1.一种全双工非正交多址接入系统基于能效的功率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

在全双工非正交多址接入系统中，定义能效优化问题为：实现最大化NOMA通信系统的能量效率同时保证包括上行用户和下行用户的服务质量，通过采用控制上行用户和基站的发射功率的方法，将优化问题描述为问题P1；

将问题P1运用分式规划问题转换为减式形式，并定义函数F(x)＝f(pk,qj)‑xg(pk,qj)；

将优化问题P1等效地转化为优化问题P2；其中表示系统

的和速率， 表示系统的总功耗；x：辅助待决定的控制变量；

pk：基站分配给下行用户k的发射功率；qj：上行用户j的发射功率；K:上行用户的集合；Hk表示基站到下行用户k的信道增益与噪声功率比；Fj.k表示上行用户j到下行用户k的信道增益与噪声功率比；Gj表示上行用户j到基站的信道增益与噪声功率比；pm：弱用户m的发射功率；

J：下行用户的集合； 表示自干扰消除效果的*

一个常量；lSI：基站处自干扰信道增益；pc为电路损耗；x*：最优控制变量；pk为基站分配给*

下行用户k的最优发射功率；qj为上行用户j的最优发射功率，*

求解问题P2，等价于求解F(x)＝0,其中 则优化问题P2等价为优化问题P3；

P3：

引入乘子λ和μk，变形为子问题P4；

* *

为了求解最优解(pk，qj)采用分层的思想对问题P4进行优化求解；

最优化问题P1为：

P1:

其中：

受限制于：

在问题P1中，各参数定义如下：UL

R ：表示系统中上行用户的和速率； 表示系统中上行用户j的和速率；

DL

R ：表示系统中下行用户的和速率； 表示系统中下行用户k的和速率；

pc：表示系统中的电路损耗；

pk：基站分配给下行用户k的发射功率；

qj：上行用户j的发射功率；qt表示上行用户t的发射功率；

表示下行用户k和基站之间的路径损耗和阴影衰落；

表示上行用户j和基站之间的路径损耗和阴影衰落；

表示上行用户t和基站之间的路径损耗和阴影衰落；

表示上行用户j和下行用户k之间的路径损耗和阴影衰落；

基站发射到下行用户的最大功率总和限制；

单个上行用户的最大发射功率限制；

hk：基站到下行用户k链路间的信道增益，不失一般性，令0≤|h1|≤|h2|≤…≤|hK|；

gj：上行用户j到基站链路间的信道增益，不失一般性，令|g1|≥|g2|≥...≥|gJ|≥0；gt表示上行用户t到基站链路间的信道增益；

fj,k：上行用户j到下行用户k链路间的信道增益；

表示下行用户k处的高斯白噪声；

表示基站处的高斯白噪声；

Γk：下行用户k的吞吐量要求；

Υj：上行用户j的吞吐量要求；

lSI：基站处自干扰信道增益；

ρ：0＜ρ＜＜1，表示自干扰消除效果的一个常量。

2.根据权利要求1所述的一种全双工非正交多址接入系统基于能效的功率控制方法，其特征在于，通过定义 LSI表示基站处自干扰信道增益与噪声功率比，将问题P1运用分式规划问题转换为减式形式，并定义函数F(x)＝f(pk,qj)‑xg(pk,qj)，其中将优化问题P1等效地转化为优化问题P2：P2:

受限于：

F(x)≥0,

在问题P2中，各参数定义如下：Gt表示上行用户t到基站的信道增益与噪声功率比；Gj表示上行用户j到基站的信道增益与噪声功率比；

pk：基站分配给下行用户k的发射功率；

qj：上行用户j的发射功率；

表示下行用户k和基站之间的路径损耗和阴影衰落；

表示上行用户j和基站之间的路径损耗和阴影衰落；

表示上行用户j和下行用户k之间的路径损耗和阴影衰落；

基站发射到下行用户的最大功率总和限制；

单个上行用户的最大发射功率限制；

hk：基站到下行用户k链路间的信道增益，不失一般性，令0≤|h1|≤|h2|≤…≤|hK|；

gj：上行用户j到基站链路间的信道增益，不失一般性，令|g1|≥|g2|≥...≥|gJ|≥0；

fj,k：上行用户j到下行用户k链路间的信道增益；

表示下行用户k处的高斯白噪声；

表示基站处的高斯白噪声；

Γk：下行用户k的吞吐量要求；

Υj：上行用户j的吞吐量要求；

lSI：基站处自干扰信道增益；

ρ：0＜ρ＜＜1，表示自干扰消除效果的一个常量；

Ak：

Bj：

x：辅助待决定的控制变量。

3.根据权利要求2所述的一种全双工非正交多址接入系统基于能效的功率控制方法，*

其特征在于，所述求解问题P2，等价于求解F(x)＝0,其中 则优化问题P2等价为优化问题P3：

P3：

受限于：

* *

其中 则pk ,qj为问题P3的最优解。

4.根据权利要求3所述的一种全双工非正交多址接入系统基于能效的功率控制方法，其特征在于，所述引入乘子λ和μk，变形为子问题P4，具体包括：为求解问题P3，令 引入乘子λ和μk，变形为如下子问题P4：

P4‑A：

受限于：

上述问题的拉格朗日函数定义为：其中，α,βk,ηj, μk,λ表示各约束条件对应的拉格朗日乘子；

然后拉格朗日函数等价的对偶问题为：P4‑B：

通过对问题P4‑B中的qj,pk,fk,S分别求偏导可得：* *

pk，qj分别为下行用户k与上行用户j的最优功率分配；

采用次梯度算法更新如下的拉格朗日乘子：其中， 是基站最大发射功率， 是单个上行的最大发射功率，t表示迭代指数，ξi(i＝1,2,3,4,5,6)表示更新的步长，Ak和Bj分别是上行用户k与下行用户j关于用户最低速率需求的表达式。

5.根据权利要求4所述的一种全双工非正交多址接入系统基于能效的功率控制方法，* *

其特征在于，所述为了求解最优解(pk ,qj)采用分层的思想对问题P4进行优化求解，步骤为：

步骤4.1：初始化外层最大迭代次数lmax和最大终止误差ε，首先令l＝0和x＝0；

步骤4.2：初始化内层最大迭代次数tmax和乘子α,βk,ηj, μk,λ，并且令t＝0；根据给定* *

的x，由步骤(4)可得出最优解(pk，qj)：步骤4.3：根据次梯度算法更新拉格朗日乘子α,βk,ηj, μk,λ，并将t+1赋值给t；直至内* *

层迭代收敛或者t＝tmax，并返回最优解(pk ,qj)；

* * * * * *步骤4.4：根据上述步骤4.3得到的最优解(pk ,qj)，来判断f(pk ,qj)‑xg(pk ,qj)＜ε，如果判断不收敛，则返回 否则不收敛，令 并返回步骤4.2，直至外层迭代收敛或者l＝lmax，那么结束算法。