Partial Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) in Downlink Poisson Networks
非正交多址接入（NOMA）允许共享资源块的用户有效地重用频谱并以增加干扰为代价提高小区和速率$\mathcal{R}_{\rm tot}$。另一方面，正交多址（OMA）保证更高的覆盖。我们在一个大型的两用户下行链路网络中引入部分NOMA，以提供吞吐量和可靠性。相关联的部分重叠控制干扰，同时仍然提供频谱重用。部分重叠的性质还允许我们采用接收滤波来进一步抑制干扰。对于我们的部分NOMA设置中的信号解码，我们提出了一种称为灵活连续干扰消除（FSIC）解码的新技术。我们绘制了速率区域提取图，并与OMA和NOMA进行了比较。我们制定了一个问题，以最大限度地提高$\mathcal{R}_{\rm tot}$约束到每个用户的最低吞吐量要求，并提出了一种算法，找到一个可行的资源分配有效。我们的研究结果表明，部分NOMA允许更大的灵活性，在性能方面。Partial-NOMA还可以为NOMA无法提供的用户提供服务。我们还表明，适当的参数选择和资源分配，部分NOMA可以优于NOMA。
2021-01-30 cs.IT math.IT
Practical Power-Balanced Non-Orthogonal Multiple Access
本文研究了用于功率平衡非正交多址（NOMA）的实用5G策略。通过允许多个用户共享相同的时间和频率，与现有的正交多址（OMA）相比，NOMA可以扩大服务用户的数量并提高频谱效率。当具有可比接收功率的用户一起发送时，具有连续干扰消除（SIC）的传统NOMA方案不能很好地工作。为了实现功率平衡的NOMA（更准确地说，近功率平衡的NOMA），本文研究了一种新的NOMA架构，命名为网络编码多址（NCMA）。NCMA的一个显著特点是联合使用物理层网络编码（PNC）和多用户解码（MUD）来提高NOMA吞吐量。我们首先表明，一个简单的NCMA架构，其中所有用户使用相同的调制，称为速率均匀NCMA，可以实现大幅提高吞吐量基于SIC的NOMA下近功率平衡的情况下。然后，我们提出了一种新的NCMA架构，称为速率分集NCMA，其中不同的用户可以采用不同的调制相称于他们的相对信噪比。速率分集NCMA的一个挑战是信道编码PNC系统的设计。本文首次尝试设计信道编码速率分集PNC。在我们的软件无线电原型上的实验结果表明，速率多样的NCMA的吞吐量可以超过最先进的速率均匀的NCMA的80%。总的来说，速率多样化NCMA是近功率平衡NOMA的实用解决方案。
2017-01-24 cs.IT cs.NI math.IT
Meta Distribution of Downlink Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) in Poisson Networks
研究了下行非正交多址接入（NOMA）网络中覆盖概率的Meta分布。基于NOMA用户的位置评估两种方案：1）网络中的任何地方，2）仅小区中心用户。这两个计划的MD的时刻推导和MD近似通过β分布。对于第一种方案，导出了闭合形式的力矩;对于第二种方案，导出了精确和近似的力矩，以简化积分计算。我们表明，限制NOMA小区中心用户提供了显着更高的平均值，更低的方差和更好的百分位性能的CP。
2018-11-06 cs.IT math.IT
Outage Performance of A Unified Non-Orthogonal Multiple Access Framework
本文提出了一种统一的非正交多址接入（NOMA）网络框架，该框架可应用于码域NOMA（CD-NOMA）和功率域NOMA（PD-NOMA）。由于NOMA用户的检测主要依赖于有效的连续干扰消除（SIC）方案，因此考虑了不完美SIC（ipSIC）和完美SIC（pSIC）。为了表征这个统一框架的性能，CD/PD-NOMA与ipSIC/pSIC的中断概率以及延迟受限的吞吐量的精确和渐近表达式推导。基于渐近分析，给出了CD/PD-NOMA的分集阶数。它被证实，由于残余干扰（RI）的影响，第n个用户的中断概率与ipSIC CD/PD-NOMA收敛到高信噪比（SNR）区域中的错误平层。数值仿真结果表明，CD-NOMA的中断性能优于PD-NOMA。
