【摘要】：近年來,新興技術(shù)的涌現(xiàn)、智能終端設(shè)備數(shù)目的爆發(fā)式增長以及用戶高服務(wù)質(zhì)量需求,使得有限的頻譜資源日漸“捉襟見肘”。因此,通信學(xué)者們主要將關(guān)注點放在提高頻譜效率的無線通信技術(shù)的研究中,如非正交多址接入技術(shù)(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)。在NOMA系統(tǒng)中,發(fā)送端對同一NOMA用戶組的用戶信息采用功率域復(fù)用技術(shù)疊加編碼并發(fā)送;接收端采用串行干擾消除技術(shù)(Successive Interference Cancellation,SIC)進行譯碼。NOMA技術(shù)憑借其顯著提升頻譜效率和提高用戶入網(wǎng)數(shù)量的特點,成為下一代通信網(wǎng)絡(luò)中重點研究技術(shù)之一�，F(xiàn)有研究工作主要集中在假設(shè)基站已知完美信道狀態(tài)信息(Channel State Information,CSI)的情況下進行資源分配,然而在實際的通信環(huán)境中很難獲得完美CSI,因此研究非完美信道狀態(tài)信息(Imperfect Channel State Information,ICSI)下的NOMA系統(tǒng)模型非常有必要。本文研究了基于ICSI下NOMA蜂窩網(wǎng)絡(luò)的資源分配問題,將用戶匹配方案和功率分配因子作為變量,以該系統(tǒng)下行鏈路的能效最優(yōu)化為目標進行數(shù)學(xué)問題建模,并提出了一種啟發(fā)式算法,將原有問題降維處理。首先,針對同一NOMA用戶組內(nèi)不同用戶之間的功率分配問題,傳統(tǒng)方案中通常采用全搜索功率算法(Full Search Power Algorithm,FSPA),但是隨著全網(wǎng)用戶數(shù)量的逐步增多,FSPA方法的時間復(fù)雜度呈指數(shù)級增長,因此本文提出了一種次優(yōu)迭代功率分配算法,可以實現(xiàn)逼近FSPA算法最優(yōu)性能的同時降低了復(fù)雜度。其次,不同的用戶匹配方案也會影響NOMA用戶組之間的最優(yōu)功率分配因子,進而影響系統(tǒng)性能,而現(xiàn)有的用戶匹配方案通常采用用戶雙向選擇,復(fù)雜度較高且不能實現(xiàn)最優(yōu)性能,針對該問題本文依據(jù)次優(yōu)迭代功率分配算法計算所有用戶匹配方案下的能效矩陣,進而將該問題轉(zhuǎn)換成指派問題,利用匈牙利算法求解確保得到最優(yōu)用戶匹配方案。最后,當NOMA用戶組間的功率分配因子和用戶匹配方案確定后,原能效問題經(jīng)證明是關(guān)于信道間功率分配因子的擬凹函數(shù),可以利用梯度協(xié)助二分法尋找最優(yōu)解。仿真結(jié)果證明,本文提出的啟發(fā)式算法在確保系統(tǒng)用戶服務(wù)質(zhì)量需求的前提下,能夠有效逼近全空間搜索算法實現(xiàn)的最優(yōu)能效,同時大大降低了計算復(fù)雜度。
【圖文】：

同用戶信息按照信干噪比大小排序，消除干擾實現(xiàn)用戶信息的實現(xiàn)正確解調(diào)。NOMA技術(shù)時域、頻域以及功率域資源分配示意圖如圖 2.2 所示。圖2.2 基于 NOMA 技術(shù)的資源分配圖2.1.2 NOMA 特點與優(yōu)勢NOMA 技術(shù)包含以下幾個特征：(1)依賴于設(shè)備處理能力。由于用戶譯碼時存在來自同一 NOMA 組的其他用戶干擾，那么接收端硬件在譯碼時除了針對本用戶信息進行譯碼外，還需要對其他干擾用戶的信息進行譯碼，這將導(dǎo)致接收機硬件設(shè)計復(fù)雜度急劇增加。因此 NOMA 的實現(xiàn)必須依靠較高處理能力的硬件設(shè)備。(2)利用信道增益差異特性實現(xiàn)功率域的復(fù)用。NOMA 技術(shù)中，對于信道條件好的用戶分配較少的發(fā)射功率，同時可以獲得額外信道自由度的補償，反之信道條件差的用戶分配到更多的功率可以提升單用戶的速率上界。也就是說，雖然 NOMA 技術(shù)功率分配更為復(fù)雜，既要考慮不同的子信道，還要考慮每個子信道之間的用戶對應(yīng)的功率分配，但同時也可以充分利用功率域的自由度提升系統(tǒng)性能。(3)實際部署中的穩(wěn)健性。傳統(tǒng)的 OMA技術(shù)會采用 OFDM、混合自動重傳請求等基本技術(shù)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性能。但實際中

，各用戶之間為獨立信道增益�；竞陀脩魣D2.3 基于 NOMA 的蜂窩網(wǎng)絡(luò)下行鏈路場景圖的配置分別為多天線和單天線，，頻帶總帶寬為 B 并作歸一化處理�；驹谕粺o線資源塊上，以非正交資源分配方式處理 M 個用戶的信息，接收端的用戶接收到的信
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN929.5

【參考文獻】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 徐晉;非正交多址接入中的若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2015年

2 趙志信;非理想信道狀態(tài)信息下OFDMA系統(tǒng)自適應(yīng)資源分配技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

本文編號：2623679