未來(lái)通信場(chǎng)景具有超高流量密度、超高連接數(shù)、超高速率等特征,因而未來(lái)無(wú)線通信系統(tǒng)的部署面臨巨大挑戰(zhàn)。在傳統(tǒng)的正交多址接入（OMA）技術(shù)中,通常為每個(gè)用戶分配單獨(dú)的無(wú)線資源,例如時(shí)間、頻率等。非正交多址接入技術(shù)允許多個(gè)用戶共享同一無(wú)線資源,從而大大提升用戶連接數(shù)和系統(tǒng)容量,并降低設(shè)備功耗,成為下一代無(wú)線通信系統(tǒng)的候選關(guān)鍵技術(shù)之一。功率域作為一種新的復(fù)用資源,為非正交多址接入技術(shù)提供了一個(gè)重要的額外設(shè)計(jì)維度。因此,合理的功率分配對(duì)于提升非正交多址接入系統(tǒng)的頻譜效率和用戶公平性等性能指標(biāo)具有重要意義。本論文主要研究非正交多址接入系統(tǒng)的功率分配優(yōu)化設(shè)計(jì)算法,并對(duì)相關(guān)理論問(wèn)題和系統(tǒng)性能指標(biāo)進(jìn)行分析。本論文的研究將涉及完備和非完備的信道狀態(tài)信息（CSI）條件下的單天線、多天線和毫米波（mmWave）通信場(chǎng)景,以及多小區(qū)協(xié)作場(chǎng)景。已有基于功率域的非正交多址接入（NOMA）系統(tǒng)通常采用完備CSI假設(shè)和固定NOMA設(shè)計(jì),即固定功率分配和固定解碼順序。由于系統(tǒng)開銷的限制,通常難以獲得完備的CSI,因而將導(dǎo)致NOMA系統(tǒng)用戶遭受服務(wù)中斷,降低NOMA帶來(lái)的性能增益。本文研究了已知信道二階統(tǒng)計(jì)特性的單天線非正交... 

【文章來(lái)源】：西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：157 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 正交與非正交多址接入技術(shù)
        1.1.1 正交多址接入技術(shù)
        1.1.2 非正交多址接入技術(shù)
        1.1.3 基于功率域的非正交多址接入（NOMA）系統(tǒng)
    1.2 NOMA系統(tǒng)中的功率分配及相關(guān)技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 單載波NOMA系統(tǒng)
        1.2.2 MC-NOMA系統(tǒng)
        1.2.3 MIMO-NOMA系統(tǒng)
        1.2.4 mmWave-NOMA系統(tǒng)
        1.2.5 NOMA與其它技術(shù)的結(jié)合
    1.3 本文的研究思路、主要貢獻(xiàn)及論文內(nèi)容組織
第2章 SISO-NOMA系統(tǒng)的最優(yōu)功率分配及性能分析
    2.1 研究動(dòng)機(jī)與研究思路
    2.2 SISO-NOMA系統(tǒng)的最優(yōu)功率分配
        2.2.1 基于中斷概率的功率分配優(yōu)化
        2.2.2 基于發(fā)送功率的NOMA方案和OMA方案比較
        2.2.3 仿真結(jié)果和分析
    2.3 基于用戶公平性的SCMA系統(tǒng)的功率分配優(yōu)化
        2.3.1 多用戶SCMA系統(tǒng)模型
        2.3.2 多用戶SCMA系統(tǒng)的可達(dá)速率
        2.3.3 多用戶SCMA系統(tǒng)的功率分配設(shè)計(jì)
        2.3.4 仿真結(jié)果和分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 MIMO-NOMA系統(tǒng)的功率分配及波束成形設(shè)計(jì)
    3.1 研究動(dòng)機(jī)與研究思路
    3.2 MIMO-NOMA系統(tǒng)模型
    3.3 基于系統(tǒng)效用最大化的功率分配及波束成形設(shè)計(jì)
        3.3.1 MIMO-NOMA系統(tǒng)效用函數(shù)優(yōu)化建模
        3.3.2 CDI模型下提出的下界近似算法
        3.3.3 信道估計(jì)不確定性模型下提出的近似方法
        3.3.4 基于兩種非完備CSI模型的算法分析
        3.3.5 基于效用函數(shù)最大化的仿真結(jié)果和分析
    3.4 基于功率最小化的功率分配及波束成形設(shè)計(jì)
        3.4.1 完備CSI下的功率分配及波束成形設(shè)計(jì)
        3.4.2 CDI模型下的功率分配及波束成形設(shè)計(jì)