2018-01-24 cs.IT math.IT
Cognitive Non-Orthogonal Multiple Access with Cooperative Relaying: A New Wireless Frontier for 5G Spectrum Sharing
两种面向5G无线网络的新兴技术，即非正交多址（NOMA）和认知无线电（CR），将在未来提供更有效的无线频谱利用。在这篇文章中，我们将NOMA与CR集成到一个整体系统中，即认知NOMA网络，以实现更智能的频谱共享。认知NOMA网络的设计原则完全符合5G无线网络的功能要求，例如高频谱效率，大规模连接，低延迟和更好的公平性。提出了三种不同的认知NOMA结构，包括NOMA网络，覆盖NOMA网络和CR启发的NOMA网络。针对认知NOMA网络中网络间和网络内干扰严重影响网络性能的问题，提出了协作中继策略。对于每一个认知NOMA架构，我们提出的合作中继策略显示出其潜在的显着降低中断概率。此外，我们还讨论了认知NOMA网络实现面临的挑战和未来的研究方向。
2018-01-12 cs.IT math.IT
Resource Management in Non-orthogonal Multiple Access Networks for 5G and Beyond
非正交多址（NOMA）方案已经被提出用于下一代移动通信系统，以通过允许多个用户以非正交方式共享相同频谱来提高接入效率。由于NOMA引入的移动用户间的强同频干扰，它对系统设计和资源管理提出了重大挑战。本文综述了NOMA系统中的资源管理问题。NOMA主要分为两类：功率域NOMA和码域NOMA。然后，提出了一种新的无线资源管理框架的基础上，上行链路和下行链路传输的博弈论模型。最后，NOMA在资源管理领域的潜在应用和开放的研究方向。
2017-02-14 cs.IT math.IT
Modeling and Analysis of Uplink Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) in Large-Scale Cellular Networks Using Poisson Cluster Processes
非正交多址（NOMA）通过叠加不同的消息信号为多个用户提供服务。在接收机处通过应用连续干扰消除（SIC）对所需消息信号进行解码。利用泊松簇过程理论，我们提供了一个分析多小区上行NOMA系统的框架。具体地说，我们的特点是在排名$m$（从它的服务BS的距离）在一个小区中的所有用户之间的NOMA用户的速率覆盖概率和小区中的所有用户的平均速率覆盖概率。由于第$m$用户的信号与干扰加噪声比（SINR）依赖于有效的SIC，因此我们考虑三种情况，即，完全SIC（其中比第$m$用户强的$m-1$用户的信号被成功解码）、不完美SIC（其中比第$m$个用户强的$m-1$个用户的信号可能被成功解码也可能不被成功解码），不完全最坏情况SIC（其中，每当其相对的$m-1$较强用户的解码不成功时，第$m$个用户的信号的解码总是不成功）。导出的表达式被定制为捕获在等效正交多址（OMA）系统中的秩$m$处的用户的性能。最后，数值结果验证了推导的表达式。
2016-11-10 cs.IT cs.NI math.IT
Non-Orthogonal Multiple Access: Common Myths and Critical Questions
非正交多址接入（NOMA）对于第五代（5G）无线网络及以后的无线接入技术的设计已经受到极大关注。NOMA背后的基本概念是在同一资源块中服务多于一个用户，例如，时隙、副载波、扩频码或空间。与正交多址（OMA）技术相比，NOMA促进了大规模连接，降低了延迟，提高了用户公平性和频谱效率，并提高了可靠性。