多载波扩频NOMA水声通信串行干扰消除算法

非正交多址接入(NOMA)技术可以有效提高多载波扩频多用户下行水声通信的系统容量,针对非正交多址水声通信系统多用户检测过程中由多用户干扰导致的误码传播问题,提出一种适用于非正交多址水声通信的判决反馈串行干扰消除算法。算法利用重构的近端用户信号对输入信号进行修正,提高远端用户信号重建精度,减少串行干扰消除过程中的误码传播,提高系统解调性能。仿真和湖试数据处理结果表明,判决反馈串行干扰消除算法的远端、近端用户误码率均优于传统算法,能够有效抑制误码传播,提高通信质量。     

非正交多址接入系统中关于迫零波束的用户配对

为了满足人们对移动通信越来越多的要求,第五代通信系统(5G)的研究日益受到人们的重视。为了增加系统的容量,非正交多址接入(NOMA)技术作为一种新的多址接入技术很有可能运用到5G中。由于接收端运用串行干扰消除技术,可以将多个信号结合在一起传送。因此将NOMA与多输入多输出技术结合在一起,采用迫零算法设计波束。每个波束可以有多个用户,主要讨论用户的配对选择问题。为了提高系统的效果,利用迫零算法波束的特点,提出了用户的配对选择算法。仿真结果证明,该算法有很好的效果。     

基于NOMA的D2D用户和蜂窝用户通信方案

LTE网络采用非正交多址来增强网络容量,采用D2D来提高频谱效率;让D2D用户使用非正交多址技术共享蜂窝用户的频谱资源可以缓解当下频谱资源短缺的问题,但也会在D2D用户和蜂窝用户之间引入干扰。提出了一种基于非正交多址技术（Non-orthogonal Multiple Access,NOMA）的D2D用户和蜂窝用户的共享研究方案,对于蜂窝用户和D2D用户之间的干扰采用SIC技术消除。该方案不仅通过调整用户的传输功率来优化系统的吞吐量,而且提高了边缘用户的性能。仿真结果表明,基于NOMA的D2D用户和蜂窝用户之间的通信方案在性能上优于传统的蜂窝资源分配方案和干扰控制方案。     

下行多用户NOMA系统中基于能效优化的资源分配

非正交多址接入技术（Non-orthogonal multiple access, NOMA）提高了通信系统的频谱效率且可支持大量用户接入,因此受到广泛关注。以能量效率（简称能效）最大化为目标的多用户NOMA系统下行链路的资源分配问题,是一个难以求解的非凸问题,为此,将问题分解成用户分组和功率分配2个子问题。首先采用一种基于贪婪算法的用户分组方式降低了穷举法的计算复杂度;其次根据确定的分组方式,得到各个子信道上复用用户的功率分配系数表达式。为了进一步提高系统的能效,研究了子信道间非等功率分配方案,将子信道功率分配问题规划成非线性非凸的比率和问题,并利用Dinkelbach类算法得到次优解。仿真结果显示,文中采用的方案可以达到更好的系统容量和能效。     

基于NOMA的认知无线电车联网安全能效最优波束成形设计

非正交多址接入[1](NOMA)作为5G无线接入技术的重要准则之一，伴随着5G的高速发展，受到学术界和工业界的广泛关注，NOMA技术的核心是实现每个正交的资源块为多个用户提供服务，从而整体提高系统吞吐量。认知无线电（CR）技术的核心是感知周围空闲频谱资源并对其进行有效利用，从而提升频谱资源的利用率。因此，近年来已有学者将CR和NOMA联合研究，即CR-NOMA。以5G的重要实用场景车联网为背景，研究了基于NOMA的认知无线电车联网安全能效最优波束成形设计问题，并通过仿真实验对所提安全能效最大化传输方案进行了验证。     

免授权NOMA系统中基于变步长自适应匹配追踪的抗干扰多用户检测算法

第五代移动通信系统(5G)通过非正交多址(NOMA)技术对无线通信资源进行非正交复用，以过载的方式提高了频谱利用效率和系统容量。NOMA系统采用免授权的方式减少了系统流程和信令开销，但是接收端需要进行多用户检测。基站利用活跃用户的稀疏特性，采用压缩感知(CS)重构算法恢复活跃用户的混合稀疏向量，实现了高效的多用户检测。但5G网络中基站密集部署增强了相邻小区间的干扰，因而增加了CS检测难度及降低了检测精度。针对免授权NOMA系统中多用户检测存在干扰的问题，提出了一种基于变步长自适应匹配追踪的抗干扰多用户检测算法。在稀疏度未知的情况下，该算法以大步长快速接近、小步长精确逼近稀疏度的自适应变步长方式，实现抗干扰的活跃用户检测。仿真结果表明，在不同过载率下，所提算法的误比特率均低于传统的基于OMP,gOMP和SAMP的多用户检测算法。     

