基于改进稀疏度自适应匹配算法的免授权非正交多址接入上行传输多用户检测

免授权非正交多址接入技术(NOMA)结合多用户检测技术(MUD),能够满足大规模机器通信(mMTC)场景中的大连接量、低信令开销和低时延传输等需求。在基于压缩感知(CS)的MUD算法中,活跃用户数往往作为已知信息,而实际通信系统中很难准确估计。基于此,该文提出一种改进稀疏度自适应匹配的多用户算法(MSAMP-MUD)。该算法首先利用广义Dice系数匹配准则选择与残差最匹配的原子,更新用户支撑集;当残差能量接近噪声能量时,终止迭代,从而获得最终支持集;否则,采取上述准则更新用户支撑集,提高支撑集中活跃用户数估计精度。在迭代过程中,根据最近两次残差能量之比,选取不同的迭代步长,以降低检测迭代次数。仿真结果表明,所提算法与传统基于CS的MUD算法相比,误码率降低约9%,迭代次数减少约10%。     

NOMA系统基于自适应匹配追踪算法的联合信道估计与多用户检测新方法

在免调度非正交多址接入（Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA）系统中,针对基于帧的多用户传输场景的信道估计（Channel Estimation,CE）与用户的活跃和数据检测（Multiuser Detection,MUD）问题,本文在多重测量矢量压缩感知（Multiple Measurement Vector-Compressive Sensing,MMV-CS）框架下,提出了一种门限辅助的分布式弱选择分段自适应匹配追踪（Thresholod Aided- Distributed Weak Selection Stagewise Adaptive Matching Pursuit,TA-DWSStAMP）算法来联合解决CE和MUD问题。该算法在精确的迭代终止准则下,引入阶段标识,在大步长阶段设计了一种幂函数型的变步长方法。仿真结果表明,本文提出的算法能够在复杂度仅为现有算法10%的条件下,获得与现有算法相近的信道估计性能、用户成功活跃检测率和用户数据的误符号率。      

SIMO-NOMA系统分步多用户检测策略

上行免调度非正交多址接入（NOMA）系统中,针对低信噪比情况下通过压缩感知技术联合检测活跃用户和数据的误码率性能比较差的问题,提出了分步多用户检测策略。该策略考虑信号的稀疏度对系统检测性能的影响,理论分析得出了检测成功概率的下界,以降低稀疏度来提高重构概率;结合压缩感知硬融合算法（CS-HFA）,对稀疏信号进行二次筛选,最终实现信号的精确检测。仿真结果表明,随着信噪比、活跃用户数或者过载率的改变,改进方案表现出较好的系统检测性能。     

基于改进广义正交匹配追踪的OFDM稀疏信道估计

在OFDM稀疏信道中,将压缩感知中的广义正交匹配追踪(GOMP)重构算法用到OFDM信道估计中.由于其信道重构的精度比较低,根据其特点做出了改进,提出了一种用于OFDM稀疏信道估计的改进广义正交匹配追踪算法.该改进算法能够在不需要预知信道稀疏度的情况下准确恢复出信号.根据实验和仿真结果可以看出,该改进算法与LS算法、OMP算法、GOMP算法相比,在同样的环境下误比特率以及均方误差相对比较低,而且运算速度比较快,具有一定的实用性.     

基于非正交多址接入系统的多用户分组优化算法

用户分组算法作为非正交多址接入(NOMA)的关键部分,对系统吞吐量和用户公平性具有重要影响。当用户数量和可用的资源增加时,用户分组的最佳调度将变得不可行,该文提出一种子带间多用户分组优化算法。该算法首先根据用户信道增益差异和子带复用用户数限制条件进行多用户初始分组处理,减小用户搜索空间,然后逐步完成初始分组用户间的优化组合,以几何平均用户吞吐量最大为用户分组准则,进一步提升小区边缘用户的吞吐量。仿真结果表明,所提算法与传统的用户分组算法相比,系统总吞吐量和几何平均用户吞吐量性能提升均超过3%。     

基于压缩感知的免授权NOMA多用户检测算法综述

利用压缩感知(Compressed Sensing,CS)重构方法处理免授权非正交多址访问(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)系统中多用户检测(Multi-User Detection,MUD)问题已成为热潮。文章首先介绍了CS重构算法及其优劣性,然后详细介绍了基于CS理论提出的多用户检测算法,最后探讨了基于CS免授权NOMA上行传输的MUD算法未来的研究重点,为多用户检测算法的改进和应用提供了理论依据。     

