数量个用户；对所述第一预设数量个组的用户分簇到所述第二预设数量个簇中，将第一分组的第一用户和最后一个分组的最后一个用户分到第一个簇中，将所述第一分组的第二用户和最后一个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推将所述第一分组和所述最后一个分组分簇到所述第二预设数量个簇中，将剩余分组中的用户按照均匀链路增益的方法进行分簇；根据所述分簇结果进行功率分配并构建系统模型，并基于所述系统模型获取优化模型；获取所述优化模型的lagrange函数，并求解功率分配系数，能够使各用户的发射功率可以自适应信道条件的变化。
[0063]
本发明实施例提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有至少一可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的基于非正交多址接入系统下行链路的功率分配方法。
[0064]
可执行指令具体可以用于使得处理器执行以下操作：
[0065]
中心基站获取非正交多址接入系统中蜂窝小区内的各用户的链路增益，根据所述链路增益对各用户进行排序；
[0066]
将排序后的用户分为第一预设数量个分组，每个分组包括第二预设数量个用户；对所述第一预设数量个组的用户分簇到所述第二预设数量个簇中，将第一分组的第一用户和最后一个分组的最后一个用户分到第一个簇中，将所述第一分组的第二用户和最后一个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推将所述第一分组和所述最后一个分组分簇到所述第二预设数量个簇中，将剩余分组中的用户按照均匀链路增益的方法进行分簇；
[0067]
根据所述分簇结果进行功率分配并构建系统模型，并基于所述系统模型获取优化模型；
[0068]
获取所述优化模型的lagrange函数，并求解功率分配系数。
[0069]
在一种可选的方式中，所述可执行指令使所述处理器执行以下操作：
[0070]
根据系统带宽被分成的所述第一预设数量个子信道将排序后的用户分为所述第一预设数量个分组，每个分组包括所述第二预设数量个用户，所述第二预设数量与每个子信道中包含的非正交的用户数相等。
[0071]
在一种可选的方式中，所述可执行指令使所述处理器执行以下操作：
[0072]
所述第一预设数量t＝2时，将第一分组的第一用户和最后一个分组的最后一个用户分到第一个簇中，将所述第一分组的第二用户和最后一个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推，将所述第一分组和所述最后一个分组分簇到所述第二预设数量个簇中；
[0073]
所述第一预设数量t＝3或4时，将第一分组的第一用户和最后一个分组的最后一个用户分到第一个簇中，将所述第一分组的第二用户和最后一个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推，将所述第一分组和所述最后一个分组分簇到所述第二预设数量个簇中，再将剩余分组中的用户按照均匀链路增益的方法进行分簇；
[0074]
所述第一预设数量t》4时，将前两个分组的第一用户和最后两个分组的最后一个用户分到第一个簇中，将所述前两个分组的第二用户和最后两个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推，将所述前两个分组和所述最后两个分组分簇到所述第二预设数量个簇中，将第二分组与倒数第二个分组按相同的方法进行分簇，再将剩余分组中的用户按照均匀链路增益的方法进行分簇。
[0075]
在一种可选的方式中，所述可执行指令使所述处理器执行以下操作：
[0076]
将剩余分组中的用户从各分组中的第一个用户开始依次插入所述第二预设数量个簇中。
[0077]
在一种可选的方式中，所述可执行指令使所述处理器执行以下操作：
[0078]
比较各个簇内用户在非正交多址接入和正交多址接入下的吞吐量总和；
[0079]
如果任一簇中非正交多址接入下的吞吐量总和小于正交多址接入下的吞吐量总和，则对所述簇中用户继续进行分簇，直至所有簇中非正交多址接入下的吞吐量总和大于等于正交多址接入下的吞吐量总和。
[0080]
在一种可选的方式中，所述可执行指令使所述处理器执行以下操作：
[0081]
根据所述分簇结果进行功率分配并构建非正交多址接入系统下行链路系统模型；
[0082]
基于所述系统模型，根据预设的目标函数以及约束条件获取所述优化模型。
[0083]
在一种可选的方式中，所述可执行指令使所述处理器执行以下操作：
[0084]
