基于NOMA的全双工多层异构网下行链路覆盖分析

针对异构网（Heterogeneous Network,HetNet）无线回程,现有研究主要集中于提升网络吞吐量,而对回程覆盖性能研究较少.由此,本文构造了一种在小小区基站（Small cell Base Station,SBS）上结合全双工（Full-Duplex,FD）和非正交多址接入（Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA）技术的大规模多输入多输出（Multiple Input Multiple Output,MIMO）辅助多层HetNet模型.利用信干比（Signal-to-Interference Ratio,SIR）来模拟有源SBS的分布,得出不同类型接收端的干扰;然后推导了移动用户（Mobile User,MU）下行链路覆盖概率闭合表达式.仿真和数值结果表明,SBS下行链路覆盖概率会随着小小区下行链路功率共享系数的增加而减小;此外,通过对比NOMA和正交多址接入（Orthogonal Multiple Access,OMA）以及FD和半双工（Half-Duplex,HD）对下行链路覆盖性能的影响,本文提出的方案能显著提升网络性能.     

面向5G的非正交多址接入技术

为了满足未来5G在频谱效率和连接数等方面的需求,非正交多址接入技术日益受到产业界的重视.从多用户信息论的角度,首先,探讨非正交多址接入与正交多址的理论性能比较及其逼近多用户信道容量界的有效途径;其次,对功率域、星座域、码域3种非正交多址方案的设计原理、信号处理和性能增益进行了深入分析;最后,从网络运营的角度剖析了非正交多址接入技术的应用场景、对系统设计带来的影响和网络后向兼容性等问题.     

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。     

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

为了解决5G移动通信系统功耗较大、频谱短缺、覆盖盲区等问题,针对用户终端带能量收集的两层异构非正交多址接入网络,提出了一种基于能效最大的稳健资源分配算法。考虑每个微蜂窝最小速率约束、微蜂窝基站最大功率约束、跨层干扰约束和时间切换系数约束,基于有界信道不确定性建立联合稳健功率分配和时间切换的混合资源分配模型。基于Dinkelbach方法和Worst-case方法,将原NP-hard问题转换为确定性优化问题。利用连续凸近似方法将确定性稳健优化问题转换为凸优化问题,并基于拉格朗日对偶分解方法提出一种双层迭代算法实现功率分配和最优时间切换。仿真结果表明,所提算法在能效和稳健性方面优于传统非稳健算法和非携能通信算法。     

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%。     

非正交多址接入技术及其应用研究

简要阐述非正交多址接入(Non-orthogonal Multiple Access,NOMA)技术的发展,分析认知无线电在NOMA多址技术中的应用。具体地,主要论述5G中NOMA的相关技术,介绍几种典型的NOMA相关方案,并进一步分析了MIMO-NOMA技术,证明了NOMA技术具备很好的兼容性。最后,分析目前商业通信卫星的发展,并对NOMA在卫星通信中的应用进行了相关分析。     

非正交多址接入系统中基于受限马尔科夫决策过程的网络切片虚拟资源分配算法

针对无线接入网络切片虚拟资源分配优化问题,该文提出基于受限马尔可夫决策过程(CMDP)的网络切片自适应虚拟资源分配算法。首先,该算法在非正交多址接入(NOMA)系统中以用户中断概率和切片队列积压为约束,切片的总速率作为回报,运用受限马尔可夫决策过程理论构建资源自适应问题的动态优化模型;其次定义后决策状态,规避最优值函数中的期望运算;进一步地,针对马尔科夫决策过程(MDP)的“维度灾难”问题,基于近似动态规划理论,定义关于分配行为的基函数,替代决策后状态空间,减少计算维度;最后设计了一种自适应虚拟资源分配算法,通过与外部环境的不断交互学习,动态调整资源分配策略,优化切片性能。仿真结果表明,该算法可以较好地提高系统的性能,满足切片的服务需求。     

浅谈5G非正交多址接入技术的军事应用

伴随着5G时代的到来,非正交多址接入(NOMA)技术凭借着自身非正交的优势,在提升频谱效率的同时,大大增加用户连接数目,成为未来5G新型多址接入候选方案.文章分别介绍了不同军事通信场景中几种5G NOMA技术种类,并对其性能进行比较,并提出未来研究的发展趋势.     

