【摘要】：新型非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技術(shù)通過(guò)在時(shí)域、頻域或碼域引入新維度來(lái)執(zhí)行多路復(fù)用。在5G爆炸性數(shù)據(jù)增長(zhǎng)背景下,提高NOMA頻譜效率和能量效率成為研究關(guān)注的方向。傳統(tǒng)的資源分配方案已不能滿(mǎn)足其需求,因此本論文重點(diǎn)研究功率域非正交多址接入系統(tǒng)中用戶(hù)配對(duì)以及功率分配方案。主要工作如下:首先,針對(duì)NOMA下行鏈路系統(tǒng)兩個(gè)復(fù)用用戶(hù)的場(chǎng)景,描述了NOMA系統(tǒng)的基本原理以及相較于傳統(tǒng)正交多址接入系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì),同時(shí),重點(diǎn)分析了幾種常見(jiàn)的接收檢測(cè)技術(shù)、用戶(hù)配對(duì)以及功率分配算法。其次,針對(duì)NOMA容量的用戶(hù)配對(duì)和資源分配優(yōu)化問(wèn)題,本文的擴(kuò)展工作是通過(guò)功率離散化方法將其轉(zhuǎn)換為單目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題,并提出全局最優(yōu)搜索算法確定系統(tǒng)吞吐量性能的上界。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)吞吐量、接入小區(qū)用戶(hù)數(shù)以及用戶(hù)公平性的折衷,提出了分步優(yōu)化的低復(fù)雜度算法。所提算法為了提升接入小區(qū)的用戶(hù)數(shù),設(shè)計(jì)了自適應(yīng)比例公平用戶(hù)配對(duì)方案,該方案通過(guò)所有用戶(hù)調(diào)度優(yōu)先級(jí)的方差動(dòng)態(tài)調(diào)整遺忘因子,進(jìn)而影響調(diào)度優(yōu)先級(jí)的更新。同時(shí),為了進(jìn)一步提升配對(duì)用戶(hù)間的公平性,設(shè)計(jì)了基于比例速率約束的功率分配方案,該方案可以獲得相對(duì)穩(wěn)定的功率分配結(jié)果。仿真結(jié)果表明,所提算法在有效保證系統(tǒng)吞吐量的前提下提升了接入系統(tǒng)的用戶(hù)數(shù)和用戶(hù)間公平性。最后,針對(duì)NOMA能量效率的用戶(hù)配對(duì)和資源分配優(yōu)化問(wèn)題,本文將原始非凸優(yōu)化問(wèn)題分解為三個(gè)優(yōu)化子問(wèn)題。用戶(hù)-子信道匹配階段采用基于等效信道增益的自適應(yīng)比例公平用戶(hù)配對(duì)方案,子信道間采用均等功率分配方案,然后將子信道內(nèi)的功率分配優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為DC規(guī)劃問(wèn)題,并采用凹凸過(guò)程算法進(jìn)行求解。同時(shí),為了保證配對(duì)用戶(hù)的QoS,本文推導(dǎo)出了由配對(duì)用戶(hù)等效信道增益、用戶(hù)最小數(shù)據(jù)速率需求以及配對(duì)用戶(hù)間功率分配比例因子上界確定的子信道最小功率需求方案。仿真結(jié)果表明,所提算法比傳統(tǒng)的能效資源分配算法具有更優(yōu)系統(tǒng)吞吐量和能量效率。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.5

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本文編號(hào)：2770572