本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中資源分配方法及裝置。

背景技術(shù)：

迅速增長(zhǎng)的通信數(shù)據(jù)給下一代無線通信網(wǎng)絡(luò)帶來了越來越多的挑戰(zhàn)，截止2020年，無線通信數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)預(yù)計(jì)將達(dá)到1000倍。最近，多址通信技術(shù)中非正交多址通信技術(shù)(noma)開始受到更多關(guān)注。相對(duì)于傳統(tǒng)正交多址通信，非正交多址通信能夠?qū)崿F(xiàn)更高的頻譜效率，更好的系統(tǒng)性能。

通信網(wǎng)絡(luò)中，地面網(wǎng)絡(luò)能夠提供低成本高帶寬服務(wù)，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)可以為無法被地面基站服務(wù)的用戶提供更全面的覆蓋。在下一代無線通信中，衛(wèi)星通信被考慮用于保障無線通信服務(wù)的全覆蓋，并且已經(jīng)被納入5g第二階段的計(jì)劃。因此空地協(xié)同通信將成為未來通信中的重要議題。由于非正交多址技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)更好的系統(tǒng)性能，因而基于非正交多址的空地協(xié)同通信系統(tǒng)在未來無線通信中具有較大前景。

在基于非正交多址的空地協(xié)同通信系統(tǒng)中，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)和地面網(wǎng)絡(luò)共同覆蓋用戶，考慮頻譜共享的情況下，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)和地面網(wǎng)絡(luò)之間，以及衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)與地面網(wǎng)絡(luò)各自內(nèi)部用戶之間，都將存在同頻干擾。如何進(jìn)行合理的功率分配，以減少干擾影響，優(yōu)化系統(tǒng)性能，將成為基于非正交多址的空地協(xié)同通信系統(tǒng)中亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中資源分配方法及裝置，以緩解基于非正交多址的空地協(xié)同通信系統(tǒng)中存在的同頻干擾技術(shù)問題。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中資源分配方法，包括：

獲取通信網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)用戶的信道信息，其中，所述通信網(wǎng)絡(luò)的通信設(shè)備包括至少一個(gè)衛(wèi)星和至少一個(gè)基站，所述信道信息包括衛(wèi)星信道的信道信息和基站信道的信道信息；

基于所述信道信息，構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，以及構(gòu)建所述目標(biāo)函數(shù)的約束條件；

基于所述約束條件對(duì)所述目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行最優(yōu)求解，以根據(jù)最優(yōu)求解結(jié)果確定以下功率分配方式：所述衛(wèi)星的最優(yōu)功率分配方式，所述基站的每個(gè)noma分組內(nèi)的最優(yōu)功率分配方式，所述基站的多個(gè)noma分組間的最優(yōu)功率分配方式。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，其中，基于所述信道信息，構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，包括：基于所述信道信息，分別構(gòu)建第一目標(biāo)函數(shù)、第二目標(biāo)函數(shù)和第三目標(biāo)函數(shù)，其中，所述第一目標(biāo)函數(shù)用于確定所述衛(wèi)星的最優(yōu)功率分配方式，所述第二目標(biāo)函數(shù)用于確定每個(gè)所述noma分組內(nèi)的最優(yōu)功率分配方式，所述第三目標(biāo)函數(shù)用于確定所述多個(gè)noma分組間的最優(yōu)功率分配方式；

構(gòu)建所述目標(biāo)函數(shù)的約束條件，包括：分別構(gòu)建第一組約束條件、第二組約束條件、第三組約束條件。

結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第二種可能的實(shí)施方式，其中，基于所述約束條件對(duì)所述目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行最優(yōu)求解，包括：

以所述多個(gè)noma分組間的初始功率分配方式作為所述多個(gè)noma分組間在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式，反復(fù)執(zhí)行下述步驟，直至滿足迭代停止條件，

基于所述多個(gè)noma分組間在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式，使用所述第一組約束條件和所述第一目標(biāo)函數(shù)計(jì)算所述衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式；

基于所述多個(gè)noma分組間在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式和所述衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式，使用所述第二組約束條件和所述第二目標(biāo)函數(shù)計(jì)算每個(gè)所述noma分組內(nèi)在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式；

基于所述noma分組內(nèi)在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式和所述衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式，使用所述第三組約束條件和所述第三目標(biāo)函數(shù)計(jì)算所述多個(gè)noma分組間在下一時(shí)刻的功率分配方式，并將所述多個(gè)noma分組間在下一時(shí)刻的功率分配方式作為所述多個(gè)noma分組間在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式，返回執(zhí)行基于所述多個(gè)noma分組間在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式，使用所述第一組約束條件和所述第一目標(biāo)函數(shù)計(jì)算所述衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式的步驟，所述下一時(shí)刻為所述當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻，

其中，所述迭代停止條件包括：所述衛(wèi)星在下一時(shí)刻的功率分配方式與所述衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式的誤差小于第一預(yù)設(shè)誤差，每個(gè)所述noma分組內(nèi)在下一時(shí)刻功率分配方式與每個(gè)所述noma分組內(nèi)當(dāng)前時(shí)刻功率分配方式的誤差小于第二預(yù)設(shè)誤差，以及所述多個(gè)noma分組間在下一時(shí)刻功率分配方式與所述多個(gè)noma分組間當(dāng)前時(shí)刻功率分配方式的誤差小于第三預(yù)設(shè)誤差。

結(jié)合第一方面的第二種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第三種可能的實(shí)施方式，其中，基于所述信道信息，構(gòu)建第一目標(biāo)函數(shù)，包括：

通過以下公式構(gòu)建所述第一目標(biāo)函數(shù)