关于5G的非正交多址接入技术分析

5G技术创新将会出现在无线和网络两个层面,与传统方式不同的是,5G将不再以单一多址接入技术作为主要特征,其采用一组关键技术—非正交多址接入技术,内涵将更加宽泛。文章分析了当前5G研究中最热门的非正交多址接入技术、多用户共享接入技术和稀疏码多址接入技术3种非正交多址技术的本质思想,以及比较了它们各自的优势和存在的问题,并且在5G多址技术选取方面对3种非正交多址技术提出了选取依据。     

非理想SIC下全双工NOMA系统的安全性能分析

针对存在多个非共谋窃听者,研究了一种基于全双工中继和两阶段中继选择（TSRS）的非正交多址接入（NOMA）物理层安全通信方案。每个通信过程包含一个传输时隙,系统在每个时隙开始由TSRS策略选择最优中继,所选中继在从源节点接收NOMA叠加信号的同时,向两个目的节点转发上一时隙的再编码叠加信号,两个目的节点采用串行干扰消除（SIC）技术从中继叠加信号中解码获取各自的期望信号。推导了非理想SIC下系统安全中断概率的近似表达式,进行了蒙特卡洛（Monte-Carlo）仿真验证,同时分析了各仿真参数（SIC残余干扰系数、目标安全速率、中继规模等）与系统安全中断概率的关系。理论分析与模拟仿真的结果表明,全双工技术与TSRS的结合方案能有效提升系统的安全中断性能。将该方案应用于实际通信系统设计时,选择合适传输信噪比（SNR）、提高串行干扰消除能力或适当增加中继数量均可实现更好的保密性能。     

全双工认知NOMA网络下中继选择策略性能分析

本文把非正交多址接入(NOMA)技术与认知网络相结合,提出了一种基于多中继选择的认知NOMA网络模型。考虑了在瑞利衰落信道下,主网络借助次级网络中的全双工中继实现可靠通信,作为回报,次级网络允许接入授权频谱来传输次级信号。中继同时接收主次信号后,采用串行干扰消除技术(SIC)依次解码主次信号,并根据NOMA协议转发信号到主次用户端。推导了在两种中继选择策略下认知NOMA网络中断概率,并通过了蒙特卡罗仿真验证。仿真结果表明,两阶段中继选择策略和全双工技术能有效提高系统中断性能。      

融合通用滤波多载波的非正交多址接入技术

典型的非正交多址接入技术（Non-orthogonal Multiple Access,NOMA）有稀疏码分（Sparse Code Multiple Access,SCMA）、多用户共享（Multi-user Shared Access,MUSA）、图样分割（Pattern Division Multiple Access,PDMA）等。为了研究这三种典型的NOMA技术与通用滤波多载波复用技术（Universal Filtered Multi-carrier,UFMC）技术结合后的性能,将三种典型的NOMA与UFMC结合,然后分析比较了它们的误码率性能,通过仿真对比得出UFMC-SCMA系统相比其他两种结合系统具有更好的系统性能。为了更进一步验证UFMC-SCMA系统的优点,还将其与热门的OFDM-SCMA系统进行对比。研究结果表明,由于UFMC-SCMA系统具有码本的稀疏性以及近似最优的信息传递算法（Message Passing Algorithm,MPA）检测方案,并采用子频带滤波,有效降低了误码率并提高了频谱效率,因而其具有较好的系统性能。     

