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随着无线通信技术的发展，能源问题也逐渐成为通信领域面临的严峻挑战之一。为了提高无线通信系统的能效，NOMA-SWIPT协作中继网络被广泛应用于无线通信领域。本文旨在探讨基于黄金分割的NOMA-SWIPT协作中继网络能效优化算法的研究。
一、背景
近年来，随着人们对无线通信方便性的需求不断增加，传统的无线通信技术已经难以满足人们的需求。针对这种情况，无线通信领域开始大力发展NOMA-SWIPT协作中继网络技术。NOMA技术是一种多用户接入技术，可以在相同频带宽度的情况下支持更多用户连接，在提高频率利用率的同时，也可以提高系统的能效和吞吐量。与此同时，SWIPT技术也被广泛应用于无线通信系统中，通过对无线信号进行电力转换与能量收集，从而提高系统能量利用效率。而协作中继网络则可以提高无线信号传输的可靠性，并且可有效扩大网络的覆盖范围。
二、NOMA技术
传统的无线通信系统使用的是OMA(正交多址技术)，这种技术要求用户之间的信道互相独立，每个用户单独占用一个子载波，因此通讯频谱利用效率低。而NOMA技术是基于非正交多址技术，将多个用户的信号按照不同的功率级别叠加在同一个信道上，再通过功率控制与多用户检测技术将相互干扰的信号分离，从而实现多个用户同时收发信息的目的。NOMA技术具有以下几个特点：
：NOMA技术将多个用户叠加在同一个信道上，从而节约了通讯所需要的频谱资源。
：传统的OMA技术只能支持有限的用户接入，而NOMA技术可以支持更多用户的接入。
：NOMA技术可通过将不同速率或错误率的数据放在不同的功率级别上，实现高效率的无线通信。
三、SWIPT技术
SWIPT技术是一种利用无线信号进行能量传输的技术。将无线信号传输的电磁波能量转为直流电能，从而实现无线设备的能量供应。将无线信号使用的两种主要能量转换方式：
：将无线信号的能量转换为直流能量，并向无线设备提供足够的电能。
：将无线信号的能量转化为中间电能，之后再通过电池供给无线设备。
SWIPT技术的最大优势就是提高网络的能量利用效率，从而为整个网络提供更为高效的工作方式。
四、NOMA-SWIPT协作中继网络
在传统的NOMA-SWIPT协作中继网络中，主基站会与终端设备进行通信。在通讯时，终端设备会将自己的数据通过信道传输给主基站，并同时向它们的能量收集器输送能量。在这个过程中，利用终端设备的能量水平，移动终端设备或者中继节点可以接收不同功率等级的信号，从而实现多用户同时接入，提高能量利用效率。
五、基于黄金分割的NOMA-SWIPT协作中继网络能效优化算法
在NOMA-SWIPT协作中继网络模型中，假设主基站向用户1和用户2发送信息，同时该基站也利用协作中继节点发送协作信息。由于传输距离的不同，每个用户的通道效应是不同的，设协作中继节点与主基站之间的距离为$d_r$，协作中继节点与用户1之间的距离和协作中继节点与用户2之间的距离分别为$d_{r1}$和$d_{r2}$，主基站与用户1之间的距离和主基站与用户2之间的距离分别为$d_{1}$和$d_{2}$。设协作中继节点可以接受到的总能量为$E_H$，其中一部分用于向主基站发送信息，一部分用于向移动终端设备传输能量。
基于独立判定条件的NOMA系统中，需要对多个用户的信号进行干扰抑制，以实现多个用户的独立接收。
使用黄金分割法可以优化该系统的接收性能，从而提高能效。该算法首先利用移动终端设备本身的能量水平。同时，黄金分割法也可以在系统中找到最优的功率分配策略，从而提高能效。
算法流程如下：
（1）计算原始的NOMA-SWIPT协作中继网络模型，获取每个用户的信道效应、接收信噪比等参数。
（2）在每个用户的能量水平范围内对系统进行搜索，从而获取最优的移动终端设备的能量水平。
（3）通过黄金分割法求解最优的功率分配策略，并计算出每个用户连接的速率，从而实现系统能效的提高。
（4）根据计算结果更新系统参数，并不断优化算法。
六、总结
基于黄金分割的NOMA-SWIPT协作中继网络能效优化算法可以利用NOMA-SWIPT技术实现高能效的无线通信。通过在模型中引入黄金分割法，可以有效提高系统能效，降低系统功率消耗，并提高整个无线通信系统的通信质量。因此，基于黄金分割的NOMA-SWIPT协作中继网络能效优化算法具有广泛的应用前景。