其中，l為所述基站的數(shù)量，n為基站i的天線數(shù)量，ki表示所述基站i覆蓋范圍的用戶數(shù)量，gs,i,j表示衛(wèi)星s到所述基站i覆蓋范圍內(nèi)的衛(wèi)星用戶j的信道信息，表示gs,i,j的轉(zhuǎn)置共軛，νi,j表示所述衛(wèi)星用戶j的波束向量，ps,i,j表示所述衛(wèi)星s分配給所述衛(wèi)星用戶j的功率，σn表示高斯噪聲功率，σbs,i,j表示所述衛(wèi)星用戶j受到所述基站i的干擾，且σbs,i,j的計(jì)算表達(dá)式為

其中，hs,i,j表示所述基站i到所述衛(wèi)星用戶j的信道信息，ωn,i,j表示基站i覆蓋范圍內(nèi)noma分組j中的第一用戶的波束向量，pb,i,j表示所述基站i分配給所述noma分組j的功率，其中，所述noma分組j中包括第一用戶和第二用戶，所述第一用戶到基站i的信道信息的模值大于所述第二用戶到基站i的信道信息的模值。

結(jié)合第一方面的第三種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第四種可能的實(shí)施方式，其中，基于所述信道信息，構(gòu)建第一組約束條件，包括：

基于所述信道信息，構(gòu)建第一子約束條件和第二子約束條件，其中，所述第一子約束條件為所述第二子約束條件為

其中，gbn,l,n表示所述衛(wèi)星到基站l服務(wù)的noma分組n中的第一用戶的信道信息，gbf,l,n表示所述衛(wèi)星到基站l服務(wù)的noma分組n中的第二用戶的信道信息，pth表示所述衛(wèi)星對(duì)所述通信網(wǎng)絡(luò)中的基站服務(wù)用戶的預(yù)設(shè)干擾閾值，l∈{1,2,...,l},n∈{1,2,...,n}；

將所述第一子約束條件、所述第二子約束條件和第三子約束條件以及第四子約束條件作為所述第一組約束條件，其中，ps,max表示所述衛(wèi)星的最大發(fā)射功率。

結(jié)合第一方面的第四種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第五種可能的實(shí)施方式，其中，基于所述信道信息，構(gòu)建第二目標(biāo)函數(shù)，包括：通過以下公式構(gòu)建所述第二目標(biāo)函數(shù)

其中，αb,i,j表示基站i分配給所述noma分組j中的第一用戶的功率比例，hbf,i,j表示基站i到所述noma分組j中的第二用戶的信道信息，ωf,i,j表示基站i覆蓋范圍內(nèi)基站分組j中的遠(yuǎn)距離用戶的波束向量，hbn,i,j表示所述基站i到其服務(wù)的所述noma分組j中的所述第一用戶的信道信息，σbf,i,j是所述noma分組j中所述第二用戶受到的分組之間的干擾，σsf,i,j是所述noma分組j中所述第二用戶受到的衛(wèi)星干擾，σsn,i,j是所述noma分組j中所述第一用戶受到的衛(wèi)星干擾。

結(jié)合第一方面的第五種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第六種可能的實(shí)施方式，其中，基于所述信道信息，構(gòu)建第二組約束條件，包括：通過以下公式構(gòu)建所述第二組約束條件：

αb,i,j＝min{1,max{αb,i,j,1,αb,i,j,2}}。

結(jié)合第一方面的第六種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第七種可能的實(shí)施方式，其中，基于所述信道信息，構(gòu)建第三目標(biāo)函數(shù)，包括：

通過以下公式構(gòu)建所述第三目標(biāo)函數(shù)：

其中，hbn,i,j表示基站i到所述noma分組j中的所述第一用戶的信道信息，σsf,i,j表示所述noma分組j中的所述第二用戶受到的衛(wèi)星干擾，ωn,i,j'表示基站i覆蓋范圍內(nèi)noma分組j'中的第一用戶的波束向量，pb,i,j'表示所述基站i分配給noma分組j'的功率。

結(jié)合第一方面的第七種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第八種可能的實(shí)施方式，其中，基于所述信道信息，構(gòu)建所述第三組約束條件，包括：

通過公式構(gòu)建所述第三組約束條件，

其中，pb,i,max表示所述基站i的最大發(fā)射功率。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中資源分配裝置，包括：獲取模塊，用于獲取通信網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)用戶的信道信息，其中，所述通信網(wǎng)絡(luò)的通信設(shè)備包括至少一個(gè)衛(wèi)星和至少一個(gè)基站，所述信道信息包括衛(wèi)星信道的信道信息和基站信道的信道信息；

構(gòu)建模塊，用于基于所述信道信息，構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，以及構(gòu)建所述目標(biāo)函數(shù)的約束條件；

求解模塊，用于基于所述約束條件對(duì)所述目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行最優(yōu)求解，以根據(jù)最優(yōu)求解結(jié)果確定以下功率分配方式：所述衛(wèi)星的最優(yōu)功率分配方式，所述基站的每個(gè)noma分組內(nèi)的最優(yōu)功率分配方式，所述基站的多個(gè)noma分組間的最優(yōu)功率分配方式。

結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第一種可能的實(shí)施方式，其中，構(gòu)建模塊包括：

目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建單元，用于基于所述信道信息，構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，包括：基于所述信道信息，分別構(gòu)建第一目標(biāo)函數(shù)、第二目標(biāo)函數(shù)和第三目標(biāo)函數(shù)，其中，所述第一目標(biāo)函數(shù)用于確定所述衛(wèi)星的最優(yōu)功率分配方式，所述第二目標(biāo)函數(shù)用于確定每個(gè)所述noma分組內(nèi)的最優(yōu)功率分配方式，所述第三目標(biāo)函數(shù)用于確定所述多個(gè)noma分組間的最優(yōu)功率分配方式；