基于压缩感知的免授权NOMA多用户检测算法综述

利用压缩感知(Compressed Sensing,CS)重构方法处理免授权非正交多址访问(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)系统中多用户检测(Multi-User Detection,MUD)问题已成为热潮。文章首先介绍了CS重构算法及其优劣性,然后详细介绍了基于CS理论提出的多用户检测算法,最后探讨了基于CS免授权NOMA上行传输的MUD算法未来的研究重点,为多用户检测算法的改进和应用提供了理论依据。     

一种基于正交匹配追踪的压缩感知信号检测算法

针对当前压缩感知信号检测算法没有充分利用稀疏系数幅值信息的不足,提出了一种新的检测算法。从正交匹配追踪算法切入,通过深入分析归一化残差的变化信息,提出归一化余差概念,建立了一种基于归一化残差和归一化余差二维判决的信号检测算法。仿真结果表明,算法的有效检测阈值区间随着信噪比的降低而不断减小,且在信噪比为-8 dB、压缩比为0.25时,该算法的检测概率仍能满足要求,具备较好的适应性。     

通过正交匹配追踪研究压缩感知信号检测算法

现阶段,我国应用的检测算法大多以特征量的迭代过程为研究对象,这种检测方法只适用于感知信号存在时,并不适用于全部的信号测算工作。本文将提出感知信号检测的改进方法和正交匹配追踪的研究方案,以降低信号特征量的变化区间,提高感知信号检测结果的准确性,提高检测的成功率。     

最优天线与多用户检测技术联合多址干扰抑制

该文讨论了采用基于最大信噪比比准则的最优天线阵与多用户检测技术相结合的多址干扰抑制方法,并从理论上证明了该方法在系统误码率性能上比单一的多用户检测方法有较大的提高。     

面向服务质量的RIS辅助的多用户NOMA系统功率分配方案

可重构智能超表面(RIS)可被视为通信网络中具有特殊功能的“中继”来配合非正交多址接入(NOMA)系统构建一种协同的信息传输方案。考虑到未来物联网(IoT)场景下不同用户设备对服务质量(QoS)的不同需求,该文提出一种RIS辅助的多用户NOMA通信系统模型,并针对两类用户(信息用户和能量用户)的QoS需求设计了一种基于迭代优化的功率分配方法。该方法通过联合设计RIS相移矩阵、基站端波束赋形以及NOMA系统串行干扰消除顺序来最小化系统的总发射功率,以全面减轻通信系统中基站的能耗负担。仿真结果表明,与无RIS的场景相比,RIS辅助的NOMA系统可有效减小基站的能耗;在有RIS的场景下,所提功率分配方法的能耗明显低于RIS端随机选择相位的方式和基站端直接采用迫零波束赋形的方式。     

非正交多址接入下行链路用户匹配与功率优化算法

该文针对应用非正交多址接入(NOMA)技术的多输入多输出(MIMO)下行通信系统,在考虑误差传播进行理论分析的基础上,提出一种基于距离和空间相关度的用户匹配准则,并对基站的发射功率分配进行优化。仿真结果表明,所提方法能够在提高系统可容纳用户数的同时保证好的系统的和速率性能。     

多用户认知非正交多址接入系统中断性能分析及功率分配算法

非正交多址接入(NOMA)是5G网络关键候选技术之一,其与认知无线电(CR)技术相结合形成系统(CR-NOMA),能够实现更高的频谱效率及更大的吞吐量。该文将直传与中继协同传输(CDRT)方案引入多用户CR-NOMA系统,其中CDRT表示次级源(SS)直接与近端次级用户通信,而仅通过中继(R)与多个远端次级用户通信。在非理想自干扰消除和全双工(FD)中继情况下,推导了每个NOMA用户中断概率(OP)的精确闭式表达。此外,在该系统模型下分析SS, R和用户的收益最优化问题,提出一种基于收益的两阶段迭代功率分配算法。仿真结果显示,在高信噪比(30 dB)条件下,与随机功率分配及平均功率分配方案相比,该文所提算法的用户和速率、SS总收益、R总收益分别可最高提升13%, 56%及26%。蒙特卡罗仿真验证了理论分析与实验结果的一致性。     

