基于自能量回收的全双工用户协作NOMA系统性能分析

自干扰的存在是全双工(Full Duplex,FD)用户协作中继系统中的不利因素,本文研究了基于自能量回收(Self-Energy Recycling,SER)的FD用户协作非正交多址(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)中继系统,在FD用户中继处考虑了不同的转发协议以及同时的信息和...     

不完美SIC下NOMA系统用户配对和功率分配联合优化

当前非正交多址(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)系统的用户配对和功率分配通常作为独立的问题进行研究,未考虑接收端不能完美执行串行干扰消除(Successive Interference Cancellation,SIC)的限制.鉴于此,提出一种不完美SIC下NOMA系统用户配对和...     

存在窃听用户下基于SWIPT的协作NOMA网络能效分析

针对基于携能同传(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)的协作非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)网络,提出了一种存在窃听用户下远端用户能效最大化的多维资源分配方法.在考虑近端用户安全传输...     

基于STBC的无线认知NOMA系统物理层安全性能研究

基于非正交多址接入（NOMA,Non-Orthogonal Multiple Access）的认知无线电（CR,Cognitive Radio）网络物理层传输面临主用户干扰和第三方窃听双重干扰威胁.本文提出利用空时编码（STBC,Space Time Block Coding）技术提高认知用户物理层安全性能,推导了任意认知用户的安全中断概率闭合表达式.通过蒙特卡洛仿真进行验证,结果表明,所提STBC-CR-NOMA相比未采用STBC编码方案的CR-NOMA可以明显提高用户的安全中断概率,且随着认知发射功率的增大,近端用户安全中断性能提高越大,而远端用户安全中断性能提升受认知基站发射功率的影响较小.仿真结果还表明,通过调整功率分配系数对远端用户和近端用户的安全中断性能影响不同.     

协作SWIPT-NOMA系统的物理层安全性研究

针对协作非正交多址接入(Non-orthogonal Multiple Access,NOMA)系统中用户充当中继并存在窃听者的场景,提出了一种新型协作干扰传输方案,以提高该系统的安全性.在第一时隙,基站将混合信号进行广播,同时为了干扰窃听者,信道条件较差的用户采用全双工的工作模式,发出协作干扰信号对窃听者进行干扰.在...     

非理想干扰删除下全双工中继NOMA系统的物理层安全性能研究

全双工协作中继转发信号时存在的自干扰现象会降低系统性能.本文考虑存在窃听者的下行非理想自干扰全双工协作中继非正交多址接入（NFCR-E-NOMA,Non-ideal Full Duplex Cooperative Relay in Non-Orthogonal Multiple Access system with Eavesdropper）系统,分别从系统中断概率和系统截获概率的角度分析了全双工协作中继的自干扰因素对于NFCR-E-NOMA系统安全中断性能的影响;推导了系统中断概率和截获概率的闭合表达式.仿真结果表明,全双工中继转发的自干扰因素对系统性能的影响较大,在NFCR-E-NOMA系统中,存在优化的中继转发功率,且在不同的基站发射功率和中继转发功率条件下,功率分配比对系统性能的影响也不同,在实际主链路信道条件允许的情况下,可通过设置较高的数据传输速率来抑制窃听者的截获概率.     

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.     

智能窃听下协作NOMA网络的性能分析

针对下行双用户NOMA (Non-Orthogonal Multiple Access)系统模型中存在智能窃听者,该窃听者可以自适应地选择被动窃听或主动干扰工作模式,在不精确了解其干扰水平的情况下,部分NOMA用户很有可能遭遇传输质量下降乃至保密中断,这将对信息安全传输构成严重威胁。另外,由于信道衰落,用户的位置对系统整体性能有很大影响,难以保证距离源节点较远用户的传输质量。为解决上述问题,本文提出了一种新型的两阶段用户协作方案。第一阶段,远用户采用全双工(full-duplex,FD)干扰智能窃听者,第二阶段,近用户可作为一个中继协助源节点转发远用户信号信息,并在接收端采用串行干扰消除（Successive Interference Cancellation, SIC）技术进行解码。使用户间达成合作,提高通信链路安全性和用户服务质量。考虑到系统中不同用户的信息接收速率与通信需求不同之间的相关性,分别推导了遍历安全容量和遍历容量的解析表达式,同时分析了功率分配因子和用户间协作发射功率等因素对性能的影响,并通过Monte-Carlo仿真验证了其正确性。      

非理想连续干扰消除下非正交多址接入上行传输系统性能分析

非正交多址接入(NOMA)技术允许多个发送方共用同一个资源块,接收方通过连续干扰消除(SIC)解码出不同发送方的信息。然而,目前针对NOMA系统的研究大多基于理想SIC的假设,而没有考虑非理想SIC对系统性能带来的影响。针对此问题,该文在非理想SIC的假设下,针对单小区上行NOMA系统提出一套性能分析框架。首先,采用二项式点过程(BPP)对上行NOMA系统中基站和用户设备的空间分布进行建模。基于此模型,采用基于大尺度衰落的干扰消除顺序,对干扰消除的误差情况进行分析。进一步,基于随机几何理论和次序统计理论,推导出距基站由近至远次序为k的用户设备的覆盖概率,并采用平均覆盖概率衡量整个NOMA传输系统的可靠性。理论和仿真结果分析了远近次序、基站半径和发射功率等系统参数对传输可靠性的影响,并验证了理论推导的准确性。     