虽然NOMA已经获得了通信界的极大关注，但它也受到了一些广泛的误解，如$``\textit{NOMA is based on allocating higher power to users with worse channel conditions. As such, cell-edge users receive more power in NOMA and due to this biased power allocation toward cell-edge users inter-cell interference is more severe in NOMA compared to OMA. NOMA also compromises security for spectral efficiency.}''$上述陈述实际上是错误的，本文旨在识别有关NOMA的常见神话并澄清为什么它们不是真的。我们还提出了对于在5G及以后有效采用NOMA至关重要的关键问题，并确定了NOMA有前途的…
2019-06-24 cs.IT math.IT
Non-Orthogonal Multiple Access for 5G and Beyond
由高级多媒体应用（例如，超高清晰度视频、虚拟现实等），以及物联网（IoT）所需的用户接入需求的急剧增长，第五代（5G）网络在支持大规模异构数据业务方面面临挑战。非正交多址接入（NOMA）最近已经被提出用于第三代合作伙伴计划长期演进高级（3GPP-LTE-A），其构成了通过在同一正交资源块内容纳多个用户来解决5G网络中的上述挑战的有前景的技术。通过这样做，相对于传统的正交多址（OMA）技术，可以获得显著的带宽效率增强。这促使许多研究人员致力于这一领域的大量研究贡献。在此背景下，我们全面概述了功率域复用辅助NOMA的最新技术，重点关注NOMA的理论原理、多天线辅助NOMA设计、NOMA与协作传输之间的相互作用、NOMA的资源控制、NOMA与其他新兴潜在5G技术的共存以及与其他NOMA变体的比较。我们强调的主要优势，功率域复用NOMA相比，其他现有的NOMA技术。我们总结了NOMA现有研究贡献的挑战，并提供潜在的解决方案。最后，我们提供了一些NOMA系统的设计准则，并确定有前途的研究机会，为未来。
2018-08-01 cs.IT math.IT
Impact of Non-orthogonal Multiple Access on the Offloading of Mobile Edge Computing
本文考虑了两种重要的通信技术，非正交多址（NOMA）和移动边缘计算（MEC）的共存。NOMA的上行和下行传输应用于MEC，分析结果表明，使用NOMA可以有效地减少MEC卸载的延迟和能量消耗。此外，各种渐近的研究进行揭示的影响，用户的信道条件和发射功率的NOMA应用到MEC是在传统的NOMA场景中有很大的不同。计算机模拟结果也提供了方便的性能评估的NOMA-MEC，也验证了开发的分析结果的准确性。
2018-04-18 cs.IT math.IT
Non-Orthogonal Multiple Access in Multi-Cell Networks: Theory, Performance, and Practical Challenges
非正交多址接入（NOMA）是5G及以后无线网络发展的潜在推动因素。通过允许多个用户共享相同的时间和频率，与现有的正交多址接入（OMA）技术相比，NOMA可以扩大服务用户的数量，提高频谱效率，并改善用户公平性。虽然单细胞NOMA最近引起了极大的关注，但对多细胞NOMA的关注要少得多。本文讨论了NOMA在多小区环境中的机遇和挑战。随着基站和设备密度的增加，小区间干扰成为多小区网络中的主要障碍。因此，识别将干扰管理方法与NOMA相结合的技术具有重要意义。在讨论了NOMA背后的理论之后，本文概述了当前的文献，并讨论了关键的实现和研究挑战，重点是多单元NOMA。
2017-04-13 cs.IT math.IT
Secure Non-Orthogonal Multiple Access: An Interference Engineering Perspective
非正交多址接入（NOMA）是一种有效的方法，可以提高频谱利用率和支持下一代无线网络的大规模连接。然而，在无线信道上，叠加的NOMA信号非常容易被窃听，潜在地导致机密信息的严重泄漏。在本文中，我们将释放网络干扰的潜力，并建设性地利用它来增强NOMA网络中的物理层安全性。特别地，三种不同类型的网络干扰（包括人工噪声、专门设计的干扰信号和用户间干扰）被很好地设计以有意地减少信息泄漏，同时减轻对合法用户的信号接收质量的影响，从而显著地增强NOMA的传输安全性。此外，我们提出了更先进的全双工NOMA，智能反射面NOMA，认知无线电NOMA和多小区NOMA网络的干扰工程策略，并讨论了几个开放的研究问题和挑战，这可能会激发创新的干扰工程设计安全NOMA通信。
