NOMA系统中用户分组及功率分配方案研究
Research on User Grouping and PowerAllocation Scheme for Non-OrthogonalMultiple Access Systems
随着移动互联网与物联网的迅猛发展,下一代移动通信系统5G要求传输速率更快、频谱效率更高、网络接入设备数更多、时延更低的通信.面对未来严峻形势,业界纷纷提出多种新型多址接入技术,而NOMA(Non-orthogonal Multiple Access,非正交多址接入)技术便是其中之一.由于NOMA在发送端引入了功率域复用技术,实现多个叠加用户共享相同时频域资源,传统的资源分配方案已不能满足其需求,因此本文重点研究NOMA系统中用户分组及功率分配方案.本文首先阐述了NOMA的基本原理及其技术特点,同时介绍了发送端几种经典的功率分配算法,接着分别介绍了三种接收检测技术,包括两种串行干扰消除算法和联合检测算法,并对5G中现有的几种新型多址接入技术进行对比,为之后的研究奠定了理论基础.然后针对基于容量的NOMA系统下行链路子载波和功率分配优化问题,提出了一种用户分组及功率分配方案.该方案采用分步优化思想,通过基于贪婪算法的用户分组策略,每次用户选择时总把当前步骤中最好的选择作为最优策略,从而降低了穷举算法的计算复杂度.基于此用户分组策略的结果,通过将注水算法与FTPA(Fractional Transmit Power Allocation)算法相结合,得到子载波功率和叠加用户的功率,以此对系统容量作进一步地优化.仿真结果表明,改进的功率分配算法有效地提高了NOMA系统容量.最后针对基于能量效率的NOMA系统下行链路功率分配优化问题,提出了一种基于改进粒子群算法的功率分配方案.该方案利用粒子群算法的收敛速度快、寻优能力强的特点,通过模拟飞鸟觅食过程,粒子群中各粒子向个体最好位置和种群最好位置学习,不断调整粒子自身的运动速度和位置,经过多次迭代便能在解空间中搜索到最优解,从而解决了在保证用户最小速率要求前提下的以能量效率为优化目标的功率分配问题.仿真结果表明,该方案有效地提升了NOMA系统的能量效率.
- 作者：
- 肖杰
- 学位授予单位：
- 重庆邮电大学
- 专业名称：
- 电子与通信工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2017年
- 导师姓名：
- 苏开荣
- 中图分类号：
- TN929.5
- 关键词：
- 非正交多址；串行干扰消除；用户分组；功率分配
- Non-orthogonal Multiple Access； Successive Interference Cancellation； user grouping； power allocation