协作功率域非正交多址接入技术研究
发布时间：2021-07-13 03:22
随着先进多媒体的应用和海量设备的接入,对无线容量及频谱效率的需求迅速提高。由3GPP LTE-A提出的非正交多址接入（Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA）已成为5G/B5G提高频谱效率、用户访问能力和用户公平性的关键技术。另外,协作通信技术能够有效提高通信范围及系统分集增益;因此本文将NOMA与协作通信技术相结合,重点对协作NOMA技术展开研究。为不断提高系统分集增益,本文对用户中继、单个专用中继及多中继形式的协作NOMA系统展开研究;针对这些协作NOMA系统中存在的相关问题,为进一步提高系统的通信可靠性及吞吐量,本文提出了新的协作NOMA系统,即能量自循环全双工中继协作NOMA系统、增量中继协作NOMA系统和包括窃听者的多中继协作NOMA系统及增强物理层安全的中继选择（Relay Selection,RS）机制。然后对提出的系统分别进行了性能分析与验证。具体研究工作及成果如下:针对用户中继协作NOMA系统中,能量对用户中继工作时长的制约及全双工模式下回路干扰信号对系统性能影响的问题,提出了基于能量自循环中继的协作系统,中继收集源自基站发送的专用信号...
【文章来源】：上海大学上海市 211工程院校
【文章页数】：150 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
B5G/6GKPI指标依据不同NOMA技术的资源映射和扩频特性等特点，可将目前工业界与学NOMA(Code-domain,CD)NOMA[21-28][29-31]
上海大学博士学位论文4盖范围和分集增益有重要意义；因此本文主要针对协作功率域NOMA系统展开研究。1.2功率域NOMA研究现状在阐述NOMA技术的研究进展之前，首先介绍NOMA的概念与核心思想。NOMA技术在通信系统中发送与接收的策略为：1)基站(BaseStation,BS)根据它和不同用户之间的信道状态，将不同的功率分配给用户，然后利用叠加编码(SuperpositionCoding,SC)机制[64,65]将多个用户的信号映射到相同的物理资源(包括时/频/码域)上将其发送；2)在接收端使用SIC算法[66,67]进行多用户信号检测。以图1.2所示的下行NOMA系统为例，系统包括一个BS和两个NOMA用户，其中一个为近端用户(信道条件好的用户)，一个为远端用户(信道条件差的用户)；为确保用户之间的公平性，分别给近端和远端用户分配较大与较小的功率；然后BS发送两个用户的叠加信号。在接收端，具有较好信道条件的近端用户在解码过程中采用SIC算法，即先解码出远端用户的信号将其从叠加信号中减去，再检测解码自身的信号；而信道条件较差的远端用户直接将近端用户的信号视为干扰对自身信号进行解码。图1.2功率域NOMA系统模型下面将介绍NOMA的研究现状；并对目前协作NOMA通信系统研究中的问题与不足进行总结，进而详细阐述本文针对协作功率域NOMA系统研究的内容和意义。
上海大学博士学位论文14强烈结构性特点的伪随机序列信号，可利用它们的已知结构和统计信息来消除这些MAI，从而提高系统的性能，通常称这类有效的抗MAI技术为多用户检测技术。SIC技术是一种主要用在NOMA系统中的多用户检测技术。下面将详细介绍SC与SIC技术。图2.1OFDMA与NOMA技术资源分配SC技术最早由Cover于1972年提出[123]，SC的思想被认为是为实现标量高斯广播信道容量而设想的编码方案的基本组成部分之一[124]。SC的基本概念是它能够以较低的速率编码信道条件较差的用户的信息，然后再其上叠加具有更好信道状况的用户信号。在3GPP会议中将NOMA的下行多用户叠加发送(MultiuserSuperpositionTransmission,MUST)机制[125]进行了标准化，该方案必须能够使用相同的空间预编码矢量或相同的发射分集同时为共同调度的用户传输一个以上的叠加数据层。如表2.1总结了MUST技术方案的分类及主要特征。表2.1MUST技术分类与特征分类功率因子格雷映射标签位置MUST方案一自适应、星座旋转否组合星座MUST方案二自适应、星座旋转是组合星座MUST方案三非自适应、星座旋转是组合星座如图2.2所示，给出了MUST方案一中发射机侧处理的方式。所要发送的两个用户的编码比特经过独立的信道编码、速率匹配、加扰，映射组成各自的星座图；最后由各自的星座图通过功率加权叠加生成组合星座图，最终的组合星座图不符合格雷映射。