2020-10-23 cs.IT math.IT
Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA): How It Meets 5G and Beyond
由于大规模连接以及对各种服务和数据饥渴应用的需求不断增加，第五代（5G）无线系统的全面实施需要更有效的无线电接入技术。在这方面，非正交多址（NOMA）最近获得了学术界和工业界越来越多的关注。与正交多址（OMA）技术相比，NOMA在频谱效率方面更优越，因此适用于5G及以后。在这篇文章中，我们提供了NOMA原理和应用的概述。具体而言，本文讨论了在上行链路和下行链路设置中具有单天线和多天线的功率域NOMA的基本原理。阐述了码域NOMA的基本原理。此外，本文还解释了NOMA系统的用户配对和功率分配等各种资源分配技术;讨论了协作NOMA及其变体的基本形式;并讨论了与NOMA与其他先进通信范式（例如异构网络和毫米波通信）的兼容性相关的几个机遇和挑战。
2019-07-23 cs.IT eess.SP math.IT
Non Orthogonal Multiple Access with Orthogonal Time Frequency Space Signal Transmission
正交时间频率空间（OTFS）近来被追求为用于高移动性场景的合适的无线传输技术。在这项工作中，我们提出了基于非正交多址（NOMA）的OTFS，可称为NOMA-OTFS系统，并从系统级和链路级的角度来评估其性能。挑战在于以下事实：虽然OTFS传输技术因其对高移动性条件的弹性而闻名，但与正交多址（OMA）相比，NOMA已知在低移动性场景中产生高频谱效率。提出了一种基于最小均方误差（MMSE）-连续干扰消除（SIC）的NOMA-OTFS接收机，推导了符号级后处理SINR的表达式，以评估系统的总频谱效率（SE）。我们开发的功率分配方案，以最大限度地提高总和SE在高流动性版本的NOMA。我们进一步设计了一个可实现的码字级SIC（CWIC）接收机，使用LDPC码与MMSE均衡，以评估这种实际的NOMA-OTFS系统的链路级性能。将所提出的NOMA-OTFS系统的系统级和链路级性能与基准OMA-OTFS、OMA-OFDM和NOMA-OFDM方案进行比较。从系统级性能评估中，我们有趣地观察到NOMA-OTFS提供比OMA-OTFS更高的SE总和。当与NOMA-OFDM相比时，我们发现NOMA-OTFS的中断SE以平均SE降低为代价得到改善。而链路级结果表明，开发的基于CWIC的NOMA-OTFS接收机在块出错率（BLER）、有效吞吐量和吞吐量方面明显优于NOMA-OFDM。
2020-05-31 cs.IT eess.SP math.IT
Non-Orthogonal Multiple Access with Spatial Modulation in Downlink Coordinated Multipoint Transmission
提出了一种结合空间调制（SM）的联合传输协调多点非正交多址（JT-COMP NOMA）系统，简称JT-COMP NOMA-SM，以提高系统容量。在考虑非理想连续干扰消除（SIC）和非理想信道状态信息（CSI）的情况下，分析了N个小区内M个协作多点基站（COMP BS）的用户容量和遍历和容量（ESC）.通过仿真和分析比较了该系统与非正交多址接入（NOMA）、联合传输多点协作与基于虚拟用户配对的非正交多址接入（JT-COMP VP-NOMA）的性能。仿真结果表明，该系统与JT-COMP VP-NOMA方案相比，具有相同的小区中心用户容量，而小区边缘用户容量高于其他方案。由于增强了CEU容量，所提出的系统的ESC优于其他方案。不完美的SIC和不完美的CSI可能降低容量。如果小区数量增加，所提出的系统可以保持CEU容量比其他计划更好。这是因为SM工作在香农上限之外，这可以减轻小区间干扰（ICI）。
2019-07-19 cs.IT cs.NI math.IT
