1.一种多载波非正交多址接入系统基于能效的资源分配方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、在满足用户服务质量和系统总发射功率的约束条件下,通过相互迭代地更新用户调度和功率分配来联合优化资源分配,建立基于系统能效最优化的资源分配问题P1模型:步骤2、由于P1模型一个非凸的混合规划问题,通过将优化问题解耦成用户调度和功率分配两个子问题,首先基于用户等功率分配,采用多对多双边博弈匹配先解决用户与子载波的匹配问题;
步骤3、基于得到的用户-子载波匹配情况,再进行用户功率分配,通过引入分式规划处理问题P1,得到问题P2;
步骤4、对问题P2应用内点法转化为无约束问题P3,求解用户功率分配;
步骤5、联合用户调度和功率分配迭代优化求解。
2.根据权利要求1所述的多载波非正交多址接入系统基于能效的资源分配方法,其特征在于,所述步骤1能量效率最优化问题P1模型具体为:P1:
受限制于:C1:
C2:
C3:
C4:
C5:
C6:
在问题P1中,各参数定义如下:
为二进制变量用来表示子载波上用户的调度情况,B:表示系统带宽,NF:表示系统中子载波数目, 表示子载波i上用户m的信号发射功率, 表示用户发射功率,k:表示系统中第k个用户,NF:表示子载波数目,U:表示系统用户集合, 表示子载波i上用户m的噪声归一化信道响应,pc:表示系统的消耗功率,Pt:表示系统允许的最大传输功率,Rm:宏蜂窝覆盖范围内随机分布小蜂窝用户总天线数量, 蜂窝覆盖范围内用户要求的最低数据速率,G:子载波上最大的复用用户数量。
3.根据权利要求2所述的多载波非正交多址接入系统基于能效的资源分配方法,其特征在于,所述步骤2采用多对多双边博弈匹配解决用户与子载波的匹配问题,具体包括:步骤A1:根据信道状态信息,初始化用户的偏好列表Pref_(m),未匹配的用户集合UunMatch,为每个子载波现有的用户集合U′match(SCi),此时U′match(SCi)=φ;
步骤A2:用户依据各自信道增益,得到相应的偏好列表Pref_(m),根据找到最大的 并发送配对请求;
步骤A3:把步骤A1中发送匹配请求的用户记作Umatch(SCi),统计每个子载波上现有分配好的用户集合U′match(SCi);
步骤A4:根据步骤A3的统计结果,如果|U′match(SCi)|+|Umatch(SCi)|
步骤A5:直到用户匹配完全。
4.根据权利要求3所述的多载波非正交多址接入系统基于能效的资源分配方法,其特征在于,所述步骤3基于得到的用户-子载波匹配,通过引入分式规划处理问题P1,得到问题P2,具体包括:定义
g(p)表示系统总的功耗,即问题P1的分母部分,将问题P1等效地转化为优化问题P2:P2:
受限制于:
其中S为限制条件,λ为系统能效。
5.根据权利要求4所述的多载波非正交多址接入系统基于能效的资源分配方法,其特征在于,所述采用内点法将P2问题转化为无约束问题P3,具体包括:将有约束最优化问题转化为一系列无约束最优化问题利用内点法求解时,构建惩罚函数的一般表达式为:其中:
h1(p)、h2(p)、h3(p)分别表示问题P1中限制条件C1、C2、C6构成的约束函数;
P3:
其中,τk是惩罚因子。
6.根据权利要求5所述的多载波非正交多址接入系统基于能效的资源分配方法,其特征在于,所述步骤5通过联合用户调度和功率分配迭代算法求解具体包括:步骤B1、基站将总的发射功率均等分配给每个用户,初始化所有未匹配的用户对和未匹配的子载波集,终止误差ε,设置迭代次数T=1,最大迭代次数Tmax,将系统能效置为E(0);
步骤B2、执行步骤2得到用户和子载波的匹配情况;
步骤B3、根据得到的用户分组情况,求解用户功率分配,得到系统能效E(T);
步骤B4、如果E(T)-E(T-1)≤ε或者T≥Tmax,结束算法;
步骤B5、令T=T+1,跳转至步骤B2。