【摘 要】
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与5G时代同步而来的,不仅有海量的应用和便利的生活方式,还有井喷式增长的流量。超密集异构网络（Ultra-dense HeterogeneousNetworks,UD-HetNets）通过在宏小区中密集地部署小基站（Small Base Station,SBS）,拉近了用户与基站（Base Station,BS）间的距离,减少了路径损耗和深度衰弱,可以提升网络容量,成为应对流量激增的有效手段。但是
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与5G时代同步而来的,不仅有海量的应用和便利的生活方式,还有井喷式增长的流量。超密集异构网络（Ultra-dense HeterogeneousNetworks,UD-HetNets）通过在宏小区中密集地部署小基站（Small Base Station,SBS）,拉近了用户与基站（Base Station,BS）间的距离,减少了路径损耗和深度衰弱,可以提升网络容量,成为应对流量激增的有效手段。但是,网络中庞大的用户数据仍然需要回传到核心网络,这给回程传输带来了巨大压力。无线回程作为一种较为新型的回程方式,相比于有线回程具有经济、灵活、组网便利的特点,正被越来越多的研究人员关注。然而,无线回程需要占用无线频谱进行传输数据,这就使本已稀缺的频谱资源更加紧张。由于非正交多址接入（Non-orthogonal Multiple Access,NOMA）技术具有多连接性和高资源利用率的特点,可以有效改善UD-HetNets无线回程性能。因此,本文开展了基于NOMA技术的UD-HetNets无线回程研究。首先,本文对UD-HetNets进行了概述。先是回顾了UD-HetNets的演进,然后介绍了UD-HetNets中应用的三个技术:无线回程、资源分配和NOMA。最后,提出了UD-HetNets所面临的问题。其次,在两层的异构网络（HeterogeneousNetworks,HetNets）中,本文提出了根据信道质量变化在正交多址接入（Orthogonal Multiple Access,OMA）、NOMA和半双工协作NOMA（Half-Duplex Cooperative NOMA,HD-CNOMA）三种基础模式自动切换的无线回程策略,称之为ONC无线回程策略,目的是优化中断性能。分别设计了NOMA和协作非正交多址接入（Cooperative Non-orthogonal Multiple Access,CNOMA）模式下最优中断性能的功率分配方案。在此基础上,给出了ONC策略完整的中断概率闭合表达式。仿真结果表明,相比于仅采用OMA、NOMA或CNOMA模式的无线回程,ONC策略能够获得最优的中断性能,并提升了回程容量。最后,基于ONC无线回程策略,提出了一种UD-HetNets中无线回程的资源分配方案,称之为ONC-RA方案。按照先对SBS分簇,后进行资源分配的思路,先提出基于贪心算法的SBS分簇方法,然后根据SBS分簇情况提出簇间资源分配方法。我们还推导了获得最优中断性能的资源分配顺序。针对视距（Line of Sight,LOS）和非视距（None Line of Sight,NLOS）的无线通信场景,我们分别假设了莱斯和瑞利衰落信道对ONC-RA方案进行仿真验证,并与其它方案进行比较。结果表明,ONC-RA方案相比于OMA、NOMA、全双工协作NOMA（Full-Duplex Cooperative NOMA,FD-CNOMA）模式及平均分配功率的ONC无线回程策略,具有最优中断性能,且仅以降低少量回程容量为代价,换取了中断性能的大幅提升。
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