Admission Control and Power Allocation for NOMA-Based Satellite Multi-Beam Network
Admission Control and Power Allocation for NOMA-Based Satellite Multi-Beam Network
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基于 NOMA 的卫星多波束网络准入控制和功率分配
DOI：
10.1109/access.2020.2973395
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
3.9
通讯作者：
Bo Li
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ruisong Wang;Wenjing Kang;Gongliang Liu;Ruofei Ma;Bo Li
研究了卫星多波束网络中非正交多址接入（NOMA）的接纳控制问题。其目标是通过优化子信道和功率分配，在保证服务质量（QoS）的前提下，最大限度地增加支持的用户数。我们提供的系统模型，然后制定接纳控制问题作为一个混合整数非凸优化问题。非凸性和整数变量的存在性使得最优解难以得到。因此，我们提出了一个联合的子信道匹配和功率分配算法，以获得次优解，以减少计算复杂度。该算法可用于NOMA和正交频分复用接入（OFDMA）。具体地说，子信道匹配问题是通过两阶段的匹配过程中，用户访问子信道动态解决。将功率分配问题建模为一个超级模块博弈，分析了纳什均衡的存在性和唯一性。在此基础上，提出了一种基于NE搜索的迭代功率分配算法。最后通过仿真实验验证了该算法的有效性和可行性。
This paper investigates the admission control problem on the satellite multi-beam networks with non-orthogonal multiple access (NOMA). The goal is to maximize the number of supported users on the premise of ensuring the quality of service (QoS) by optimizing the subchannel and power allocation. We provide the system model and then formulate the admission control problem as a mixed integer non-convex optimization problem. The non-convexity and existence of integer variable make the optimal solution difficult to get. Therefore, we propose a joint subchannel matching and power allocation algorithm to obtain the suboptimal solution so as to reduce the computation complexity. The proposed algorithm can be used for both NOMA and orthogonal frequency division multiplexing access (OFDMA). Specifically, the subchannel matching problem is solved by a two-stage matching process where users are accessed to subchannel dynamically. The power allocation problem is modeled as a super-modular game where the existence and uniqueness of Nash equilibrium (NE) are analyzed. Moreover, an iterative power allocation algorithm is proposed based on the NE searching method. Finally, simulation results are provided for demonstrating the effectiveness and feasibility of the proposed algorithm.
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