根据所述目标函数和所述约束条件构造所述优化模型的lagrange函数；
[0085]
根据所述lagrange函数引入kkt条件，获取lagrange乘子组合；
[0086]
判断所述lagrange乘子组合是否满足所述kkt条件；
[0087]
如果满足，则将挆lagrange乘子组合下的功率分配系数作为有效解。
[0088]
本发明实施例通过中心基站获取非正交多址接入系统中蜂窝小区内的各用户的链路增益，根据所述链路增益对各用户进行排序；将排序后的用户分为第一预设数量个分组，每个分组包括第二预设数量个用户；对所述第一预设数量个组的用户分簇到所述第二预设数量个簇中，将第一分组的第一用户和最后一个分组的最后一个用户分到第一个簇中，将所述第一分组的第二用户和最后一个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推将所述第一分组和所述最后一个分组分簇到所述第二预设数量个簇中，将剩余分组中的用户按照均匀链路增益的方法进行分簇；根据所述分簇结果进行功率分配并构建系统模型，并基于所述系统模型获取优化模型；获取所述优化模型的lagrange函数，并求解功率分配系数，能够使各用户的发射功率可以自适应信道条件的变化。
[0089]
本发明实施例提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行上述任意方法实施例中的基于非正交多址接入系统下行链路的功率分配方法。
[0090]
可执行指令具体可以用于使得处理器执行以下操作：
[0091]
中心基站获取非正交多址接入系统中蜂窝小区内的各用户的链路增益，根据所述链路增益对各用户进行排序；
[0092]
将排序后的用户分为第一预设数量个分组，每个分组包括第二预设数量个用户；对所述第一预设数量个组的用户分簇到所述第二预设数量个簇中，将第一分组的第一用户和最后一个分组的最后一个用户分到第一个簇中，将所述第一分组的第二用户和最后一个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推将所述第一分组和所述最后一个分组分簇到所述第二预设数量个簇中，将剩余分组中的用户按照均匀链路增益的方法进行分簇；
[0093]
根据所述分簇结果进行功率分配并构建系统模型，并基于所述系统模型获取优化模型；
[0094]
获取所述优化模型的lagrange函数，并求解功率分配系数。
[0095]
在一种可选的方式中，所述可执行指令使所述处理器执行以下操作：
[0096]
根据系统带宽被分成的所述第一预设数量个子信道将排序后的用户分为所述第一预设数量个分组，每个分组包括所述第二预设数量个用户，所述第二预设数量与每个子信道中包含的非正交的用户数相等。
[0097]
在一种可选的方式中，所述可执行指令使所述处理器执行以下操作：
[0098]
所述第一预设数量t＝2时，将第一分组的第一用户和最后一个分组的最后一个用户分到第一个簇中，将所述第一分组的第二用户和最后一个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推，将所述第一分组和所述最后一个分组分簇到所述第二预设数量个簇中；
[0099]
所述第一预设数量t＝3或4时，将第一分组的第一用户和最后一个分组的最后一个用户分到第一个簇中，将所述第一分组的第二用户和最后一个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推，将所述第一分组和所述最后一个分组分簇到所述第二预设数量
个簇中，再将剩余分组中的用户按照均匀链路增益的方法进行分簇；
[0100]
所述第一预设数量t》4时，将前两个分组的第一用户和最后两个分组的最后一个用户分到第一个簇中，将所述前两个分组的第二用户和最后两个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推，将所述前两个分组和所述最后两个分组分簇到所述第二预设数量个簇中，将第二分组与倒数第二个分组按相同的方法进行分簇，再将剩余分组中的用户按照均匀链路增益的方法进行分簇。
[0101]
在一种可选的方式中，所述可执行指令使所述处理器执行以下操作：
[0102]
将剩余分组中的用户从各分组中的第一个用户开始依次插入所述第二预设数量个簇中。
[0103]
在一种可选的方式中，所述可执行指令使所述处理器执行以下操作：
[0104]
比较各个簇内用户在非正交多址接入和正交多址接入下的吞吐量总和；
[0105]
如果任一簇中非正交多址接入下的吞吐量总和小于正交多址接入下的吞吐量总和，则对所述簇中用户继续进行分簇，直至所有簇中非正交多址接入下的吞吐量总和大于等于正交多址接入下的吞吐量总和。