NOMA-D2D协作无线系统的物理层安全

针对未来海量用户设备接入的物理层安全（physical layer security，PLS）应用需求，提出了一种组合非正交多址接入（non-orthogonal multiple access，NOMA）、终端直通（device-to-device，D2D）与中继协作的NOMA-D2D协作无线系统PLS模型。该模型由采用发射天线选择（transmit antenna selection，TAS）的基站、分别作为基站和D2D发射端的NOMA远端蜂窝用户、D2D接收端以及被动窃听者组成，其中的D2D发射端承担基站的 NOMA 近端用户和解码转发中继两种角色。利用高斯—切比雪夫正交定理推导两种 TAS 方案下NOMA-D2D协作无线系统的安全中断概率、非零安全容量概率以及渐近安全中断概率的近似表达式。数值计算和仿真实验验证了NOMA-D2D协作无线系统PLS性能分析的准确性；在基站总功率恒定时增大分配给远端蜂窝用户的功率能有效提升NOMA-D2D协作无线系统的PLS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。     

非理想硬件条件下协作NOMA系统安全中断性能研究

实际收发设备的非理想硬件(RHI,Residual Hardware Impairment)特性会对协作非正交多址接入(NOMA,Non?Orthogonal Multiple Access)系统性能产生重要影响.因此,本文提出了基于RHI的下行链路单窃听多中继协作NOMA系统模型,推导了联合考虑合法链路和窃听链路使目...     

非对称NOMA系统的转发策略

为了弥补非对称的非正交多址接入（Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA）系统研究的不足,针对具有远近两个用户的NOMA系统的下行链路模型,研究了直接解码转发（Decodeand-Forward,DF）功率叠加数据和只解码转发远端用户数据两种策略,并在该两种转发策略的基础上,提出了基于近端用户利用控制帧反馈判断的转发策略。针对这3种转发策略,详细地分析了该系统中远近两个用户的精确中断性能,并给出了高信噪比下的近似逼近结果;然后利用近似逼近结果,分析得到了两个用户所达到的中断性能最优的功率叠加分配因子;最后通过仿真分析,验证了理论分析的正确性,并比较了两用户在3种策略下的性能。     

NOMA增强型D2D通信的资源分配算法

传统蜂窝网络中,多址接入技术起着尤为关键的作用,与正交多址(Orthogonal Multiple Access,OMA)技术相比,非正交多址(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)能够支持的用户数量远远超过可用正交资源的数量,可以达到更高的频谱效率和用户公平性.因此,为提高异构蜂窝网...     

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。     

自适应窃听下NOMA用户协作干扰的物理层安全研究

在存在一个半双工自适应窃听者的通信模型中,分析了采用非正交多址(Non-orthogonal Multiple Access,NOMA)技术合作系统的性能。提出了一种新型的合作NOMA方案,该方案在中继转发时,强用户可充当中继协助转发弱用户信号,而弱用户采用全双工技术向窃听者发送干扰信号,提高了通信链路的安全性和用户的服务质量。合法接收端采用连续干扰消除(SIC)技术,以解码来自叠加信号的各个消息。在已知窃听信道统计信道状态信息(CSI)的情况下,分别推导了2个用户的安全中断概率和中断概率的闭合表达式,并通过Monte-Carlo仿真验证。理论分析和数值模拟结果均表明所提出的NOMA用户合作方案在保密率方面优于非合作方案的性能。     

基于NOMA的星地协作网络性能分析

随着星地融合网络的不断发展,如何进一步提高有限的卫星资源利用率,受到了国内外专家学者的广泛关注。因此,提出了一种基于非正交多址(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术的星地协作网络传输方案。首先,假设卫星与用户之间不存在直传链路,中继节点以译码转发(Decode-and-Forward,DF)方式实现卫星与用户间的协作通信;其次,根据卫星信道服从阴影莱斯分布、地面信道服从Nakagami-m信道的情况,推导出用户中断概率的精确表达式、高信噪比下的近似表达式和系统遍历容量;最后,通过仿真验证理论推导的正确性和将NOMA技术引入星地协作网络的优越性。     

基于NOMA的协作中继网络安全性能分析

由于非正交多址接入(Non-orthogonal Multiple Access,NOMA)能够显著提升系统的频谱资源利用率,在下一代移动通信中得到广泛应用。对NOMA环境下多中继协作网络的最优中继选择方案和系统安全性能进行了分析和讨论,其中包含窃听者仅窃听中继和窃听者同时窃听中继及源节点这2种情况下的系统安全性能表现,并与相同场景下正交多址接入(Orthogonal Multiple Access,OMA)网络进行了对比。最终的理论分析和仿真结果表明,在所提出系统模型中,当信道条件相同时,NOMA网络总能取得相较于OMA网络更好的安全性能,同时随着系统中继节点数目的增多,NOMA网络在物理层安全性能上获得更大的优势。     

一种基于Max-Log-MPA算法的改进方法

非正交多址接入技术(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)具备高频谱效率和大连接的特性.随着移动数据和用户数量的爆炸式增长,NOMA技术的代表之一——稀疏码多址接入(Sparse Code Multiple Access,SCMA)技术具有愈发重要的研究意义.为了降低SCMA系统的检测...     

NOMA系统基于改进的近似消息传递算法的联合信道估计与多用户检测

针对免调度非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)系统,多用户传输场景的上行信道估计(Channel Estimation,CE)与活动用户检测(Active User Detection,AUD)问题可被建模为压缩感知重建问题.本文提出了一种改进的近似消息传递(Appr...