【摘 要】
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作为5G的候选技术,非正交多址(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)和多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)分别实现了信号在功率域和空间域的复用,有效地提
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作为5G的候选技术,非正交多址(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)和多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)分别实现了信号在功率域和空间域的复用,有效地提升了系统性能。为了进一步提升频谱利用率和系统容量,可以将这2种技术相结合。本文对MIMO-NOMA的信号检测、用户分簇和功率分配等关键技术展开研究,主要工作内容如下:一、分析了MIMO-NOMA的优势、机遇和挑战,研究了MIMO-NOMA中的信号检测问题,通过仿真给出了各种信号检测算法的误比特率。二、研究了MIMO-NOMA下行通信系统中的用户分簇问题。通过综合考虑用户的相关度和信道差异,针对用户间信道相关度较低的场景提出了一种低复杂度的用户分簇算法。该算法提前将候选用户分为两部分以减少计算复杂度,将信道相关度较高的用户优先配对,再将剩余用户根据信道差异配对。仿真结果表明,所提算法在性能和计算复杂度上均优于传统用户分簇算法。三、研究了MIMO-NOMA下行通信系统中的功率分配问题。首先,分析了几种经典的功率分配方案的性能和优缺点;然后,建立目标函数,在保证用户最低速率的同时最大化系统容量,利用卡罗需-库恩-塔克(Karush-Kuhn-Tucker,KKT)条件求解功率分配因子;最后,根据求得的功率分配因子提出了2种功率分配方案。仿真结果表明,所提功率分配方案在确保NOMA用户的服务质量(Quality of Service,Qo S)的同时,提升了系统容量。
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