论文部分内容阅读
5G移动通信技术的快速发展,互联网和物联网(Internet of Things,IOT)的深入融合,智能终端的迅速崛起,对现有移动通信系统和关键技术带来更多挑战。面对日益短缺的频谱资源和智能终端的大规模连接,多址接入方案由传统正交多址接入(Orthogonal Multiple Access,OMA)向非正交多址接入(Non-orthogonal Multiple Acess,NOMA)转变。NOMA技术凭借着自身非正交的优势,在提升频谱效率的同时,大大增加用户连接数目,成为未来5G新型多址接入候选方案[1]。因此,NOMA关键技术研究和性能评估,具有非常重要的意义。与传统OMA系统不同的是,NOMA系统中同一时频资源不再只调度一个用户,而是调度多个用户,调度用户之间的时频资源满足非正交性。基站端在功率域或码域实现多用户传输信号的叠加,接收端采用串行干扰删除技术(Successive Interference Cancellation, SIC),译码并恢复原始信号。本课题深入研究NOMA关键技术,包括用户配对、功率分配、资源调度和 MIMO(Multiple-input Multiple-output)融合。首先提出自适应功率分配算法,通过设置合适的功率分配因子集合,在系统性能、计算复杂度和信令开销方面取得有效折衷。然后改进基于比例公平(Proportional Fair, PF)的NOMA调度算法,通过设置合适的比例公平因子系数,调整NOMA和OMA调度模式的比例,从而取得更优的NOMA性能增益。最后通过研究多用户叠加传输候选方案,提出基于格雷码映射的NOMA联合优化方案,实现联合调制和格雷码映射,减少信令开销。通过搭建C++系统级仿真平台,实现NOMA关键技术的性能评估和方案优化。仿真结果表明,改进的NOMA方案相比于传统OMA方案,小区平均和边缘吞吐量增益分别为15.6%和16.9%。新提出的基于格雷码映射的NOMA联合优化方案与改进NOMA方案相比,有一定的性能损失,分别为1.2%和3.5%。该方案以牺牲部分可忽略的性能增益为代价,降低系统实现复杂度,减少信令开销。