基于非正交多址接入的蜂窩網(wǎng)絡(luò)性能分析
發(fā)布時(shí)間:2020-12-10 13:16
在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下,移動數(shù)據(jù)的需求爆炸式增長,蜂窩移動網(wǎng)絡(luò)密集化、非正交多址(Non-orthogonal Multiple Access,NOMA)、同時(shí)同頻全雙工等網(wǎng)絡(luò)和傳輸技術(shù)成為5G移動通信的關(guān)鍵技術(shù)。根據(jù)NOMA密集蜂窩網(wǎng)絡(luò)中基站和用戶的分布特性,本文以隨機(jī)幾何作為數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ),研究了基于NOMA的多小區(qū)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的性能。主要內(nèi)容包括:(1)針對NOMA蜂窩網(wǎng)絡(luò)中非理想干擾刪除問題,引入信道增益分布,在隨機(jī)用戶選擇和固定功率分配的情況下,研究了Nakagami傳輸場景下NOMA蜂窩網(wǎng)絡(luò)的性能問題。首先,在非理想串行干擾刪除(Successive Interference Cancellation,SIC)存在的情況下,根據(jù)信道增益分布推導(dǎo)了NOMA蜂窩網(wǎng)絡(luò)中用戶的覆蓋概率和平均可達(dá)速率,隨后,基于覆蓋概率推導(dǎo)了蜂窩系統(tǒng)的區(qū)域頻譜效率和區(qū)域能量效率。最后,分析了固定功率分配因子、非理想干擾刪除和路徑損耗因子對系統(tǒng)性能的影響。數(shù)值結(jié)果表明,相比于OMA網(wǎng)絡(luò),考慮非理想SIC的NOMA蜂窩網(wǎng)絡(luò)可通過功率分配來獲得更好的用戶公平性和更高的網(wǎng)絡(luò)能效。(2)針對同時(shí)同頻全雙工混合接入方式下...
【文章來源】:華僑大學(xué)福建省
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
NOMA與OMA系統(tǒng)對比示意圖
如圖2.2所示,在下行NOMA鏈路中,用戶端進(jìn)行SIC解調(diào)。解碼的最佳順序根據(jù)有效信道增益的降序,即有效信道增益最小的用戶先進(jìn)行解調(diào),有效增益大的用戶后解調(diào),有效信道增益表示為。假設(shè)所有解調(diào)的用戶均采用理想SIC,對應(yīng)NOMA系統(tǒng)兩個(gè)用戶的場景,基于正確的解碼順序,用戶2無需進(jìn)行SIC解調(diào),用戶1首先正確解調(diào)出用戶2的信號來保證解調(diào)自身信號時(shí)無需受到用戶2的干擾。假設(shè)所有的解調(diào)都是正確解碼且不存在誤差傳播,因此下行NOMA鏈路中用戶吞吐量可以分別表示為:
考慮如圖3.1所示的下行NOMA多小區(qū)蜂窩網(wǎng)絡(luò),該蜂窩網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的每個(gè)小區(qū)中包含1個(gè)基站和M個(gè)下行用戶,其中用戶接入方式為NOMA。假設(shè)基站和用戶工作模式均限定為半雙工。關(guān)注多小區(qū)NOMA蜂窩網(wǎng)絡(luò)中任意選取一個(gè)點(diǎn)的接收SINR,對于下行而言,這個(gè)點(diǎn)是任意選取的一個(gè)NOMA用戶。NOMA蜂窩網(wǎng)絡(luò)中基站的位置分布是遵循上的HPPP,用密度為的來表示。同樣的,蜂窩網(wǎng)絡(luò)中用戶位置的分布是遵循另外一個(gè)上且密度為的HPPP。根據(jù)PPP的掌心概率特性,將任意一個(gè)接收節(jié)點(diǎn)的位置設(shè)置在原點(diǎn)并作為參考點(diǎn)并不會影響其他發(fā)送節(jié)點(diǎn)的泊松點(diǎn)過程,即和仍然是參數(shù)為和的HPPP。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中繼蜂窩網(wǎng)絡(luò)能量效率分析[J]. 陳永紅,郭莉莉,張士兵. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2018(10)
[2]NOMA系統(tǒng)中基于協(xié)作干擾的物理層安全方案[J]. 徐鑫,金梁. 信號處理. 2017(06)
[3]Power Allocation and Performance Analysis of the Collaborative NOMA Assisted Relaying Systems in 5G[J]. Xin Liu,Xianbin Wang,Yanan Liu. 中國通信. 2017(01)
[4]Pattern Matrix Design of PDMA for 5G UL Applications[J]. Bin Ren,Yingmin Wang,Xiaoming Dai,Kai Niu,Wanwei Tang. 中國通信. 2016(S2)
