基于非正交多址接入的蜂窝网络性能分析
发布时间：2020-12-10 13:16
在大数据时代背景下,移动数据的需求爆炸式增长,蜂窝移动网络密集化、非正交多址（Non-orthogonal Multiple Access,NOMA）、同时同频全双工等网络和传输技术成为5G移动通信的关键技术。根据NOMA密集蜂窝网络中基站和用户的分布特性,本文以随机几何作为数学理论基础,研究了基于NOMA的多小区蜂窝网络的性能。主要内容包括:（1）针对NOMA蜂窝网络中非理想干扰删除问题,引入信道增益分布,在随机用户选择和固定功率分配的情况下,研究了Nakagami传输场景下NOMA蜂窝网络的性能问题。首先,在非理想串行干扰删除（Successive Interference Cancellation,SIC）存在的情况下,根据信道增益分布推导了NOMA蜂窝网络中用户的覆盖概率和平均可达速率,随后,基于覆盖概率推导了蜂窝系统的区域频谱效率和区域能量效率。最后,分析了固定功率分配因子、非理想干扰删除和路径损耗因子对系统性能的影响。数值结果表明,相比于OMA网络,考虑非理想SIC的NOMA蜂窝网络可通过功率分配来获得更好的用户公平性和更高的网络能效。（2）针对同时同频全双工混合接入方式下...
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
NOMA与OMA系统对比示意图
如图2.2所示,在下行NOMA链路中,用户端进行SIC解调。解码的最佳顺序根据有效信道增益的降序,即有效信道增益最小的用户先进行解调,有效增益大的用户后解调,有效信道增益表示为。假设所有解调的用户均采用理想SIC,对应NOMA系统两个用户的场景,基于正确的解码顺序,用户2无需进行SIC解调,用户1首先正确解调出用户2的信号来保证解调自身信号时无需受到用户2的干扰。假设所有的解调都是正确解码且不存在误差传播,因此下行NOMA链路中用户吞吐量可以分别表示为：
考虑如图3.1所示的下行NOMA多小区蜂窝网络,该蜂窝网络的拓扑结构的每个小区中包含1个基站和M个下行用户,其中用户接入方式为NOMA。假设基站和用户工作模式均限定为半双工。关注多小区NOMA蜂窝网络中任意选取一个点的接收SINR,对于下行而言,这个点是任意选取的一个NOMA用户。NOMA蜂窝网络中基站的位置分布是遵循上的HPPP,用密度为的来表示。同样的,蜂窝网络中用户位置的分布是遵循另外一个上且密度为的HPPP。根据PPP的掌心概率特性,将任意一个接收节点的位置设置在原点并作为参考点并不会影响其他发送节点的泊松点过程,即和仍然是参数为和的HPPP。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中继蜂窝网络能量效率分析[J]. 陈永红,郭莉莉,张士兵. 计算机应用. 2018(10)
[2]NOMA系统中基于协作干扰的物理层安全方案[J]. 徐鑫,金梁. 信号处理. 2017(06)
[3]Power Allocation and Performance Analysis of the Collaborative NOMA Assisted Relaying Systems in 5G[J]. Xin Liu,Xianbin Wang,Yanan Liu. 中国通信. 2017(01)
[4]Pattern Matrix Design of PDMA for 5G UL Applications[J]. Bin Ren,Yingmin Wang,Xiaoming Dai,Kai Niu,Wanwei Tang. 中国通信. 2016(S2)
[5]5G移动通信网络关键技术综述[J]. 赵国锋,陈婧,韩远兵,徐川. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2015(04)
[6]基于随机几何模型的中继蜂窝网络能效[J]. 余欢,李云洲,许希斌,王京. 清华大学学报(自然科学版). 2013(11)
硕士论文
[1]云无线接入网络非正交多址接入技术研究[D]. 顾湘.北京邮电大学 2018
[2]多用户共享接入及其关键技术研究[D]. 武汉.重庆邮电大学 2017
[3]面向5G移动通信系统的非正交多址技术研究[D]. 郭菁睿.东南大学 2017
本文编号：2908760
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
NOMA与OMA系统对比示意图
如图2.2所示,在下行NOMA链路中,用户端进行SIC解调。解码的最佳顺序根据有效信道增益的降序,即有效信道增益最小的用户先进行解调,有效增益大的用户后解调,有效信道增益表示为。假设所有解调的用户均采用理想SIC,对应NOMA系统两个用户的场景,基于正确的解码顺序,用户2无需进行SIC解调,用户1首先正确解调出用户2的信号来保证解调自身信号时无需受到用户2的干扰。假设所有的解调都是正确解码且不存在误差传播,因此下行NOMA链路中用户吞吐量可以分别表示为：
考虑如图3.1所示的下行NOMA多小区蜂窝网络,该蜂窝网络的拓扑结构的每个小区中包含1个基站和M个下行用户,其中用户接入方式为NOMA。假设基站和用户工作模式均限定为半双工。关注多小区NOMA蜂窝网络中任意选取一个点的接收SINR,对于下行而言,这个点是任意选取的一个NOMA用户。NOMA蜂窝网络中基站的位置分布是遵循上的HPPP,用密度为的来表示。同样的,蜂窝网络中用户位置的分布是遵循另外一个上且密度为的HPPP。根据PPP的掌心概率特性,将任意一个接收节点的位置设置在原点并作为参考点并不会影响其他发送节点的泊松点过程,即和仍然是参数为和的HPPP。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中继蜂窝网络能量效率分析[J]. 陈永红,郭莉莉,张士兵. 计算机应用. 2018(10)
[2]NOMA系统中基于协作干扰的物理层安全方案[J]. 徐鑫,金梁. 信号处理. 2017(06)
[3]Power Allocation and Performance Analysis of the Collaborative NOMA Assisted Relaying Systems in 5G[J]. Xin Liu,Xianbin Wang,Yanan Liu. 中国通信. 2017(01)
[4]Pattern Matrix Design of PDMA for 5G UL Applications[J]. Bin Ren,Yingmin Wang,Xiaoming Dai,Kai Niu,Wanwei Tang. 中国通信. 2016(S2)
[5]5G移动通信网络关键技术综述[J]. 赵国锋,陈婧,韩远兵,徐川. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2015(04)
[6]基于随机几何模型的中继蜂窝网络能效[J]. 余欢,李云洲,许希斌,王京. 清华大学学报(自然科学版). 2013(11)
硕士论文
[1]云无线接入网络非正交多址接入技术研究[D]. 顾湘.北京邮电大学 2018
[2]多用户共享接入及其关键技术研究[D]. 武汉.重庆邮电大学 2017
[3]面向5G移动通信系统的非正交多址技术研究[D]. 郭菁睿.东南大学 2017
本文编号：2908760
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