上行链路协作NOMA中基于TOA定位的研究

在未来的5G网络应用中,非正交多址接入技术（Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA）对于用户设备的定位尤为重要。论文研究了在不同5G网络条件下上行协作NOMA在基于到达时间（Time-of-Arrival,TOA）定位的表现,并采用放大转发（Amplify-and-Forward,AF）和解码转发（Decode-and-Forward,DF）两种中继策略来分析上行链路协作NOMA和OMA的TOA定位的CRLB。最后,通过仿真分析比较了不同5G网络场景下上行协作NOMA和协作OMA的TOA定位性能。     

多基站无线非正交多址接入的平滑视频流传输算法

视频服务需求的快速增长对于视频流畅播放提出了巨大挑战,从用户体验角度分析,视频播放中的卡顿时间可能是最重要指标之一。随着5G网络技术的发展,非正交多址接入(NOMA)技术被重点关注,NOMA技术具有叠加编码和连续干扰消除2个特点,根据这2个特点实现数据的并行传输。利用NOMA技术的并行传输能力来提高基站为用户提供视频的实时性。在用户需求视频名称和视频分辨率给定的情况下,通过联合基站-用户配对方式和基站功率分配来降低视频播放时的卡顿时间。通过对问题进行建模,并提出1个两步启发式算法对问题进行求解,第1步为确定基站与用户的配对方式,第2步为分配基站的发射功率。实验结果表明,基于NOMA的传输调度方案与传统的传输调度方案相比,用户需求的平均卡顿时间有明显的下降,相对于在不采用NOMA机制时,在2-SIC接收机情况下,用户平均卡顿时间减少了55.56%。     

面向物联网环境的高效通信接收机设计

物联网（IoT）通信系统具有活跃用户数低、数据帧短等特性,而信道估计和多用户识别所需的导频和用户识别码会显著降低IoT系统的通信效率和响应速度。针对上述问题,提出了一种基于非正交多址接入（NOMA）的盲信道估计和多用户检测算法。首先,利用码分多址（CDMA）系统中的扩频矩阵对每个用户所占用载波进行分配,并采用差分编码解决盲估计所引发的星座点旋转问题;其次,根据用户所分配载波具有的稀疏性,引入伯努利-高斯（B-G）分布作为先验分布,利用变量间的隐马尔可夫特性进行因式分解和建模,由用户数据的稀疏特征进行多用户识别;最后,应用消息传递算法对上述模型进行推导,解决NOMA引起的多用户干扰,得到面向IoT环境的联合信道估计和检测接收算法。仿真结果表明,相对于块稀疏单测量向量（BS-SMV）算法和块稀疏自适应子空间求解（BSASP）算法,所提算法能够在不提高复杂度的条件下获得约1 dB的性能增益。     

基于NOMA的5G超密网计算迁移与资源分配策略

针对5G超密网中移动设备计算能力不足、频谱资源有限的问题,提出了一种基于非正交多址接入（NOMA）的计算迁移与带宽分配策略。首先,对系统模型进行了分析,并在此基础上以最小化设备计算代价为目标对所研究的问题进行形式化定义;然后,将该问题分解成设备的计算迁移、系统的带宽分配和设备的分组匹配三个子问题,并利用模拟退火、内点法和贪心算法对这三个子问题进行求解;最后,通过联合优化算法对上述子问题进行交替性迭代求解,最终获得最优计算迁移和资源分配策略。仿真结果表明,所提出的联合优化策略不但优于传统的正交多址接入（OMA）方式,而且能获得比平均分配带宽的NOMA技术更低的设备计算代价。     

MUSA系统中一种快速多用户检测算法

多用户共享接入是一种5G非正交多址接入方案,由于采用了串行干扰消除(SIC)检测算法,算法运行时间较长,时延和复杂度较大。针对5G低时延、高可靠性的需求,提出了一种基于并行干扰消除(PIC)结构的快速非线性检测算法,该算法不需要多级PIC结构。首先让接收信号经过最小均方误差(MMSE)检测器,并把MMSE检测器的输出作为PIC检测器的输入。该算法避免了串行干扰消除算法中多次排序和对矩阵多次求逆的问题,在不降低符号错误率的情况下,算法的运行时间减小了54%,复杂度降低了一个级别。     

适应于5G网络的联合功率域和编码域的NOMA系统

提出一个基于联合功率域和编码域的非正交多址(Non-Orthogonal Multiple Access, NOMA)系统，用以解决5G网络系统中频谱资源紧缺的问题。提出的系统在发射端通过稀疏码分多址(Sparse Code Multiple Access, SCMA)编码器对信号进行编码，根据各个用户不同的信道增益，分配给用户不同的功率。在接收端利用基于消息传递和连续干扰消除组合的算法检测各用户的信号。实验结果表明，与传统的SCMA系统相比，在加性高斯白噪声和衰落信道场景下，提出的NOMA系统在用户配对方面具有较高的灵活性和更高的频谱效率。     

基于双边匹配模型的上行链路NOMA用户配对方案

针对上行链路非正交多址接入(Non?orthogonal multiple access,NOMA)中的用户配对问题,提出了一种基于双边匹配模型的上行链路NOMA用户配对方案,与现有的NOMA用户配对方案不同,本方案根据用户信道增益采取预分组,避免了信道增益差距巨大的用户配对,同时避免信道增益差距微小的用户配对,以提高...     

