1.一种基于能效函数来确定多址接入技术进行无线通信的方法,其特征在于,包括:
步骤一、在基站覆盖的小区内建立通信系统,将OFDMA系统和SCMA系统同时接入该通信系统,并将OFDMA系统和SCMA系统并行接入小区内的用户;
步骤二、根据资源块数、每个资源块的带宽、子载波数、功率控制因子计算OFDMA系统和SCMA系统的各自的容量及消耗功率,定义能效函数为容量与消耗功率的比值;
步骤三、根据最大功率控制因子分别计算得到OFDMA系统的最大容量和SCMA系统的最大容量,当OFDMA系统的最大容量和SCMA系统的最大容量都大于或等于通信系统的总容量阈值时,再根据最适功率控制因子,分别计算OFDMA系统和SCMA系统的能效函数,当SCMA系统的能效函数大于OFDMA系统的能效函数时,选择SCMA系统接入,并确定接入的用户数,进行无线通信;当SCMA系统的能效函数小于OFDMA系统的能效函数时,选择OFDMA系统接入,并确定接入的用户数,进行无线通信,其中,最大功率控制因子和最小功率控制因子是由基站读取,最适功率控制因子是根据最大功率控制因子和最小功率控制因子之间通过黄金比例搜索算法得到的。
2.如权利要求1所述的基于能效函数来确定多址接入技术进行无线通信的方法,其特征在于,步骤二中,OFDMA系统的容量根据如下公式计算:
C1(γ,N)=WBlog2(1+γ)
SCMA系统的容量根据如下公式计算:
其中,N为OFDMA系统或SCMA系统的子载波数,且OFDMA系统和SCMA系统的子载波数相同,B为OFDMA系统或SCMA系统的资源块数,且OFDMA系统和SCMA系统的资源块数相同,W为OFDMA系统或SCMA系统的每个资源块的带宽,且OFDMA系统和SCMA系统的每个资源块的带宽也相同,定义γ为基站处每个码字中非零元所关联的N个子载波上的功率控制因子,AN是N×N的全1矩阵,IN是对角元素全为1的N×N矩阵。
3.如权利要求2所述的基于能效函数来确定多址接入技术进行无线通信的方法,其特征在于,步骤二中,OFDMA系统和SCMA系统的消耗功率根据如下方法计算:S1、定义基站所覆盖的小区的半径为R,在大尺度衰落信道模型下,根据如下公式计算OFDMA系统的一个资源块上的用户的平均传输功率,其中,
n0表示频谱噪声,PL0表示在大尺度衰落的信道模型下的最小的大尺度衰落,A表示在选用中心频率的传播情景下的路径损耗,α是路径损耗指数因子,功率控制因子的概率分布函数为 其中,r0<RS2、定义M为数字信号调制方式的数值,选取一种数字信号调制方式对应一个M,计算OFDMA系统中的检测算法复杂度为N*M,SCMA系统中多用户检测算法复杂度为 其中,df=N-1;
S3、根据如下公式分别计算OFDMA系统和SCMA系统在资源块数B上消耗的功率:
其中,Ptol,1(γ,N)为OFDMA系统的消耗功率,Ptol,1(γ,N)为SCMA系统的消耗功率,μPA是输入功率放大效率和输出功率放大效率的比值,Pc表示静态电路功率,u1表示每秒峰值速率下消耗的功率,u2表示每单位传输速率下动态电路的消耗功率。
4.如权利要求3所述的基于能效函数来确定多址接入技术进行无线通信的方法,其特征在于,在SCMA系统中,L表示非零元数,且L≤N/2;选用SCMA系统时,接入所述基站的用户数小于或等于码本数,码本数的计算公式为 选用OFDMA系统时,接入所述基站的用户数小于或等于子载波数。
5.如权利要求4所述的基于能效函数来确定多址接入技术进行无线通信的方法,其特征在于,选用SCMA系统时,接入所述基站的用户数等于码本数,该系统的过载因子为1.5。
6.如权利要求5所述的基于能效函数来确定多址接入技术进行无线通信的方法,其特征在于,数字信号调制方式为正交相移键控,则M=4;数字信号调制方式为包含16点正交幅度调制,则M=16。