一种基于删除准则的NOMA资源联合优化算法

　　0 引言

　　在4G长期演进（LTE）网络中运用正交频分多址技术（Orthogonal Frequency Division Multiple Access，OFDMA），每个子信道或子载波在每个时隙中最多只能被一个用户使用[1-2]。为应对第五代移动通信（the fifth generation，5G）超大数据流量和海量设备连接需求，非正交多址（Non-Orthogonal Multiple Access，NOMA）技术应运而生。与4G的OFDMA技术不同的是，NOMA技术使得用户可以在一个子载波上复用，共享相同的频率资源，从而大大提高了频谱利用效率[3-5]。

　　资源动态分配包括用户配对或聚类组合以及相应的功率分配[6-7]。合理的资源分配算法可有效降低用户信号之间的多址干扰，提升系统传输速率，因而成为NOMA技术的研究热点 [8-9]。根据系统优化目标不同，主要分为两个方向：

　　（1）在总发射功率受限情况下实现系统总传输速率的最大化。针对该目标，文献[10]提出了穷尽搜索法，可实现理论上的系统总传输速率最优，但计算复杂度高，很难应用到实际系统中。文献[11]提出了一种固定功率分配算法。该算法不考虑用户当前的信道状态，仅按照固定的等比数列分配功率，优点是计算复杂度低，缺点是系统总传输速率性能不佳。文献[12]证明了该优化问题是NP-Hard问题，通过将其目标函数分解为凸函数差，利用连续凸逼近方式迭代求得资源分配的最优解。文献[13]提出一种应用在全双工无线通信中的资源动态分配算法。

　　（2）在保证用户最小传输速率要求的情况下最小化发送端传输功率以节约发射机消耗。文献[14]提出了一种单输入单输出场景下子载波与功率联合分配的启发式算法。文献[15]的算法基于每个子载波上最多复用两个用户，且在子载波上各个用户的最小传输速率相同的场景下提出。文献[16]依据信道增益进行用户功率分配，提出一种基于KKT条件的最佳功率分配方式。文献[17]利用拉格朗日