面對5G海量連接、高容量、低時延和高頻譜效率的需求,非正交多址接入(NOMA)是滿足這些需求的關(guān)鍵技術(shù)之一。為了進(jìn)一步提高非正交多址接入系統(tǒng)的性能,本文從系統(tǒng)的可達(dá)吞吐量、波束成形和能量效率等問題展開研究工作。針對基于FDD單小區(qū)NOMA系統(tǒng)中存在的簇間干擾和用戶間干擾問題,本文從用戶分簇、預(yù)編碼和功率分配三方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。提出了一種改進(jìn)的k-means分簇算法,利用空間相關(guān)性將小區(qū)內(nèi)的用戶劃分為不同的簇,使不同簇之間的二階統(tǒng)計特性近似正交,減少簇間干擾;然后利用塊對角化預(yù)編碼對發(fā)送信息進(jìn)行預(yù)處理,進(jìn)一步消除簇間干擾;并通過求解系統(tǒng)可達(dá)吞吐量最大化問題,得到簇內(nèi)各用戶最優(yōu)的功率分配系數(shù),提高接收端連續(xù)干擾消除(SIC)的性能,減少用戶間干擾。仿真結(jié)果表明所提出的方法有效提高了系統(tǒng)可達(dá)吞吐量。在多小區(qū)大規(guī)模MIMO-NOMA系統(tǒng)中,由于小區(qū)邊緣用戶存在嚴(yán)重干擾,服務(wù)質(zhì)量差,提出了一種多小區(qū)協(xié)作的兩級波束成形方案,分別減緩小區(qū)間干擾和小區(qū)內(nèi)簇間干擾,將形成的問題模型進(jìn)行分解,得到了關(guān)于小區(qū)層波束成形矩陣和簇層波束成形矩陣的兩個子優(yōu)化問題,同時利用隨機(jī)矩陣?yán)碚摰臐u近性分析和凸優(yōu)化理論進(jìn)行求解得出波束成形矩陣及簇間功率分配。仿真結(jié)果表明,求解得到的波束成形矩陣抑制了小區(qū)間干擾和簇間干擾,對簇間功率分配的優(yōu)化提高了系統(tǒng)的能量效率。
【學(xué)位單位】：中南民族大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN929.5
【部分圖文】：

無線通信技術(shù)的快速發(fā)展和智能終端的普及，對第 5 代(5G)移動網(wǎng)絡(luò)提出高的要求，高速率移動多媒體業(yè)務(wù)逐漸成為移動通信的主流業(yè)務(wù)，爆發(fā)式增數(shù)據(jù)流量給有限的頻譜資源帶來了極大的壓力。同時，移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)也日趨成熟，海量終端同時可靠接入的問題將成為 5G 的巨大挑戰(zhàn)。這就意 5G 通信技術(shù)必須為廣大用戶提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，更大的終端設(shè)備承力，更低傳輸時延的用戶體驗，同時還必須提升無線通信系統(tǒng)的能效和節(jié)省成本，從而快速達(dá)成人們所構(gòu)想的“信息隨心至，萬物觸手及” 之宏偉目標(biāo)[移動通信技術(shù)的演進(jìn)經(jīng)歷了幾個重要的階段如圖 1.1 所示，每一代移動通統(tǒng)都有與之相適應(yīng)的多址技術(shù)。第一代(1G)移動通信主要支持模擬語音業(yè)址技術(shù)是頻分多址(Frequence Division MultipleAccess，F(xiàn)DMA) ，利用不同段來傳輸信息，業(yè)務(wù)種類比較單一；第二代(2G)移動通信多址技術(shù)是時分多Time Division Multiple Access，TDMA)，用戶數(shù)據(jù)使用不同的時隙來傳輸，不以提供話音業(yè)務(wù)，還支持低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；第三代(3G)主要使用碼分多址(Civision Multiple Access，CDMA)技術(shù)，共有三種標(biāo)準(zhǔn)，采用正交的 M 碼序?qū)崿F(xiàn)多用戶通信，用戶峰值速率得到大幅提升，并且支持多樣化的多媒體數(shù)

和物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)所要求的 Gbps 量級的用戶增強(qiáng)技術(shù)作為 5G 關(guān)鍵技術(shù)，在現(xiàn)有通信新型多址接入技術(shù)，可以使多個用率和傳輸容量提供了新的解決辦法。其Multiple Access，NOMA)技術(shù)作為 5G 的研究的熱點。關(guān)于 NOMA 技術(shù)的諸多(Orthogonal Multiple Access，OMA)相比用率，能夠支持的用戶數(shù)量要遠(yuǎn)大于 O的關(guān)鍵技術(shù)之一。日本NTT DoCoMo公司在2010年率先出，NOMA技術(shù)能夠顯著提高宏蜂窩系系統(tǒng)中先對用戶分簇，在發(fā)送端，通過功的用戶分配較少的功率，給距離基站較遠(yuǎn)使信號功率不同的多個用戶共同占用一采用SIC技術(shù)對接收信號檢測進(jìn)行信號分

先對用戶信道增益按照從大到小排序，然后確定一個合適因子，用戶之間功率的分配取決于功率分配因子的大小。在實際系統(tǒng)法中的功率分配因子和 FTPA 中衰減因子的選取會影響 NOMA 系統(tǒng)。因此文獻(xiàn)[21]和文獻(xiàn)[22]中功率分配參數(shù)的取值非常關(guān)鍵，但是確取值固定不變，不能根據(jù)用戶信道條件的具體情況而改變，從而導(dǎo)致能并非最佳。的系統(tǒng)兼容性是 NOMA 技術(shù)的重要優(yōu)點，它能夠與其他技術(shù)相結(jié)合技術(shù)與 MIMO、波束成形技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，能夠充分發(fā)揮各自的優(yōu)點，
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本文編號：2855033