【参考文献】：
期刊论文
[1]面向5G的MUSA多用户共享接入[J]. 袁志锋,郁光辉,李卫敏. 电信网技术. 2015(05)
本文编号：3281235
【文章来源】：上海大学上海市 211工程院校
【文章页数】：150 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
B5G/6GKPI指标依据不同NOMA技术的资源映射和扩频特性等特点，可将目前工业界与学NOMA(Code-domain,CD)NOMA[21-28][29-31]
上海大学博士学位论文4盖范围和分集增益有重要意义；因此本文主要针对协作功率域NOMA系统展开研究。1.2功率域NOMA研究现状在阐述NOMA技术的研究进展之前，首先介绍NOMA的概念与核心思想。NOMA技术在通信系统中发送与接收的策略为：1)基站(BaseStation,BS)根据它和不同用户之间的信道状态，将不同的功率分配给用户，然后利用叠加编码(SuperpositionCoding,SC)机制[64,65]将多个用户的信号映射到相同的物理资源(包括时/频/码域)上将其发送；2)在接收端使用SIC算法[66,67]进行多用户信号检测。以图1.2所示的下行NOMA系统为例，系统包括一个BS和两个NOMA用户，其中一个为近端用户(信道条件好的用户)，一个为远端用户(信道条件差的用户)；为确保用户之间的公平性，分别给近端和远端用户分配较大与较小的功率；然后BS发送两个用户的叠加信号。在接收端，具有较好信道条件的近端用户在解码过程中采用SIC算法，即先解码出远端用户的信号将其从叠加信号中减去，再检测解码自身的信号；而信道条件较差的远端用户直接将近端用户的信号视为干扰对自身信号进行解码。图1.2功率域NOMA系统模型下面将介绍NOMA的研究现状；并对目前协作NOMA通信系统研究中的问题与不足进行总结，进而详细阐述本文针对协作功率域NOMA系统研究的内容和意义。
上海大学博士学位论文14强烈结构性特点的伪随机序列信号，可利用它们的已知结构和统计信息来消除这些MAI，从而提高系统的性能，通常称这类有效的抗MAI技术为多用户检测技术。SIC技术是一种主要用在NOMA系统中的多用户检测技术。下面将详细介绍SC与SIC技术。图2.1OFDMA与NOMA技术资源分配SC技术最早由Cover于1972年提出[123]，SC的思想被认为是为实现标量高斯广播信道容量而设想的编码方案的基本组成部分之一[124]。SC的基本概念是它能够以较低的速率编码信道条件较差的用户的信息，然后再其上叠加具有更好信道状况的用户信号。在3GPP会议中将NOMA的下行多用户叠加发送(MultiuserSuperpositionTransmission,MUST)机制[125]进行了标准化，该方案必须能够使用相同的空间预编码矢量或相同的发射分集同时为共同调度的用户传输一个以上的叠加数据层。如表2.1总结了MUST技术方案的分类及主要特征。表2.1MUST技术分类与特征分类功率因子格雷映射标签位置MUST方案一自适应、星座旋转否组合星座MUST方案二自适应、星座旋转是组合星座MUST方案三非自适应、星座旋转是组合星座如图2.2所示，给出了MUST方案一中发射机侧处理的方式。所要发送的两个用户的编码比特经过独立的信道编码、速率匹配、加扰，映射组成各自的星座图；最后由各自的星座图通过功率加权叠加生成组合星座图，最终的组合星座图不符合格雷映射。
【参考文献】：
期刊论文
[1]面向5G的MUSA多用户共享接入[J]. 袁志锋,郁光辉,李卫敏. 电信网技术. 2015(05)
本文编号：3281235
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