1.一种多载波协作非正交多址接入系统能效最大化方法，其特征在于，包括以下步骤：

101、初始化子载波个数和用户个数和位置，生成基站和中继的位置，基站和中继获取用户的信道状态信息，确定每个用户的信道增益，将用户按照信道增益降序进行排序，建立优化问题；

102、根据用户的信道增益，生成每个用户和每个子载波的偏好列表，初始化匹配列表和未匹配列表，匹配列表用于记录每个子载波上的用户匹配情况，未匹配列表用于记录未被匹配到子载波上的用户；

103、执行双边匹配算法；

104、根据上述匹配结果得出整个系统的能效表达式；

105、基于变量替换、连续凸逼近和分式规划方法进行用户功率和中继功率分配，计算出系统能效值；

所述步骤101中初始化用户数为K，子载波数为N，令 表示用户集，表示子载波集，信息传输需要经过两个阶段，在第一个时隙，基站发送广播信号： 式中 是用户k在载波的发射功率， 是数据符号，且满足n n

基站和中继之间的信道表示为：hSR ，中继和用户之间的信道被表示为：gRk ，因此在中继处接收到来自基站的信号为： 其中 是加性2

高斯白噪声，σ是噪声的方差；

在第二时隙，中继使用AF协议发送信号到第k个用户，则第k个用户在第n条子载波上接收的信号 为：n

式中β表示在子载波n上中继的放大因子，其与 的关系如下：式中 是中继在第n条子载波上的发射功率，是用户k上的加性高斯白噪声；

假设在子载波n上K个用户的信道升序排列，第k个用户可以首先解码，把第i个用户的信息当作噪声，解码成功后，从接收信号中删除已解码的第k个用户的信息，然后循环此操作过程，直至成功解码所有的用户信息；

因此，用户k在子载波n上的SINR为：用户k在子载波n上可实现的和速率为： 系数1/2是因为基站到用户的信号传递需要两个时隙，系统总和速率为： 其中，表示子载波n是否匹配给用户k；

建立优化问题：

s.t.

其中， 是基站给第k个用户在子载波n上发送的功率， 为基站给子载波n分配的功n率， 为匹配因子，R为子载波n的速率， 为第k个用户在第n个子载波上的信噪比；

式中，C1为基站最大传输功率约束，Psmax表示基站的最大传输功率；C2为中继最大发射功率约束，Prmax表示中继进行放大转发协议时的最大发射功率；C3为匹配约束， 表示匹配因子，即1表示用户k占据此子载波n，0表示用户k未占用此子载波n；C4为每个子载波能够匹min配的最大用户数为2；C5为每个用户的最小速率需求约束，Rk 表示用户的最小速率需求；

C6为所有功率的非负约束；

所述步骤102根据用户的信道增益，生成每个用户和每个子载波的偏好列表，具体包括：首先将第k个用户表示为UTk，将第n条子载波表示为SCn，假设子载波数和用户数满足K＝

2N，如果UTk被分配到SCn则说明UTk与SCn相互匹配，基于完美信道状态信息，用户和子载波的偏好列表被表示为：T

PF_UT＝[PF_UT(1),...,PF_UT(k),...,PF_UT(K)]T

PF_SC＝[PF_SC(1),...,PF_SC(n),...,PF_SC(N)]其中PF_UT(k)和PF_SC(n)分别是用户UTk和子载波SCn的偏好列表，如果UTk在SCi上的信道增益比在SCj上高，UTk优先选择SCi而不是SCj，表示为：和 分别表示中继到用户的信道增益；

所述步骤103执行双边匹配算法，具体包括：每个用户根据其偏好列表发送匹配请求给其最优先选择的子载波，然后子载波再去选择用户；如果子载波的匹配列表数小于2时，子载波将此用户添加到其匹配列表上；如果子载波的匹配列表数等于2时，通过 式中 表示用户1和用户2n n n n

在该子载波上能效值，P1＝P2＝1/2P是基站给两个用户在子载波n上发送的功率，Pr为基站给子载波n分配的功率， 为匹配因子， 为第k个用户在第n个子载波上的信噪比；分别计算三个用户两两配对到该载波上的能效值，计算能效值时，每个子载波分配相同的功率n n nP＝Psmax/N，Pr＝Prmax/N，式中Pr表示中继分配给子载波n的功率，Prmax表示中继所能分配给所有子载波功率的最大值，子载波选择最大的能效值的用户组合作为该子载波的匹配列表n n n并更新，更新未匹配列表；成功匹配到子载波n的两个用户等分功率P1＝P2＝1/2P，被拒绝的用户从其偏好列表中将该子载波删除；如果优选子载波的用户数超过3个，则仍然使用以上方法去比较其中任意两个用户匹配子载波的能效值，以此方法选出与子载波匹配的用户；其余每一条子载波都按照该方法与剩下的用户进行匹配，直到所有用户都成功匹配到子载波，则匹配算法完毕；

所述步骤104、根据上述匹配结果写出整个系统的能效表达式，具体为：能效表达式表示为：

s.t.

n

其中， 是基站给第k个用户在子载波n上发送的功率，Pr 为基站给子载波n分配的功n率，R为子载波n的速率， 为第k个用户在第n个子载波上的信噪比；

将离散变量约束由双边匹配算法解决，其中上述公式中的信噪比重新改写为：其中A1,A2和A分别表示为：

令 因此约束C2和C3可以改写为 之后，引入指数函数替换变量，令 因此 又可以重新改写为 和 其中

再令 将该优化问题重新改写为：

s.t.

引入泰勒展开式 将上述问题重新改写为该问题的下界：

s.t.

式中，

其中， 分别表示中继和基站分配的功率，分别表示用户的信噪比， 为第q次迭代的初始点；

所述步骤105、基于变量替换、连续凸逼近和分式规划方法进行用户功率和中继功率分配，计算出系统能效值，具体包括：首先由优化问题形式可知，该问题为一个分子凹，分母凸的凸约束多比率问题，基于分式规划理论，引入变量λn将目标函数改写成：s.t.

其中， λn为引入的辅助变量，

分别表示中继和基站分配的功率， 分别表示用户的信噪比，初始化迭代容忍因子ε和最大迭代次数qmax，将功率分配初始值设置为0，每一次计算能效值并更新λn，直到两次迭代单位模值之差小于迭代容忍因子或达到最大迭代次数，输出功率值。