約束條件構(gòu)建單元，用于構(gòu)建所述目標(biāo)函數(shù)的約束條件，包括：分別構(gòu)建第一組約束條件、第二組約束條件、第三組約束條件。

結(jié)合第二方面的第一種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第二種可能的實(shí)施方式，其中，求解模塊包括：

賦初值模塊，用于以多個(gè)noma分組間的初始功率分配方式作為多個(gè)noma分組間在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式；

衛(wèi)星功率分配模塊，用于基于多個(gè)noma分組間在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式，使用第一組約束條件和第一目標(biāo)函數(shù)計(jì)算衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式；

每個(gè)noma分組內(nèi)功率分配模塊，用于基于多個(gè)noma分組間在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式和衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式，使用第二組約束條件和第二目標(biāo)函數(shù)計(jì)算每個(gè)noma分組內(nèi)在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式；

多個(gè)noma分組間功率分配模塊，用于基于noma分組內(nèi)在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式和衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式，使用第三組約束條件和第三目標(biāo)函數(shù)計(jì)算多個(gè)noma分組間在下一時(shí)刻的功率分配方式，并將多個(gè)noma分組間在下一時(shí)刻的功率分配方式作為多個(gè)noma分組間在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式；

精度分析模塊，用于分析迭代停止條件是否滿足，并在不滿足的情況下發(fā)命令給衛(wèi)星功率分配模塊302，以便繼續(xù)計(jì)算；而在滿足的情況下，則結(jié)束計(jì)算。

其中，下一時(shí)刻為當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻，迭代停止條件包括：衛(wèi)星在下一時(shí)刻的功率分配方式與衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式的誤差小于第一預(yù)設(shè)誤差，每個(gè)noma分組內(nèi)在下一時(shí)刻功率分配方式與每個(gè)noma分組內(nèi)當(dāng)前時(shí)刻功率分配方式的誤差小于第二預(yù)設(shè)誤差，以及多個(gè)noma分組間在下一時(shí)刻功率分配方式與多個(gè)noma分組間當(dāng)前時(shí)刻功率分配方式的誤差小于第三預(yù)設(shè)誤差。

結(jié)合第二方面的第二種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第三種可能的實(shí)施方式，其中，目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建單元包括第一目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建子單元，所述第一目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建子單元用于通過以下公式構(gòu)建所述第一目標(biāo)函數(shù)

其中，l為所述基站的數(shù)量，n為基站i的天線數(shù)量，ki表示所述基站i覆蓋范圍的用戶數(shù)量，gs,i,j表示衛(wèi)星s到所述基站i覆蓋范圍內(nèi)的衛(wèi)星用戶j的信道信息，表示gs,i,j的轉(zhuǎn)置共軛，νi,j表示所述衛(wèi)星用戶j的波束向量，ps,i,j表示所述衛(wèi)星s分配給所述衛(wèi)星用戶j的功率，σn表示高斯噪聲功率，σbs,i,j表示所述衛(wèi)星用戶j受到所述基站i的干擾，且σbs,i,j的計(jì)算表達(dá)式為

其中，hs,i,j表示所述基站i到所述衛(wèi)星用戶j的信道信息，ωn,i,j表示基站i覆蓋范圍內(nèi)noma分組j中的第一用戶的波束向量，pb,i,j表示所述基站i分配給所述noma分組j的功率，其中，所述noma分組j中包括第一用戶和第二用戶，所述第一用戶到基站i的信道信息的模值大于所述第二用戶到基站i的信道信息的模值。

結(jié)合第二方面的第三種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第四種可能的實(shí)施方式，其中，約束條件構(gòu)建單元包括第一組約束條件構(gòu)建子單元，所述第一約束條件構(gòu)建子單元用于：

基于所述信道信息，構(gòu)建第一子約束條件和第二子約束條件，其中，所述第一子約束條件為所述第二子約束條件為

其中，gbn,l,n表示所述衛(wèi)星到基站l服務(wù)的noma分組n中的第一用戶的信道信息，gbf,l,n表示所述衛(wèi)星到基站l服務(wù)的noma分組n中的第二用戶的信道信息，pth表示所述衛(wèi)星對(duì)所述通信網(wǎng)絡(luò)中的基站服務(wù)用戶的預(yù)設(shè)干擾閾值，l∈{1,2,...,l},n∈{1,2,...,n}；

將所述第一子約束條件、所述第二子約束條件和第三子約束條件以及第四子約束條件作為所述第一組約束條件，其中，ps,max表示所述衛(wèi)星的最大發(fā)射功率。

結(jié)合第二方面的第四種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第五種可能的實(shí)施方式，其中，目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建單元包括第二目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建子單元，所述第二目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建子單元用于通過以下公式構(gòu)建所述第二目標(biāo)函數(shù)

其中，αb,i,j表示基站i分配給所述noma分組j中的第一用戶的功率比例，hbf,i,j表示基站i到所述noma分組j中的第二用戶的信道信息，ωf,i,j表示基站i覆蓋范圍內(nèi)基站分組j中的遠(yuǎn)距離用戶的波束向量，hbn,i,j表示所述基站i到其服務(wù)的所述noma分組j中的所述第一用戶的信道信息，σbf,i,j是所述noma分組j中所述第二用戶受到的分組之間的干擾，σsf,i,j是所述noma分組j中所述第二用戶受到的衛(wèi)星干擾，σsn,i,j是所述noma分組j中所述第一用戶受到的衛(wèi)星干擾。