免调度非正交多址接入上行链路的非2幂次长度二元扩频序列

为了解决5G大规模机器类通信场景下大规模接入和如何提高频谱效率的问题,该文针对免调度非正交多址接入(NOMA)系统上行链路,通过采用插入函数在2元Golay序列上插入元素的方法,提出具有低峰均功率比(PAPR)且长度为非2幂次的2元扩频序列集。仿真结果表明,得到的序列集具有低相干性,这为基于压缩感知的活跃用户检测提供了可靠的性能。同传统的Zadoff-Chu序列相比,新型2元序列集具有更小的字符集,便于实现。此外,所构造的序列PAPR最大为4,低于高斯随机序列和Zadoff-Chu序列,因此可以有效解决时域信号峰均功率比过高的问题。     

基于非正交多址接入的网络切片联合用户关联和功率分配算法

为了满足网络切片多样化需求,实现无线虚拟资源的动态分配,该文提出在C-RAN架构中基于非正交多址接入的联合用户关联和功率资源分配算法。首先,该算法考虑在不完美信道条件下,以切片和用户最小速率需求及时延QoS要求、系统中断概率、前传容量为约束,建立在C-RAN场景中最大化长时平均网络切片总吞吐量的联合用户关联和功率分配模型。其次,将概率混合优化问题转换为非概率优化问题,并利用Lyapunov优化理论设计一种基于当前时隙的联合用户调度和功率分配的算法。最后采用贪婪算法求得用户关联问题次优解;基于用户关联的策略,将功率分配的问题利用连续凸逼近方法将其转换为凸优化问题并采用拉格朗日对偶分解方法获得功率分配策略。仿真结果表明,该算法能满足各网络切片和用户需求的同时有效提升系统时间平均切片总吞吐量。     

基于MF协议的协作NOMA系统物理层安全性能研究

针对协作非正交多址(NOMA)系统中信息安全传输问题,该文提出一种基于修改转发(MF)中继的物理层安全(PLS)传输方案。该方案利用MF中继将解码信息修改后再转发,避免了合法信息泄露到窃听节点。首先对NOMA-MF系统进行建模,然后推导了系统安全中断概率(SOP)、严格正保密容量(SPSC)和窃听概率(IP)来衡量系统的保密性和安全性,以及中断概率(OP)以衡量其可靠性。此外,推导了系统的渐近性能,对比分析了解码转发(DF)协议下NOMA-DF系统与NOMA-MF系统的性能。推导及仿真结果表明：NOMA-MF系统的保密性能和安全性能比NOMA-DF系统更具有优势;NOMA-MF系统的OP和IP之间存在最优信噪比(SNR)以实现系统安全及可靠性的平衡;存在最佳功率分配参数以实现最低的SOP和OP。     

异构蜂窝网络中基于能效的非正交多址接入下行功率分配算法

该文针对应用非正交多址接入(NOMA)技术的异构蜂窝网络,在考虑层间层内干扰的情况下,提出一种能效最大化的功率分配算法。该算法主要包括两部分,一部分为子信道内用户功率分配因子的求解,主要利用差分优化的方法,迭代求解。另一部分为子信道间的功率分配,主要利用凹凸程序法将原有的非凸问题简化为可解的凸问题,最后利用拉格朗日求解法得出功率最优解。仿真结果表明该算法有良好的迭代性,且新算法表明利用NOMA技术得到的系统能效较利用正交技术得到的系统能效提高了至少44%以上。     

两用户非正交多址接入的最优时延均衡和功率控制方法

该文针对采用非正交多址接入(NOMA)技术的两用户单小区网络,考虑信道衰落的随机性和业务到达的动态性,以均衡用户排队时延并最大化网络总吞吐量为目标,构建了资源管理的随机优化问题。基于李雅普诺夫优化方法,推导了随机优化问题的最优解的闭式表达式,并提出一种低复杂度的联合时延均衡和功率控制的最优资源管理方法。对比了采用NOMA时的次优资源管理方法与采用时分多址接入方法时的最优资源管理方法,仿真结果表明所提方法能够显著提升网络性能。