[0106]
在一种可选的方式中，所述可执行指令使所述处理器执行以下操作：
[0107]
根据所述分簇结果进行功率分配并构建非正交多址接入系统下行链路系统模型；
[0108]
基于所述系统模型，根据预设的目标函数以及约束条件获取所述优化模型。
[0109]
在一种可选的方式中，所述可执行指令使所述处理器执行以下操作：
[0110]
根据所述目标函数和所述约束条件构造所述优化模型的lagrange函数；
[0111]
根据所述lagrange函数引入kkt条件，获取lagrange乘子组合；
[0112]
判断所述lagrange乘子组合是否满足所述kkt条件；
[0113]
如果满足，则将挆lagrange乘子组合下的功率分配系数作为有效解。
[0114]
本发明实施例通过中心基站获取非正交多址接入系统中蜂窝小区内的各用户的链路增益，根据所述链路增益对各用户进行排序；将排序后的用户分为第一预设数量个分组，每个分组包括第二预设数量个用户；对所述第一预设数量个组的用户分簇到所述第二预设数量个簇中，将第一分组的第一用户和最后一个分组的最后一个用户分到第一个簇中，将所述第一分组的第二用户和最后一个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推将所述第一分组和所述最后一个分组分簇到所述第二预设数量个簇中，将剩余分组中的用户按照均匀链路增益的方法进行分簇；根据所述分簇结果进行功率分配并构建系统模型，并基于所述系统模型获取优化模型；获取所述优化模型的lagrange函数，并求解功率分配系数，能够使各用户的发射功率可以自适应信道条件的变化。
[0115]
图4示出了本发明实施例提供的计算设备的结构示意图，本发明具体实施例并不对设备的具体实现做限定。
[0116]
如图4所示，该计算设备可以包括：处理器(processor)402、通信接口(communications interface)404、存储器(memory)406、以及通信总线408。
[0117]
其中：处理器402、通信接口404、以及存储器406通过通信总线408完成相互间的通信。通信接口404，用于与其它设备比如客户端或其它服务器等的网元通信。处理器402，用于执行程序410，具体可以执行上述4g基站规划方法实施例中的相关步骤。
[0118]
具体地，程序410可以包括程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。
[0119]
处理器402可能是中央处理器cpu，或者是特定集成电路asic(application specific integrated circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或各个集成电路。设备包括的一个或各个处理器，可以是同一类型的处理器，如一个或各个cpu；也可以是不同类型的处理器，如一个或各个cpu以及一个或各个asic。
[0120]
存储器406，用于存放程序410。存储器406可能包含高速ram存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
[0121]
程序410具体可以用于使得处理器402执行以下操作：
[0122]
中心基站获取非正交多址接入系统中蜂窝小区内的各用户的链路增益，根据所述链路增益对各用户进行排序；
[0123]
将排序后的用户分为第一预设数量个分组，每个分组包括第二预设数量个用户；对所述第一预设数量个组的用户分簇到所述第二预设数量个簇中，将第一分组的第一用户和最后一个分组的最后一个用户分到第一个簇中，将所述第一分组的第二用户和最后一个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推将所述第一分组和所述最后一个分组分簇到所述第二预设数量个簇中，将剩余分组中的用户按照均匀链路增益的方法进行分簇；
[0124]
根据所述分簇结果进行功率分配并构建系统模型，并基于所述系统模型获取优化模型；
[0125]
获取所述优化模型的lagrange函数，并求解功率分配系数。
[0126]
在一种可选的方式中，所述程序410使所述处理器执行以下操作：
[0127]
根据系统带宽被分成的所述第一预设数量个子信道将排序后的用户分为所述第一预设数量个分组，每个分组包括所述第二预设数量个用户，所述第二预设数量与每个子信道中包含的非正交的用户数相等。
[0128]
在一种可选的方式中，所述程序410使所述处理器执行以下操作：
[0129]