結(jié)合第二方面的第五種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第六種可能的實(shí)施方式，其中，約束條件構(gòu)建單元包括第二組約束條件構(gòu)建子單元，所述第二組約束條件構(gòu)建子單元通過以下公式構(gòu)建所述第二組約束條件：

αb,i,j＝min{1,max{αb,i,j,1,αb,i,j,2}}。

結(jié)合第二方面的第六種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第七種可能的實(shí)施方式，其中，所述目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建單元包括第三目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建子單元，所述第三目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建子單元用于通過以下公式構(gòu)建所述第三目標(biāo)函數(shù)：

其中，hbn,i,j表示基站i到所述noma分組j中的所述第一用戶的信道信息，σsf,i,j表示所述noma分組j中的所述第二用戶受到的衛(wèi)星干擾，ωn,i,j'表示基站i覆蓋范圍內(nèi)noma分組j'中的第一用戶的波束向量，pb,i,j'表示所述基站i分配給noma分組j'的功率。

結(jié)合第二方面的第七種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第八種可能的實(shí)施方式，其中，約束條件構(gòu)建單元包括第三組約束條件構(gòu)建子單元，所述第三組約束條件構(gòu)建子單元用于通過公式構(gòu)建所述第三組約束條件，

其中，pb,i,max表示所述基站i的最大發(fā)射功率。

本發(fā)明實(shí)施例帶來了以下有益效果：通過獲取通信網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)用戶的信道信息，即獲取了通信信道的信號(hào)衰減度，通過基于所述信道信息構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，以及構(gòu)建所述目標(biāo)函數(shù)的約束條件，并且基于約束條件對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行最優(yōu)求解，以根據(jù)最優(yōu)求解結(jié)果確定以下功率分配方式：衛(wèi)星的最優(yōu)功率分配方式，基站的每個(gè)noma分組內(nèi)的最優(yōu)功率分配方式，基站的多個(gè)noma分組間的最優(yōu)功率分配方式，從而進(jìn)行合理的功率分配，緩解了基于非正交多址的空地協(xié)同通信系統(tǒng)中存在的同頻干擾技術(shù)問題。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中資源分配方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種基于約束條件對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行最優(yōu)求解的流程圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中資源分配裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種求解模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖標(biāo)：100-獲取模塊；200-構(gòu)建模塊；300-求解模塊；301-賦初值模塊；302-衛(wèi)星功率分配模塊；303-每個(gè)noma分組內(nèi)功率分配模塊；304-多個(gè)noma分組間功率分配模塊；305-精度分析模塊。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

目前在基于非正交多址的空地協(xié)同通信系統(tǒng)中，考慮頻譜共享的情況下，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)和地面網(wǎng)絡(luò)之間，以及衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)與地面網(wǎng)絡(luò)各自內(nèi)部用戶之間，都將存在同頻干擾?；诖?，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中資源分配方法及裝置，可以緩解基于非正交多址的空地協(xié)同通信系統(tǒng)中存在的同頻干擾技術(shù)問題。

實(shí)施例一

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中資源分配方法，如圖1所示，包括：

步驟s102，獲取通信網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)用戶的信道信息，其中，通信網(wǎng)絡(luò)的通信設(shè)備包括至少一個(gè)衛(wèi)星和至少一個(gè)基站，信道信息包括衛(wèi)星信道的信道信息和基站信道的信道信息。

具體地，可以利用導(dǎo)頻技術(shù)來獲取衛(wèi)星信道信息。此外，假設(shè)衛(wèi)星發(fā)射天線數(shù)m，衛(wèi)星到一個(gè)基站i所覆蓋范圍內(nèi)的用戶j的信道信息記為gi,j，則gi,j為一個(gè)m×1的列向量，gi,j中的m個(gè)元素分別表示衛(wèi)星的m個(gè)天線到基站i所覆蓋范圍內(nèi)的用戶j的信道的信號(hào)衰減度。

同樣，可以利用導(dǎo)頻計(jì)數(shù)來獲取基站到基站覆蓋范圍內(nèi)所有用戶的信道信息。假設(shè)一個(gè)基站i發(fā)射天線數(shù)n，基站i到所覆蓋范圍內(nèi)的用戶j的信道信息記為hi,j，則hi,j為一個(gè)n×1的列向量，hi,j中的n個(gè)元素分別表示基站i的n個(gè)天線到基站i所覆蓋范圍內(nèi)的用戶j的信道的信號(hào)衰減度。其中，基站i所覆蓋范圍，指基站i的通信服務(wù)所覆蓋的區(qū)域。

步驟s104，基于信道信息，構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，以及構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)的約束條件。

步驟s106，基于約束條件對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行最優(yōu)求解，以根據(jù)最優(yōu)求解結(jié)果確定以下功率分配方式：衛(wèi)星的最優(yōu)功率分配方式，基站的每個(gè)noma分組內(nèi)的最優(yōu)功率分配方式，基站的多個(gè)noma分組間的最優(yōu)功率分配方式。

具體地，信道信息表示了信號(hào)的衰減度，信道信息和信道功率影響著通信系統(tǒng)的容量，因而基于信道信息，構(gòu)建包含信道功率的關(guān)于通信系統(tǒng)容量的目標(biāo)函數(shù)和目標(biāo)函數(shù)的約束條件，通過基于約束條件對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行最優(yōu)求解，則可以確定合理的功率分配方式。

本發(fā)明實(shí)施例中，通過獲取通信網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)用戶的信道信息，即獲取了通信信道的信號(hào)衰減度，通過基于信道信息構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，以及構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)的約束條件，并且基于約束條件對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行最優(yōu)求解，以根據(jù)最優(yōu)求解結(jié)果確定以下功率分配方式：衛(wèi)星的最優(yōu)功率分配方式，基站的每個(gè)noma分組內(nèi)的最優(yōu)功率分配方式，基站的多個(gè)noma分組間的最優(yōu)功率分配方式，從而進(jìn)行合理的功率分配，緩解了基于非正交多址的空地協(xié)同通信系統(tǒng)中存在的同頻干擾技術(shù)問題。