[5]5G移動通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)綜述[J]. 趙國鋒,陳婧,韓遠(yuǎn)兵,徐川. 重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(04)
[6]基于隨機(jī)幾何模型的中繼蜂窩網(wǎng)絡(luò)能效[J]. 余歡,李云洲,許希斌,王京. 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(11)
碩士論文
[1]云無線接入網(wǎng)絡(luò)非正交多址接入技術(shù)研究[D]. 顧湘.北京郵電大學(xué) 2018
[2]多用戶共享接入及其關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 武漢.重慶郵電大學(xué) 2017
[3]面向5G移動通信系統(tǒng)的非正交多址技術(shù)研究[D]. 郭菁睿.東南大學(xué) 2017
本文編號:2908760
【文章來源】:華僑大學(xué)福建省
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
NOMA與OMA系統(tǒng)對比示意圖
如圖2.2所示,在下行NOMA鏈路中,用戶端進(jìn)行SIC解調(diào)。解碼的最佳順序根據(jù)有效信道增益的降序,即有效信道增益最小的用戶先進(jìn)行解調(diào),有效增益大的用戶后解調(diào),有效信道增益表示為。假設(shè)所有解調(diào)的用戶均采用理想SIC,對應(yīng)NOMA系統(tǒng)兩個(gè)用戶的場景,基于正確的解碼順序,用戶2無需進(jìn)行SIC解調(diào),用戶1首先正確解調(diào)出用戶2的信號來保證解調(diào)自身信號時(shí)無需受到用戶2的干擾。假設(shè)所有的解調(diào)都是正確解碼且不存在誤差傳播,因此下行NOMA鏈路中用戶吞吐量可以分別表示為:
考慮如圖3.1所示的下行NOMA多小區(qū)蜂窩網(wǎng)絡(luò),該蜂窩網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的每個(gè)小區(qū)中包含1個(gè)基站和M個(gè)下行用戶,其中用戶接入方式為NOMA。假設(shè)基站和用戶工作模式均限定為半雙工。關(guān)注多小區(qū)NOMA蜂窩網(wǎng)絡(luò)中任意選取一個(gè)點(diǎn)的接收SINR,對于下行而言,這個(gè)點(diǎn)是任意選取的一個(gè)NOMA用戶。NOMA蜂窩網(wǎng)絡(luò)中基站的位置分布是遵循上的HPPP,用密度為的來表示。同樣的,蜂窩網(wǎng)絡(luò)中用戶位置的分布是遵循另外一個(gè)上且密度為的HPPP。根據(jù)PPP的掌心概率特性,將任意一個(gè)接收節(jié)點(diǎn)的位置設(shè)置在原點(diǎn)并作為參考點(diǎn)并不會影響其他發(fā)送節(jié)點(diǎn)的泊松點(diǎn)過程,即和仍然是參數(shù)為和的HPPP。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中繼蜂窩網(wǎng)絡(luò)能量效率分析[J]. 陳永紅,郭莉莉,張士兵. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2018(10)
[2]NOMA系統(tǒng)中基于協(xié)作干擾的物理層安全方案[J]. 徐鑫,金梁. 信號處理. 2017(06)
[3]Power Allocation and Performance Analysis of the Collaborative NOMA Assisted Relaying Systems in 5G[J]. Xin Liu,Xianbin Wang,Yanan Liu. 中國通信. 2017(01)
[4]Pattern Matrix Design of PDMA for 5G UL Applications[J]. Bin Ren,Yingmin Wang,Xiaoming Dai,Kai Niu,Wanwei Tang. 中國通信. 2016(S2)
[5]5G移動通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)綜述[J]. 趙國鋒,陳婧,韓遠(yuǎn)兵,徐川. 重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(04)
[6]基于隨機(jī)幾何模型的中繼蜂窩網(wǎng)絡(luò)能效[J]. 余歡,李云洲,許希斌,王京. 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(11)
碩士論文
[1]云無線接入網(wǎng)絡(luò)非正交多址接入技術(shù)研究[D]. 顧湘.北京郵電大學(xué) 2018
[2]多用戶共享接入及其關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 武漢.重慶郵電大學(xué) 2017
[3]面向5G移動通信系統(tǒng)的非正交多址技術(shù)研究[D]. 郭菁睿.東南大學(xué) 2017
本文編號:2908760
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