基于比例速率约束的NOMA公平资源分配算法

针对下行非正交多址接入系统多用户场景,综合考虑吞吐量、服务质量、公平性、串行干扰消除(SIC)能力等因素,提出一种基于比例速率约束的公平资源分配算法。利用比例公平思想设计自适应比例公平用户配对方案,通过动态调整遗忘因子加快调度优先级的更新速度。设计最优功率分配方案以保证SIC的正确执行,同时为进一步提升配对用户间的公平性,给出基于比例速率约束的2种功率分配方案,获得相对稳定的功率分配关系。仿真结果表明,在保证系统吞吐量的前提下,该算法可有效提升接入系统的用户数和用户间公平性。     

基于用户序列相位旋转的非正交多址接入方案

为解决非正交多址接入(NOMA)下行链路中因配对用户间的数据干扰导致系统误码率过高的问题,提出一种基于配对用户数据相关性的NOMA方案。发射端根据配对用户数据序列的非相关性估计用户序列的相位旋转角度,设计阈值自适应选择的信号处理方法,将用户比特序列的相位旋转标记以及叠加信号通过高斯信道下发至用户,并在接收端使用下行控制信息携带的旋转标记选择解码方法。仿真结果表明,该方案可降低星座图上叠加信号星座点之间的相互干扰,在增加较少运算量的情况下有效提高系统误码率性能和用户公平性。     

下行NOMA系统中一种考虑用户QoS的功率分配方案

为了提高未来网络的系统吞吐量和频谱效率,非正交多址接入技术(non-orthogonal multiple access,NOMA)的功率分配问题成为了近年来移动通信领域研究重点。在保证用户服务质量的前提下,针对下行NOMA系统的功率分配问题进行了研究,在子带间采用迭代注水算法,小范围注水分配各子带的功率,在子带内考虑用户服务质量,利用卡罗需—库恩—塔克(Karush-Kuhn-Tucker,KKT)条件求出最优功率分配因子,以此最大化系统总吞吐量。仿真证明,提出的功率分配方案能达到的系统总吞吐量、频谱效率优于传统的功率分配方案,其系统总吞吐量比正交多址接入技术(orthogonal multiple access,OMA)提升了约40%以上。     

基于CR-NOMA网络的功率分配策略及中断性能分析

非正交多址接入技术(Non-orthogonal Multiple Access,NOMA)可以提高频谱效率,降低传输时延。另一种可以提高频谱效率的技术是认知无线电技术(Cognitive Radio,CR)。针对CR-NOMA中继网络,推导得到系统和次级用户的中断概率闭合表达式。为了最小化系统中断概率,研究了功率分配问题,并分析了功率分配因子对系统性能的影响。最后,通过蒙特卡洛仿真验证了理论结果的正确性。     

NOMA系统异构网络中联合用户关联和功率控制协同优化

针对非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)系统的两层异构网络,提出了基于效用函数最大化模型的用户关联与功率控制协同优化问题.在该问题中将系统总能效作为效用函数,在一定的用户服务质量要求(QoS)和最大功率限制约束下,提出一种联合用户关联和功率控制的算法.该算法首先将原问...     

多IRS辅助的NOMA URLLC系统性能优化

工业自动化等新型无线通信场景具有严格的低时延性和高可靠性需求，在网络中联合使用智能反射面(IRS)、非正交多址接入(NOMA)以及超可靠低时延通信(URLLC)技术能支持海量终端接入，并提供更低的通信时延、更高的可靠性，以及更高的吞吐量性能。考虑多IRS辅助的NOMA URLLC系统在多个用户被划分为多个簇的情况下，用户簇和IRS如何最佳配对和通信资源如何优化的问题，研究了联合优化用户发射功率分配、IRS反射波束成型以及用户簇IRS配对决策问题，最大化用户的吞吐量之和。为解决所考虑的非凸优化问题，提出一种基于交替迭代算法，通过巧妙地引入松弛变量，并采用半正定松弛方法，高效求解功率分配优化、IRS反射波束成型优化以及用户簇IRS配对决策优化三个子问题。仿真结果表明，所提算法能显著提高系统吞吐量，并且显示了用户簇IRS配对决策优化的必要性与有效性。     

一种新的OFDMA系统上行同步的联合估算方法

正交频分复用多址接入（OFDMA）是以正交频分复用技术（OFDM）为基础的多用户接入技术,作为IEEE802．16e的主流技术,必将推动整个蜂窝移动通信的发展。在OFDMA系统中,同步误差对系统性能具有重要的影响,不仅仅会破坏子载波之间的正交性,造成信道间干扰（ICI）和符号间干扰（ISI）,而且还会引人多址干扰（MAI）。为了最大限度地消除同步误差对通信系统性能的影响,文中提出一种时域新型同步算法,对多用户OFDMA系统上行的时偏和频偏进行联合估计。分析与仿真结果表明,该方法同步精度优于传统的单独考虑频偏或者时偏的估计方法,且在与传统估计方法保持相同性能时还保持了较低的复杂度,有效地提高了系统性能。