本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)可選實(shí)施方式中，基于信道信息，構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，包括：基于信道信息，分別構(gòu)建第一目標(biāo)函數(shù)、第二目標(biāo)函數(shù)和第三目標(biāo)函數(shù)，其中，第一目標(biāo)函數(shù)用于確定衛(wèi)星的最優(yōu)功率分配方式，第二目標(biāo)函數(shù)用于確定每個(gè)noma分組內(nèi)的最優(yōu)功率分配方式，第三目標(biāo)函數(shù)用于確定多個(gè)noma分組間的最優(yōu)功率分配方式；

構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)的約束條件，包括：分別構(gòu)建第一組約束條件、第二組約束條件、第三組約束條件。

非正交多址的空地協(xié)同通信系統(tǒng)中，地面網(wǎng)絡(luò)與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合覆蓋地面用戶，地面網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的發(fā)射端均裝載多天線，并利用波束成形技術(shù)同時(shí)服務(wù)多個(gè)用戶，同時(shí)地面網(wǎng)絡(luò)利用非正交多址技術(shù)，在每個(gè)波束內(nèi)服務(wù)2個(gè)用戶，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)和地面網(wǎng)絡(luò)之間，以及衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)與地面網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，都存在同頻干擾。本發(fā)明實(shí)施例中，分別構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，對(duì)衛(wèi)星的多天線到多用戶的衛(wèi)星的最優(yōu)功率分配方式，地面基站的每個(gè)波束的noma分組內(nèi)的最優(yōu)功率分配方式，以及，地面基站的多個(gè)波束對(duì)應(yīng)的多個(gè)noma分組間的最優(yōu)功率分配方式進(jìn)行分別最優(yōu)求解。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)可選實(shí)施方式中，如圖2所示，基于約束條件對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行最優(yōu)求解，包括：

步驟s201，以多個(gè)noma分組間的初始功率分配方式作為多個(gè)noma分組間在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式；

然后反復(fù)執(zhí)行下述步驟直至滿足迭代停止條件：

步驟s202，基于多個(gè)noma分組間在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式，使用第一組約束條件和第一目標(biāo)函數(shù)計(jì)算衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式；

步驟s203，基于多個(gè)noma分組間在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式和衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式，使用第二組約束條件和第二目標(biāo)函數(shù)計(jì)算每個(gè)noma分組內(nèi)在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式；

步驟s204，基于noma分組內(nèi)在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式和衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式，使用第三組約束條件和第三目標(biāo)函數(shù)計(jì)算多個(gè)noma分組間在下一時(shí)刻的功率分配方式，并將多個(gè)noma分組間在下一時(shí)刻的功率分配方式作為多個(gè)noma分組間在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式，返回執(zhí)行步驟s202，其中，下一時(shí)刻為當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻。

可以在步驟s204后，執(zhí)行步驟s205，判斷滿足迭代停止條件，若不滿足反復(fù)執(zhí)行步驟s202到步驟s204；若滿足則結(jié)束。其中，迭代停止條件包括：衛(wèi)星在下一時(shí)刻的功率分配方式與衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式的誤差小于第一預(yù)設(shè)誤差，每個(gè)noma分組內(nèi)在下一時(shí)刻功率分配方式與每個(gè)noma分組內(nèi)當(dāng)前時(shí)刻功率分配方式的誤差小于第二預(yù)設(shè)誤差，以及多個(gè)noma分組間在下一時(shí)刻功率分配方式與多個(gè)noma分組間當(dāng)前時(shí)刻功率分配方式的誤差小于第三預(yù)設(shè)誤差。

需要說明的是，在結(jié)束后，所得到的衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式即為步驟s106中所述的確定出的衛(wèi)星的最優(yōu)功率分配方式，多個(gè)noma分組間在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式即為步驟s106中所述的確定出的多個(gè)noma分組間的最優(yōu)功率分配方式，每個(gè)noma分組內(nèi)當(dāng)前時(shí)刻功率分配方式即為步驟s106中所述的確定出的每個(gè)noma分組內(nèi)的最優(yōu)功率分配方式。

出于最大化衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)容量的目的，本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)可選實(shí)施方式中，基于信道信息，構(gòu)建第一目標(biāo)函數(shù)，包括：

通過以下公式構(gòu)建第一目標(biāo)函數(shù)

其中，l為基站的數(shù)量，n為基站i的天線數(shù)量，ki表示基站i覆蓋范圍的用戶數(shù)量，gs,i,j表示衛(wèi)星s到基站i覆蓋范圍內(nèi)的衛(wèi)星用戶j的信道信息，表示gs,i,j的轉(zhuǎn)置共軛，νi,j表示衛(wèi)星用戶j的波束向量，ps,i,j表示衛(wèi)星s分配給衛(wèi)星用戶j的功率，σn表示高斯噪聲功率，σbs,i,j表示衛(wèi)星用戶j受到基站i的干擾，且σbs,i,j的計(jì)算表達(dá)式為

其中，hs,i,j表示基站i到衛(wèi)星用戶j的信道信息，ωn,i,j表示基站i覆蓋范圍內(nèi)noma分組j中的第一用戶的波束向量，pb,i,j表示基站i分配給noma分組j的功率，其中，noma分組j中包括第一用戶和第二用戶，第一用戶到基站i的信道信息的模值大于第二用戶到基站i的信道信息的模值。