所述第一预设数量t＝2时，将第一分组的第一用户和最后一个分组的最后一个用户分到第一个簇中，将所述第一分组的第二用户和最后一个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推，将所述第一分组和所述最后一个分组分簇到所述第二预设数量个簇中；
[0130]
所述第一预设数量t＝3或4时，将第一分组的第一用户和最后一个分组的最后一个用户分到第一个簇中，将所述第一分组的第二用户和最后一个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推，将所述第一分组和所述最后一个分组分簇到所述第二预设数量个簇中，再将剩余分组中的用户按照均匀链路增益的方法进行分簇；
[0131]
所述第一预设数量t》4时，将前两个分组的第一用户和最后两个分组的最后一个用户分到第一个簇中，将所述前两个分组的第二用户和最后两个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推，将所述前两个分组和所述最后两个分组分簇到所述第二预设数量个簇中，将第二分组与倒数第二个分组按相同的方法进行分簇，再将剩余分组中的用户按照均匀链路增益的方法进行分簇。
[0132]
在一种可选的方式中，所述程序410使所述处理器执行以下操作：
[0133]
将剩余分组中的用户从各分组中的第一个用户开始依次插入所述第二预设数量个簇中。
[0134]
在一种可选的方式中，所述程序410使所述处理器执行以下操作：
[0135]
比较各个簇内用户在非正交多址接入和正交多址接入下的吞吐量总和；
[0136]
如果任一簇中非正交多址接入下的吞吐量总和小于正交多址接入下的吞吐量总和，则对所述簇中用户继续进行分簇，直至所有簇中非正交多址接入下的吞吐量总和大于等于正交多址接入下的吞吐量总和。
[0137]
在一种可选的方式中，所述程序410使所述处理器执行以下操作：
[0138]
根据所述分簇结果进行功率分配并构建非正交多址接入系统下行链路系统模型；
[0139]
基于所述系统模型，根据预设的目标函数以及约束条件获取所述优化模型。
[0140]
在一种可选的方式中，所述程序410使所述处理器执行以下操作：
[0141]
根据所述目标函数和所述约束条件构造所述优化模型的lagrange函数；
[0142]
根据所述lagrange函数引入kkt条件，获取lagrange乘子组合；
[0143]
判断所述lagrange乘子组合是否满足所述kkt条件；
[0144]
如果满足，则将挆lagrange乘子组合下的功率分配系数作为有效解。
[0145]
本发明实施例通过中心基站获取非正交多址接入系统中蜂窝小区内的各用户的链路增益，根据所述链路增益对各用户进行排序；将排序后的用户分为第一预设数量个分组，每个分组包括第二预设数量个用户；对所述第一预设数量个组的用户分簇到所述第二预设数量个簇中，将第一分组的第一用户和最后一个分组的最后一个用户分到第一个簇中，将所述第一分组的第二用户和最后一个分组的倒数第二个用户分到第二个簇中，以此类推将所述第一分组和所述最后一个分组分簇到所述第二预设数量个簇中，将剩余分组中的用户按照均匀链路增益的方法进行分簇；根据所述分簇结果进行功率分配并构建系统模型，并基于所述系统模型获取优化模型；获取所述优化模型的lagrange函数，并求解功率分配系数，能够使各用户的发射功率可以自适应信道条件的变化。
[0146]
在此提供的算法或显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明实施例也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。
[0147]
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
[0148]
类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明实施例的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。
[0149]
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权
利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
[0150]
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。上述实施例中的步骤，除有特殊说明外，不应理解为对执行顺序的限定。