        3.4.3 兩種基于功率最小化算法的設(shè)計(jì)和分析
        3.4.4 基于功率最小化的仿真結(jié)果與分析
    3.5 本章小節(jié)
第4章 mmWave-NOMA系統(tǒng)的最優(yōu)功率分配及用戶調(diào)度
    4.1 研究動(dòng)機(jī)與研究思路
    4.2 mmWave-NOMA系統(tǒng)模型
    4.3 mmWave-NOMA系統(tǒng)的優(yōu)化問(wèn)題建模
    4.4 mmWave-NOMA系統(tǒng)的全局最優(yōu)解算法
        4.4.1 基于BB算法的mmWave-NOMA系統(tǒng)的優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化
        4.4.2 基于mmWave-NOMA系統(tǒng)的BB算法的基本原理
        4.4.3 提出的最優(yōu)用戶調(diào)度和功率分配算法
    4.5 基于mmWave-NOMA系統(tǒng)的低復(fù)雜度優(yōu)化算法
        4.5.1 基于SCA的次優(yōu)功率分配算法
        4.5.2 基于多對(duì)一匹配的用戶調(diào)度算法
    4.6 仿真結(jié)果與分析
    4.7 本章小節(jié)
第5章 基于機(jī)器學(xué)習(xí)的mmWave-NOMA系統(tǒng)的用戶分簇和功率分配優(yōu)化
    5.1 研究動(dòng)機(jī)與研究思路
    5.2 基于隨機(jī)空間分布的mmWave-NOMA系統(tǒng)模型
    5.3 優(yōu)化問(wèn)題建模和基于匹配理論的用戶分簇算法
        5.3.1 mmWave-NOMA系統(tǒng)的優(yōu)化問(wèn)題建模
        5.3.2 用于mmWave-NOMA系統(tǒng)的基于多對(duì)一匹配用戶分簇算法
    5.4 mmWave-NOMA系統(tǒng)中基于機(jī)器學(xué)習(xí)的用戶分簇
        5.4.1 mmWave-NOMA系統(tǒng)用戶分簇的基本原理
        5.4.2 mmWave-NOMA系統(tǒng)分簇測(cè)度函數(shù)模型
        5.4.3 mmWave-NOMA系統(tǒng)用戶簇的數(shù)目選擇
        5.4.4 mmWave-NOMA系統(tǒng)用戶分簇算法分析
        5.4.5 mmWave-NOMA系統(tǒng)在線用戶分簇算法
    5.5 基于用戶分簇的mmWave-NOMA系統(tǒng)功率分配算法
        5.5.1 簇間和簇內(nèi)功率分配的關(guān)系
        5.5.2 簇內(nèi)最優(yōu)功率分配方案
    5.6 仿真結(jié)果與分析
    5.7 本章小節(jié)
第6章 基于用戶體驗(yàn)（QoE）的多小區(qū)NOMA系統(tǒng)的最優(yōu)功率分配
    6.1 研究動(dòng)機(jī)與研究思路
    6.2 多小區(qū)NOMA系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)模型
    6.3 多小區(qū)NOMA系統(tǒng)的用戶-基站關(guān)聯(lián)和子信道分配
        6.3.1 匹配理論的基本原理
        6.3.2 多小區(qū)NOMA系統(tǒng)的用戶-基站關(guān)聯(lián)算法
        6.3.3 多小區(qū)NOMA系統(tǒng)子信道分配算法
        6.3.4 基于多小區(qū)NOMA系統(tǒng)的三維匹配算法分析
    6.4 求解多小區(qū)NOMA系統(tǒng)的功率分配優(yōu)化問(wèn)題
        6.4.1 多小區(qū)NOMA系統(tǒng)基于BB的最優(yōu)功率分配策略
        6.4.2 多小區(qū)NOMA系統(tǒng)低復(fù)雜度功率分配策略
    6.5 仿真結(jié)果和分析
    6.6 本章小節(jié)
結(jié)論與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
第2章的相關(guān)證明
第3章的相關(guān)證明
第4章的相關(guān)證明
第5章的相關(guān)證明
第6章的相關(guān)證明
攻讀博士學(xué)位期間錄用、完成的論文
攻讀博士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目
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符號(hào)和縮略詞



本文編號(hào)：3021633