具體地，表示衛(wèi)星s的總?cè)萘浚?imgfile="bda0001329420430000173.gif"wi="365"he="135"img-content="drawing"img-format="gif"orientation="portrait"inline="no"/>表示通過設(shè)置ps,i,j來求得衛(wèi)星s的總?cè)萘康淖畲笾怠?/p>

此外，第一用戶到基站i的信道信息的模值大于第二用戶到基站i的信道信息的模值，第一用戶和第二用戶相比較而言，第一用戶為近距離用戶，第二用戶為遠(yuǎn)距離用戶。

在基于非正交多址的空地協(xié)同通信系統(tǒng)，利用信道信息生成波束實(shí)現(xiàn)所有衛(wèi)星用戶之間的多址，其中，

在衛(wèi)星用戶信道矩陣非奇異時(shí)，可以利用迫零波束形成(zfbf)生成波束，波束向量計(jì)算為：

其中，(g^-hg^-1)i,i表示矩陣(g^-hg^-1)對(duì)角線上第i個(gè)元素，表示對(duì)角線元為的對(duì)角陣；

在衛(wèi)星用戶信道矩陣奇異時(shí)，基于最大比傳輸(mrt)生成波束，波束向量計(jì)算為其中，||gs,i,j||表示求gs,i,j的模。

需要說明的是，在利用迫零波束形成生成波束時(shí)，因而

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)可選實(shí)施方式中，基于信道信息，構(gòu)建第一組約束條件，包括：

基于信道信息，構(gòu)建第一子約束條件和第二子約束條件，其中，第一子約束條件為第二子約束條件為

其中，gbn,l,n表示衛(wèi)星到基站l服務(wù)的noma分組n中的第一用戶的信道信息，gbf,l,n表示衛(wèi)星到基站l服務(wù)的noma分組n中的第二用戶的信道信息，pth表示衛(wèi)星對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)中的基站服務(wù)用戶的預(yù)設(shè)干擾閾值，l∈{1,2,...,l},n∈{1,2,...,n}；

將第一子約束條件、第二子約束條件和第三子約束條件以及第四子約束條件作為第一組約束條件，其中，ps,max表示衛(wèi)星的最大發(fā)射功率。

具體地，第一約束條件是鑒于限制衛(wèi)星對(duì)所有基站的所有noma分組內(nèi)第一距離用戶的干擾來設(shè)置的，第二約束條件是鑒于限制衛(wèi)星對(duì)所有基站的所有noma分組內(nèi)第二距離用戶的干擾來設(shè)置的。

此外，第三約束條件是表示衛(wèi)星的總發(fā)射功率不大于衛(wèi)星的最大發(fā)射功率，第四約束條件是表示衛(wèi)星s分配給衛(wèi)星用戶j的功率都是非負(fù)數(shù)。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)可選實(shí)施方式中，基于信道信息，構(gòu)建第二目標(biāo)函數(shù)，包括：通過以下公式構(gòu)建第二目標(biāo)函數(shù)

其中，αb,i,j表示基站i分配給noma分組j中的第一用戶的功率比例，hbf,i,j表示基站i到noma分組j中的第二用戶的信道信息，ωf,i,j表示基站i覆蓋范圍內(nèi)基站分組j中的遠(yuǎn)距離用戶的波束向量，hbn,i,j表示基站i到其服務(wù)的noma分組j中的第一用戶的信道信息，σbf,i,j是noma分組j中第二用戶受到的分組之間的干擾，σsf,i,j是noma分組j中第二用戶受到的衛(wèi)星干擾，σsn,i,j是noma分組j中第一用戶受到的衛(wèi)星干擾。

具體地，在保證第二用戶的非正交多址通信技術(shù)中的的容量不低于時(shí)分多址技術(shù)中的容量，即cbf,i,j≥cconv,bf,i,j，其中，非正交多址通信技術(shù)中的第二用戶的容量cbf,i,j＝log2(1+γbf,i,j)，時(shí)分多址技術(shù)的容量γbf,i,j表示noma技術(shù)中第二用戶的信噪比，γconv,bf,i,j表示時(shí)分多址時(shí)遠(yuǎn)距離用戶的信噪比，在將信噪比用信道信息和信道功率表示后則可得到以下第二目標(biāo)函數(shù)：

同理，在保證第一用戶的非正交多址通信技術(shù)中的的容量不低于時(shí)分多址技術(shù)中的容量，則可得到以下第二目標(biāo)函數(shù)：

具體地，在基于非正交多址的空地協(xié)同通信系統(tǒng)中，每個(gè)基站生成波束，在每個(gè)基站的所有noma分組之間實(shí)現(xiàn)多址，可以利用迫零波束形成生成波束，其中，

基于第一用戶的信道是hbn,i,j，第一用戶的波束向量計(jì)算為：

其中，hn＝[hbn,i,1,hbn,i,2,...,hbn,i,n]^h，(hn^-1hn^-h)i,i，表示矩陣對(duì)角線上第i個(gè)元素；

基于第二用戶的信道是hbf,i,j，第二用戶的波束向量計(jì)算為：

其中，hf＝[hbf,i,1,hbf,i,2,...,hbf,i,n]^h，(hf^-1hf^-h)i,i，表示矩陣對(duì)角線上第i個(gè)元素。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)可選實(shí)施方式中，基于信道信息，構(gòu)建第二組約束條件，包括：通過以下公式構(gòu)建第二組約束條件：

αb,i,j＝min{1,max{αb,i,j,1,αb,i,j,2}}。

需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例中的上述第二組約束條件是在為了保護(hù)第一用戶的信噪比而限制優(yōu)先滿足第一用戶的容量，同時(shí)考慮αb,i,j∈[0,1]而構(gòu)建的。

