1.一种IQI条件下中继协作NOMA系统的和速率优化方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1):初始化C‑NOMA系统中的基站最大发射功率、中继最大发射功率、信道增益、高斯噪声标准差和速率初值;
步骤2):通过引入IQI模型,基于基站和用户的IQI因素来建立C‑NOMA系统的信噪比以及和速率的目标函数模型,在保证每个用户的QoS的情况下对目标函数来进行优化;
步骤3):最大化系统的和速率让基站和中继都满功率运作,此时优化的系数只有用户的功率分配系数,基于目标函数的非凸特性,采用对其和远用户的功率分配系数a1先进行一阶求导再在保证QoS的情况下来确定远用户的目标功率分配系数步骤4):对于确定的 由此确定出近用户的目标功率分配系数 进而能够求出相应的和速率。
2.根据权利要求1所述的一种IQI条件下中继协作NOMA系统的和速率优化方法,其特征在于,所述步骤1):初始化C‑NOMA系统中的基站最大发射功率、中继最大发射功率、信道增益、高斯噪声标准差和速率初值,具体包括:表示基站的最大发射功率、 表示中继的最大发射功率,基站到中继的信道增益‑1 ‑1 ‑1h1=gSRPL 、中继到远用户的信道增益h2=gRFPL 、中继到近用户的信道增益h3=gRNPL 、gSR,gRF,gRN分别代表基站到中继,中继到远用户,中继到近用户的小尺度瑞丽衰落信道增‑1 2益,PL 代表不同距离下的路径损耗,σ表示高斯噪声标准差。
3.根据权利要求1所述的一种IQI条件下中继协作NOMA系统的和速率优化方法,其特征在于,所述步骤2)引入基站发送端的IQI系数ut和vt以及接收端的IQI系数ur、vr,其中gT表示发送端的幅度不平衡、φT表示发送端的相位不平衡,gR表示接收端幅度不平衡、φR表示接收端的相位不平衡。令基站发送的信号 gt表示正常发送的基带信号、 分别表示对应系数的复共轭。接收端接收的信号y=urx+vrx*,x表示接受端的完美信号,假定完美的信道状态信息(Channel State Information,CSI)和完美连续干扰消除(Successive Interference Cancellation,SIC),考虑理想情况,其中远用户采用直接解码的方式信噪比为h1、h2分别表示基站到中继的信道增益和中继到远用户的信道增益, 表示其复共轭、Pr为中继发射功率、Ps为基站发送功率、N0表示接收端的背景噪声、 表示基站到用户的背景噪声,a1表示远用户的功率分配系数;
近端用户采用完美的SIC去除远用户的干扰,信噪比为a2表示近用户的功率分配系数、h3表示中继到远用户的信道增益、 表示其复共轭;
建立系统的和速率问题 1/2代表系统分为两个
时隙,同时引入系统QoS,系统满功率运作
4.根据权利要求3所述的一种IQI条件下中继协作NOMA系统的和速率优化方法,其特征在于,所述步骤2)通过变量替换简化式子
2 2
D=|ur|+|vr|
C2=|urh3
2 2
|+|vrh3|
由于目标函数是为了最大化和速率,令 目标函数可进一步用下面的变量替换简化为
5.根据权利要求4所述的一种IQI条件下中继协作NOMA系统的和速率优化方法,其特征在于,所述步骤3)对于和速率目标函数 此时优化的变量为功率分配系数a1和a2,鉴于目标函数的非凸特性,让目标函数对a1进行求导即和速率目标函数随着a1的增大而减小,又由于引入了QoS令接收a1的远用户的速率恰好满足最小速率要求
2Rmin
其中Y=2 ‑1,Rmin表示系数要求的最小速
率即QoS。
6.根据权利要求5所述的一种IQI条件下中继协作NOMA系统的和速率优化方法,其特征在于,所述步骤4)根据步骤3)得出的远用户的目标功率分配系数 反手求出近用户的目标功率分配系数 从而可以得到在QoS条件下的目标和速率函数的最大化;
所述和速率目标函数为:
其中 为基站发送的最大功率, 为中继发送的最大功率,A1,A2,A3,B1,B2,C1,C2为与给定IQI相关的常数,N0为背景噪声。