基于非正交多址接入中继通信系统的功率优化

针对基于非正交多址接入(NOMA)技术的中继通信系统,在兼顾系统性能与计算复杂度的基础上,该文提出一种结合统计信道信息(S-CSI)和瞬时信道信息(I-CSI)的混合功率分配策略(H-PAS)来有效实现上述折中。仿真结果表明,NOMA方案在H-PAS策略下,一方面比单纯利用S-CSI时的传统正交多址接入技术具有更高的频谱效率;另一方面在和速率差别不大的情况下,又比单纯利用I-CSI时的NOMA方案具有更低的信令开销和计算复杂度。     

非正交多址接入无线能量采集协作系统

近年,非正交多址接入(non-orthogonal multiple access,NOMA)技术作为一种应用于5G无线网络的多址接入技术,引起了人们的广泛关注。为了提高NOMA技术的频谱效率、覆盖范围和抗噪性能,并降低系统的能耗,设计了一种基于正交索引调制多址接入(quadrature index modulation multiple access,QIMMA)技术的无线携能(simultaneous wireless information and power transfer,SWIPT)协作网络上行NOMA传输系统,记为协作QIMMA-SWIPT。具体来说,多个远端用户组成一个QIMMA系统,然后通过协作中继的译码转发拓展系统的覆盖范围,并在中继端采用SWIPT技术以便信息在译码的同时进行能量的采集,降低系统的能耗。详细推导了QIMMA-SWIPT系统平均误码率的理论上界,并在频谱效率一定的情况下通过模拟仿真对比分析,得出协作QIMMA-SWIPT系统的误码率性能优于协作IMMA-SWIPT和SCMA-SWIPT系统的结论。此外,深入研究了功率切割因子和信源到中继的距离对系统误码性能的影响。     

基于非正交多址技术的5G移动通信网络吞吐量优化方法研究

当前移动通信网络在实现通讯数据传输时,由于存在信号传输不稳定、传输速率低等问题,在一定程度上会影响到网络吞吐量。针对这一问题,引入非正交多址技术,开展对5G移动通信网络吞吐量优化方法研究。通过构建5G移动通信网络评估模型、移动信号抗干扰优化、基于非正交多址技术的网络覆盖增强、5G移动网络切换技术性能优化等,提出一种全新的网络优化方法。通过对比优化前后网络吞吐量,证明优化方法具有一定应用可行性,能够在保证信号传输稳定且传输速率更高的前提条件下,实现对其吞吐量的优化。     

全双工主动窃听非正交多址接入系统智能超表面辅助物理层安全传输技术

针对全双工被动窃听和主动干扰攻击下的多用户非正交多址接入(NOMA)系统,该文提出一种智能超表面(RIS)辅助的鲁棒波束赋形方案以实现物理层安全通信。考虑在仅已知窃听者统计信道状态信息的条件下,以系统传输中断概率和保密中断概率作为约束,通过联合优化基站发射波束赋形、RIS相移矩阵、传输速率和冗余速率,来最大化系统的保密速率。为解决上述多变量耦合非凸优化问题,提出一种有效的交替优化算法得到联合优化问题的次优解。仿真结果表明,所提方案可实现较高的保密速率,且通过增加RIS反射单元数,系统保密性能更佳。     

基于正交频分多址接入方式的宽带无线接入

文章介绍了目前IEEE 80 2 .16工作组提出的非视距环境中基于正交频分多址接入的宽带无线接入解决方案。     

基于上行非正交多址接入技术的星空地融合网络性能分析

针对光电混合的星空地融合网络上行链路,该文研究了多天线波束成形技术和上行非正交多址接入(NOMA)技术相结合的系统遍历和速率性能。首先,在无人机采用多天线和上行NOMA技术条件下,为实现系统和速率最大化,提出了一种基于统计信道状态信息的波束成形方案。接着,假设卫星-无人机链路采用自由空间光链路且服从伽马-伽马衰落,无人机-地面用户链路采用射频链路且服从相关瑞利衰落,推导了系统和速率的闭合表达式。最后,通过数值仿真验证了理论分析的正确性。仿真结果表明,与正交多址接入(OMA)方案相比,所提方案提高了系统性能,并且与基准波束成形(BF)方案相比,所提方案具有更好的性能优势。