處于最大化某一基站容量的目的，本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)可選實(shí)施方式中，基于信道信息，構(gòu)建第三目標(biāo)函數(shù)，包括：

通過以下公式構(gòu)建第三目標(biāo)函數(shù)：

其中，hbn,i,j表示基站i到noma分組j中的第一用戶的信道信息，σsf,i,j表示noma分組j中的第二用戶受到的衛(wèi)星干擾，ωn,i,j'表示基站i覆蓋范圍內(nèi)noma分組j'中的第一用戶的波束向量，pb,i,j'表示基站i分配給noma分組j'的功率。

具體地，cb,i表示基站i的容量，表示通過設(shè)置pb,i,j來求得cb,i的最大值。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)可選實(shí)施方式中，基于信道信息，構(gòu)建第三組約束條件，包括：

通過公式構(gòu)建第三組約束條件，

其中，pb,i,max表示基站i的最大發(fā)射功率。

具體地，第三組約束條件是通過限制基站i的總發(fā)射功率不大于基站i的最大發(fā)射功率而構(gòu)建的。

實(shí)施例二

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中資源分配裝置，如圖3所示，包括：

獲取模塊100，用于獲取通信網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)用戶的信道信息，其中，通信網(wǎng)絡(luò)的通信設(shè)備包括至少一個(gè)衛(wèi)星和至少一個(gè)基站，信道信息包括衛(wèi)星信道的信道信息和基站信道的信道信息；

構(gòu)建模塊200，用于基于信道信息，構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，以及構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)的約束條件；

求解模塊300，用于基于約束條件對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行最優(yōu)求解，以根據(jù)最優(yōu)求解結(jié)果確定以下功率分配方式：衛(wèi)星的最優(yōu)功率分配方式，基站的每個(gè)noma分組內(nèi)的最優(yōu)功率分配方式，基站的多個(gè)noma分組間的最優(yōu)功率分配方式。

本發(fā)明實(shí)施例中，通過獲取模塊100獲取通信網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)用戶的信道信息，即獲取了通信信道的信號(hào)衰減度，通過構(gòu)建模塊200基于信道信息構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，以及構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)的約束條件，并且求解模塊300基于約束條件對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行最優(yōu)求解，以根據(jù)最優(yōu)求解結(jié)果確定以下功率分配方式：衛(wèi)星的最優(yōu)功率分配方式，基站的每個(gè)noma分組內(nèi)的最優(yōu)功率分配方式，基站的多個(gè)noma分組間的最優(yōu)功率分配方式，從而進(jìn)行合理的功率分配，緩解了基于非正交多址的空地協(xié)同通信系統(tǒng)中存在的同頻干擾技術(shù)問題。

本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)可選實(shí)施方式中，構(gòu)建模塊200包括：

目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建單元，用于基于信道信息，構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，包括：基于信道信息，分別構(gòu)建第一目標(biāo)函數(shù)、第二目標(biāo)函數(shù)和第三目標(biāo)函數(shù)，其中，第一目標(biāo)函數(shù)用于確定衛(wèi)星的最優(yōu)功率分配方式，第二目標(biāo)函數(shù)用于確定每個(gè)noma分組內(nèi)的最優(yōu)功率分配方式，第三目標(biāo)函數(shù)用于確定多個(gè)noma分組間的最優(yōu)功率分配方式；

約束條件構(gòu)建單元，用于構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)的約束條件，包括：分別構(gòu)建第一組約束條件、第二組約束條件、第三組約束條件。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)可選實(shí)施方式中，如圖4所示，求解模塊300包括：

賦初值模塊301，用于以多個(gè)noma分組間的初始功率分配方式作為多個(gè)noma分組間在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式；

衛(wèi)星功率分配模塊302，用于基于多個(gè)noma分組間在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式，使用第一組約束條件和第一目標(biāo)函數(shù)計(jì)算衛(wèi)星信道在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式；

每個(gè)noma分組內(nèi)功率分配模塊303，用于基于多個(gè)noma分組間在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式和衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式，使用第二組約束條件和第二目標(biāo)函數(shù)計(jì)算每個(gè)noma分組內(nèi)在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式；

多個(gè)noma分組間功率分配模塊304，用于基于noma分組內(nèi)在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式和衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式，使用第三組約束條件和第三目標(biāo)函數(shù)計(jì)算多個(gè)noma分組間在下一時(shí)刻的功率分配方式，并將多個(gè)noma分組間在下一時(shí)刻的功率分配方式作為多個(gè)noma分組間在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式；

精度分析模塊305，用于分析迭代停止條件是否滿足，并在不滿足的情況下發(fā)命令給衛(wèi)星功率分配模塊302，以便繼續(xù)計(jì)算；而在滿足的情況下，則結(jié)束計(jì)算。

其中，下一時(shí)刻為當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻，迭代停止條件包括：衛(wèi)星在下一時(shí)刻的功率分配方式與衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的功率分配方式的誤差小于第一預(yù)設(shè)誤差，每個(gè)noma分組內(nèi)在下一時(shí)刻功率分配方式與每個(gè)noma分組內(nèi)當(dāng)前時(shí)刻功率分配方式的誤差小于第二預(yù)設(shè)誤差，以及多個(gè)noma分組間在下一時(shí)刻功率分配方式與多個(gè)noma分組間當(dāng)前時(shí)刻功率分配方式的誤差小于第三預(yù)設(shè)誤差。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)可選實(shí)施方式中，目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建單元包括第一目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建子單元，第一目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建子單元用于通過以下公式構(gòu)建第一目標(biāo)函數(shù)

