非正交多址系統(tǒng)功率分配及干擾消除算法研究.pdf

1、本文主要討論了非正交多址接入（Non-Orthogonal Multiple Access，NOMA）系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。NOMA多址系統(tǒng)主要通過引入功率域，給復(fù)用的用戶分配不同的功率來區(qū)分用戶，實(shí)現(xiàn)多址。NOMA最大的優(yōu)勢(shì)是提高頻譜效率。針對(duì)NOMA系統(tǒng)的相關(guān)問題，本文分四部分展開討論。
　　首先給出了NOMA系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并以兩用戶為例，詳細(xì)闡述了NOMA的基本原理。NOMA技術(shù)的核心是引入功率域，因此對(duì)于如何靈活的分配功率將是

2、NOMA系統(tǒng)發(fā)端重點(diǎn)研究的內(nèi)容。本文首先給出了兩種復(fù)雜度較低的NOMA功率分配算法，性能與最優(yōu)算法相比相差不大，但具有低復(fù)雜度，可實(shí)現(xiàn)性強(qiáng)。
　　然后又針對(duì)NOMA系統(tǒng)下每個(gè)子頻帶候選用戶集中用戶配對(duì)方案的相關(guān)研究，對(duì)于基于串行干擾消除（Successive Interference Cancellation，SIC）算法譯碼的NOMA系統(tǒng)，為了提高系統(tǒng)性能，接收機(jī)信干噪比差異要滿足一定的閾值才能確保盡可能小的誤碼傳播。為此本文給

3、出了一種用戶狀態(tài)排序配對(duì)算法，并與其它經(jīng)典的用戶配對(duì)算法進(jìn)行了仿真比較，證明了新算法的有效性。
　　接著討論了一種新用戶接入方案。對(duì)于NOMA系統(tǒng)而言，與正交頻分多址接入（Orthogonal Frequency Division Multiple Access，OFDMA）系統(tǒng)不同，由于頻譜效率的顯著提高，無需采用競(jìng)爭(zhēng)性接入，本文給出了一種用戶性能差異性選擇接入算法，充分兼顧了最大容量原則和公平性原則，并與傳統(tǒng)的隨機(jī)接入和最大信

4、干噪比接入算法相比較，證明了本文提出算法的有效性。
　　最后，本文研究了NOMA系統(tǒng)接收端的關(guān)鍵技術(shù)——干擾消除技術(shù)。由于NOMA技術(shù)是在發(fā)送端主動(dòng)引入干擾的多址接入技術(shù)，因此接收端的干擾消除技術(shù)就顯得非常重要。本文主要研究串行干擾消除算法，但是僅利用SIC算法，其性能不佳，考慮傳統(tǒng)線性檢測(cè)算法的優(yōu)勢(shì)，我們將線性檢測(cè)算法和SIC算法相結(jié)合，提出MMSE-SIC（MinimumMean Square Error）算法，以及排序的MM

5、SE-SIC算法。雖然MMSE-SIC算法性能是最佳的，但是其運(yùn)算過程中有大量的求逆運(yùn)算，復(fù)雜度較高。為此分析了QR分解算法，其復(fù)雜度較低，具有可實(shí)現(xiàn)性。除此之外，還考慮了干擾抑制合并（Interference Rejection Combining，IRC）算法，其性能遠(yuǎn)好于最大比合并（Maximum Ratio Combining，MRC）算法，并將IRC與SIC相結(jié)合，性能明顯改善。最后給出了NOMA多載波系統(tǒng)的整體干擾消除算法—