【摘要】：非正交多址接入(Non-orthogonal Multiple Access,NOMA)技術(shù)是一種能夠在相同時(shí)頻域上將多用戶信號(hào)疊加傳輸?shù)男滦投嘀方尤爰夹g(shù)。NOMA技術(shù)以其高頻譜效率、低時(shí)延和高連接密度的優(yōu)點(diǎn)被看做是5G通信系統(tǒng)中最有潛力的多址接入技術(shù)。由于在NOMA系統(tǒng)中多個(gè)用戶的信號(hào)在相同的子帶中是以非正交形式疊加的,在接收端出現(xiàn)了嚴(yán)重的多址干擾,因此在接收端準(zhǔn)確、快速、高效地消除其他干擾用戶的信號(hào)是NOMA系統(tǒng)的關(guān)鍵。本文研究重點(diǎn)是NOMA系統(tǒng)中的干擾消除技術(shù)。首先,本文在對NOMA技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行簡介的基礎(chǔ)上,詳細(xì)介紹了下行鏈路和上行鏈路NOMA系統(tǒng)理論。干擾消除技術(shù)作為NOMA技術(shù)的重要組成部分,本文對其進(jìn)行了簡單分類。除此之外,本文還介紹了分離多用戶信號(hào)的多址標(biāo)簽技術(shù)和降低系統(tǒng)誤比特率(Bit Error Rate,BER)的星座設(shè)計(jì)技術(shù)。其次,針對下行鏈路NOMA系統(tǒng)場景,本文提出了一種基于用戶序列相位旋轉(zhuǎn)的非正交多址接入方案。在綜合考慮發(fā)射端信號(hào)之間的相關(guān)性以及接收端信號(hào)處理能力受限的情況下,對發(fā)射端和接收端的信號(hào)處理進(jìn)行建模,通過對該模型進(jìn)行求解,實(shí)現(xiàn)下行鏈路NOMA系統(tǒng)BER性能優(yōu)化。通過仿真分析,相對于基于星座旋轉(zhuǎn)的NOMA方案,本章所提出的改進(jìn)的NOMA中小區(qū)中心用戶的誤比特率增益提升30.3%,小區(qū)邊緣用戶的誤比特率性能增益提升39.4%。最后,針對上行鏈路NOMA系統(tǒng)場景,本文提出了一種自適應(yīng)權(quán)值因子和多址標(biāo)簽輔助的并行干擾消除(Parallel Interference Cancellation,PIC)算法。該算法考慮單基站、多用戶構(gòu)成的上行鏈路NOMA系統(tǒng)場景,建模上行鏈路NOMA系統(tǒng)接收端PIC算法的權(quán)值因子最優(yōu)化問題,通過求解該優(yōu)化問題,自適應(yīng)地調(diào)整接收端PIC算法的偏移估計(jì)值。通過仿真分析發(fā)現(xiàn),改進(jìn)的PIC算法可以有效地提高上行鏈路NOMA系統(tǒng)的和速率和接收端的誤比特率性能。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN975
【圖文】：

圖 3.3 傳統(tǒng) NOMA 的接收端疊加星座圖 圖 3.4 所提方案的接收端疊加星座圖圖 3.5、圖 3.6 和圖 3.7 是 P11分別為 60%、70%和 80%的情況下不同 NOMA方案的誤比特率性能對比。對比的方案有傳統(tǒng)下行鏈路 NOMA 方案、基于星座旋轉(zhuǎn)的下行鏈路 NOMA 方案、接收機(jī)采用 MD-SIC 算法的下行鏈路 NOMA 方案以及本文所提出的基于序列相位旋轉(zhuǎn)的 NOMA 方案。從圖 3.5 中可以看出，在相同的信噪比環(huán)境下，UEN的誤比特率性能明顯優(yōu)于UEF，這是因?yàn)?UEN信號(hào)的功率較小，接收端首先檢測到 UEF的信號(hào)，然后使用SIC 算法消除 UEF的信號(hào)后得到 UEN的信號(hào)，因此 UEN的信號(hào)的信噪比增強(qiáng)。當(dāng)P11=60%的時(shí)候，與傳統(tǒng)的 NOMA 方案相比，基于星座旋轉(zhuǎn)的 NOMA 方案和本章所提出的 NOMA 方案可以同時(shí)使 UEF和 UEN的誤比特率性能得到改善。由于MD-SIC 算法只作用于 UEN，所以該算法對 UEF沒有性能增益，但是在四種算法中，MD-SIC 算法對 UEN的誤比特率性能改善最優(yōu)。本章提出的 NOMA 方案優(yōu)于

圖 3.3 傳統(tǒng) NOMA 的接收端疊加星座圖 圖 3.4 所提方案的接收端疊加星座圖圖 3.5、圖 3.6 和圖 3.7 是 P11分別為 60%、70%和 80%的情況下不同 NOMA方案的誤比特率性能對比。對比的方案有傳統(tǒng)下行鏈路 NOMA 方案、基于星座旋轉(zhuǎn)的下行鏈路 NOMA 方案、接收機(jī)采用 MD-SIC 算法的下行鏈路 NOMA 方案以及本文所提出的基于序列相位旋轉(zhuǎn)的 NOMA 方案。從圖 3.5 中可以看出，在相同的信噪比環(huán)境下，UEN的誤比特率性能明顯優(yōu)于UEF，這是因?yàn)?UEN信號(hào)的功率較小，接收端首先檢測到 UEF的信號(hào)，然后使用SIC 算法消除 UEF的信號(hào)后得到 UEN的信號(hào)，因此 UEN的信號(hào)的信噪比增強(qiáng)。當(dāng)P11=60%的時(shí)候，與傳統(tǒng)的 NOMA 方案相比，基于星座旋轉(zhuǎn)的 NOMA 方案和本章所提出的 NOMA 方案可以同時(shí)使 UEF和 UEN的誤比特率性能得到改善。由于MD-SIC 算法只作用于 UEN，所以該算法對 UEF沒有性能增益，但是在四種算法中，MD-SIC 算法對 UEN的誤比特率性能改善最優(yōu)。本章提出的 NOMA 方案優(yōu)于

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