其中，l為基站的數(shù)量，n為基站i的天線數(shù)量，ki表示基站i覆蓋范圍的用戶數(shù)量，gs,i,j表示衛(wèi)星s到基站i覆蓋范圍內(nèi)的衛(wèi)星用戶j的信道信息，表示gs,i,j的轉(zhuǎn)置共軛，νi,j表示衛(wèi)星用戶j的波束向量，ps,i,j表示衛(wèi)星s分配給衛(wèi)星用戶j的功率，σn表示高斯噪聲功率，σbs,i,j表示衛(wèi)星用戶j受到基站i的干擾，且σbs,i,j的計(jì)算表達(dá)式為

其中，hs,i,j表示基站i到衛(wèi)星用戶j的信道信息，ωn,i,j表示基站i覆蓋范圍內(nèi)noma分組j中的第一用戶的波束向量，pb,i,j表示基站i分配給noma分組j的功率，其中，noma分組j中包括第一用戶和第二用戶，第一用戶到基站i的信道信息的模值大于第二用戶到基站i的信道信息的模值。

本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)可選實(shí)施方式中，約束條件構(gòu)建單元包括第一組約束條件構(gòu)建子單元，第一約束條件構(gòu)建子單元用于：

基于信道信息，構(gòu)建第一子約束條件和第二子約束條件，其中，第一子約束條件為第二子約束條件為

其中，gbn,l,n表示衛(wèi)星到基站l服務(wù)的noma分組n中的第一用戶的信道信息，gbf,l,n表示衛(wèi)星到基站l服務(wù)的noma分組n中的第二用戶的信道信息，pth表示衛(wèi)星對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)中的基站服務(wù)用戶的預(yù)設(shè)干擾閾值，l∈{1,2,...,l},n∈{1,2,...,n}；

將第一子約束條件、第二子約束條件和第三子約束條件以及第四子約束條件作為第一組約束條件，其中，ps,max表示衛(wèi)星的最大發(fā)射功率。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)可選實(shí)施方式中，目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建單元包括第二目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建子單元，第二目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建子單元用于通過以下公式構(gòu)建第二目標(biāo)函數(shù)

其中，αb,i,j表示基站i分配給noma分組j中的第一用戶的功率比例，hbf,i,j表示基站i到noma分組j中的第二用戶的信道信息，ωf,i,j表示基站i覆蓋范圍內(nèi)基站分組j中的遠(yuǎn)距離用戶的波束向量，hbn,i,j表示基站i到其服務(wù)的noma分組j中的第一用戶的信道信息，σbf,i,j是noma分組j中第二用戶受到的分組之間的干擾，σsf,i,j是noma分組j中第二用戶受到的衛(wèi)星干擾，σsn,i,j是noma分組j中第一用戶受到的衛(wèi)星干擾。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)可選實(shí)施方式中，約束條件構(gòu)建單元包括第二組約束條件構(gòu)建子單元，第二組約束條件構(gòu)建子單元通過以下公式構(gòu)建第二組約束條件：

αb,i,j＝min{1,max{αb,i,j,1,αb,i,j,2}}。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)可選實(shí)施方式中，目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建單元包括第三目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建子單元，第三目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建子單元用于通過以下公式構(gòu)建第三目標(biāo)函數(shù)：

其中，hbn,i,j表示基站i到noma分組j中的第一用戶的信道信息，σsf,i,j表示noma分組j中的第二用戶受到的衛(wèi)星干擾，ωn,i,j'表示基站i覆蓋范圍內(nèi)noma分組j'中的第一用戶的波束向量，pb,i,j'表示基站i分配給noma分組j'的功率。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)可選實(shí)施方式中，約束條件構(gòu)建單元包括第三組約束條件構(gòu)建子單元，第三組約束條件構(gòu)建子單元用于通過公式構(gòu)建第三組約束條件，

其中，pb,i,max表示基站i的最大發(fā)射功率。

實(shí)施例三

本發(fā)明實(shí)施例提供一種非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中資源分配方法及裝置的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括存儲(chǔ)了程序代碼的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，程序代碼包括的指令用于執(zhí)行實(shí)施例一中的非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中資源分配方法，具體實(shí)現(xiàn)可參見方法實(shí)施例，在此不再贅述。

本發(fā)明實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)的程序代碼的指令用于執(zhí)行實(shí)施例一中的非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中資源分配方法，具體地，通過獲取通信網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)用戶的信道信息，即獲取了通信信道的信號(hào)衰減度，通過基于信道信息構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，以及構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)的約束條件，并且基于約束條件對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行最優(yōu)求解，以根據(jù)最優(yōu)求解結(jié)果確定以下功率分配方式：衛(wèi)星的最優(yōu)功率分配方式，基站的每個(gè)noma分組內(nèi)的最優(yōu)功率分配方式，基站的多個(gè)noma分組間的最優(yōu)功率分配方式，從而進(jìn)行合理的功率分配，緩解了基于非正交多址的空地協(xié)同通信系統(tǒng)中存在的同頻干擾技術(shù)問題。

需要說明的是，以上發(fā)明實(shí)施例的描述中，對(duì)于同一個(gè)表示符號(hào)，若角標(biāo)字母的數(shù)量也相同，只有角標(biāo)的字母不同，則表示的是同一個(gè)物理量，不同的角標(biāo)字母只用以表示對(duì)應(yīng)于不同的用戶或是不同的基站。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，上述描述的系統(tǒng)和裝置的具體工作過程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過程，在此不再贅述。

另外，在本發(fā)明實(shí)施例的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

功能如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：u盤、移動(dòng)硬盤、只讀存儲(chǔ)器(rom，read-onlymemory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改或可輕易想到變化，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改、變化或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。