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基于非正交多址接入异构携能网络稳健能效资源分配算法汇报人：2024-02-06

引言非正交多址接入技术概述异构携能网络稳健能效资源分配问题建模基于非正交多址接入的异构携能网络稳健能效资源分配算法设计仿真实验与结果分析结论与展望contents目录

01引言究背景与意义无线通信网络快速发展，对资源分配算法提出更高要求非正交多址接入技术（NOMA）在提升网络容量和频谱效率方面具有显著优势异构携能网络（HetNets）结合不同网络类型，实现能量与信息的同时传稳健能效资源分配算法对于保障网络性能、降低能耗具有重要意义

国内外研究者在NOMA技术、HetNets以及资源分配算法方面取得一定研究成果目前研究多集中在单一网络场景下的资源分配问题，对于异构网络融合场景研究较少未来发展趋势将更加注重跨层优化、动态资源分配以及智能算法应用国内外研究现状及发展趋势

研究基于NOMA的异构携能网络资源分配问题，提出稳健能效资源分配算法利用凸优化理论求解资源分配问题，保证网络能效和稳健性创新点包括：提出基于NOMA的异构携能网络资源分配框架；设计稳健能效资源分配算法；通过仿真验证算法性能。考虑多种网络类型共存场景，建立统一的资源分配模型本文主要研究内容与创新点

02非正交多址接入技术概述

通过不同功率等级区分用户，实现多用户同时同频通信。基于功率域复用在发送端将多个用户信号叠加编码，接收端采用干扰消除技术解码。叠加编码技术打破正交资源分配限制，允许多个用户共享时频资源。非正交资源分配非正交多址接入技术原理

提高频谱效率、降低接入时延、支持海量连接、提升系统容量。复杂度较高、对同步要求较高、存在用户间干扰。非正交多址接入技术优势与不足不足优势

支持海量设备连接，满足低功耗、广覆盖需求。物联网场景实现车辆间高速、可靠通信，保障行车安全。车联网场景满足工业自动化对无线通信的高可靠、低时延需求。工业自动化场景作为5G及未来移动通信系统的关键技术之一，提升系统整体性能。5G及未来移动通信系统非正交多址接入技术应用场景

03异构携能网络稳健能效资源分配问题建模

异构网络融合整合不同制式和标准的无线网络，实现资源共享和协同工作。携能通信在传输信息的同时，携带能量信号，为低功耗设备提供能量供给。动态性与不确定性网络环境和用户需求具有时变性，要求资源分配算法具有适应性和鲁棒性。异构携能网络架构与特点

03稳健性考虑在目标函数中引入稳健性因子，以应对网络环境和用户需求的不确定性。01问题定义在满足用户通信需求和系统稳定运行的约束下，通过优化资源分配策略，实现系统能效的最大化。02目标函数构建以系统能效为优化目标的函数，综合考虑传输功率、传输速率、能量收集等因素。稳健能效资源分配问题定义及目标函数

第二季度第一季度第四季度第三季度通信质量约束能量收集约束资源分配约束处理方法约束条件分析与处理保障用户的基本通信需求，如信噪比、误码率等。确保低功耗设备能够从携能信号中收集到足够的能量以维持其正常工作。考虑不同网络制式和标准的资源限制，如带宽、功率等，进行合理分配。将约束条件转化为数学表达式，并整合到目标函数中，形成有约束的优化问题。通过采用合适的优化算法进行求解，得到满足约束条件的资源分配策略。

04基于非正交多址接入的异构携能网络稳健能效资源分配算法设计

ABCD算法整体框架与思路考虑非正交多址接入（NOMA）技术的特点，充分利用其功率域复用增益。以最大化系统能效为目标，设计稳健的资源分配算法。引入稳健优化理论，处理不确定性因素对系统性能的影响。针对异构携能网络（HetNet）中的不同节点类型，进行差异化资源分配。

解决方案采用干扰对齐、干扰消除等技术降低干扰影响。解决方案引入比例公平、最大最小公平等公平性准则进行资源分配。解决方案采用基于场景生成的稳健优化方法，通过生成多个可能场景并求解最坏情况下的最优解来提高算法的稳健性。问题一如何有效处理NOMA中的干扰问题问题二如何保证异构网络中的公平性问题三如何提高算法的稳健性010203040506关键技术问题及解决方案

步骤六步骤二根据系统参数和优化目标，建立资源分配问题的数学模型。步骤四根据初步的资源分配方案，生成多个可能场景并评估系统性能。步骤五针对最坏情况下的场景，对资源分配方案进行调整和优化，得到最终的稳健资源分配方案。初始化系统参数，包括网络拓扑、信道状态、节点能量等。步骤一步骤三采用合适的优化算法（如凸优化、启发式算法等）求解资源分配问题，得到初步的资源分配方案。将最终的稳健资源分配方案应用于实际系统中，并进行性能评估和分析。算法具体实现步骤与流程

05仿真实验与结果分析

采用MATLAB作为仿真实验平台，利用其强大的数值计算和可视化功能。仿真软件构建基于非正交多址接入（NOMA）的异构携能通信网