The Application of MIMO to Non-Orthogonal Multiple Access
本文研究了多输入多输出（MIMO）技术在非正交多址（NOMA）系统中的应用。提出了一种新的MIMO-NOMA预编码和检测矩阵的设计，并在功率分配系数固定的情况下分析了其性能。为了进一步改善MIMO-NOMA与传统正交多址接入方案之间的性能差距，将用户配对应用于NOMA，并表征其对系统性能的影响。还提出了功率分配系数的更复杂的选择以满足各种服务质量要求。最后，计算机模拟结果提供了方便的性能评估的MIMO-NOMA，也证明了发展的分析结果的准确性。
2015-03-18 cs.IT math.IT
Cooperative Non-Orthogonal Multiple Access in 5G Systems
非正交多址接入（NOMA）作为5G系统的有希望的候选者最近受到了相当大的关注。NOMA的一个关键特征是具有较好信道条件的用户具有关于其他用户的消息的先验信息。本文充分利用这一先验知识，提出了一种合作NOMA方案。分析了该合作NOMA方案的中断概率和分集阶数，并提出了一种基于用户配对的方法，以降低实际系统的复杂度。
2015-03-18 cs.IT math.IT
Dynamic User Clustering and Power Allocation for Uplink and Downlink Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) Systems
在本文中，我们首先简要描述了上行链路和下行链路NOMA传输的工作原理的差异。然后，对于上行链路和下行链路NOMA，我们在小区中公式化总吞吐量最大化问题，使得用户聚类（即，将用户分组成单个簇或多个簇），并且可以在传输功率约束、用户的最小速率要求和SIC约束下优化NOMA簇中的功率分配。由于公式化的混合整数非线性规划（MINLP）问题的组合性质，我们分两步解决该问题，即，通过首先将用户分组成簇，然后优化它们各自的功率分配。特别是，我们提出了一个低复杂度的次优用户分组方案。该方案利用NOMA簇内用户间的信道增益差异，将其分组到单个簇或多个簇中，以提高系统的总吞吐量。对于一组给定的NOMA集群，然后我们推导出最佳的功率分配策略，最大限度地提高每个NOMA集群的总吞吐量，进而最大限度地提高系统的整体吞吐量。使用KKT最优性条件，考虑上行链路和下行链路NOMA系统，针对任何集群大小推导出最优功率分配的封闭形式解。数值结果比较正交多址接入（OMA）的NOMA的性能，并说明在各种网络场景中的NOMA的意义。
2016-08-03 cs.IT math.IT
Index Modulation-Based Flexible Non-Orthogonal Multiple Access
非正交多址接入（NOMA）被认为是未来通信系统的有效候选。本文提出了一种新的基于正交频分复用（OFDM）和指数调制（IM）的NOMA方案，称为OFDM-IM NOMA，用于未来的多用户通信系统。受IM和经典OFDM-NOMA的启发，用户通过调整功率分配因子和子载波激活比来利用灵活性。我们的新方案允许不同的服务用户共享可用的资源，在经典的NOMA，更有效地。结果表明，OFDM-IM NOMA可靠地支持高，低数据速率用户在相同的资源，通过调整他们的子载波激活比。
2020-04-17 cs.IT eess.SP math.IT
A Unified Framework for Non-Orthogonal Multiple Access
本文提出了一种非正交多址接入（NOMA）网络的统一框架。随机几何模型的空间NOMA用户的位置。所提出的统一NOMA框架能够应用于码域NOMA（CD-NOMA）和功率域NOMA（PD-NOMA）。由于NOMA用户的检测主要依赖于有效的连续干扰消除（SIC）方案，因此考虑了不完美SIC（ipSIC）和完美SIC（pSIC）。为了表征所提出的统一NOMA框架的性能，导出了具有ipSIC/pSIC的CD/PD-NOMA的中断概率以及延迟受限吞吐量的精确和渐近表达式。为了获得更多的见解，一对NOMA用户的多样性分析（即，第$n$用户和第$m$用户）。我们的分析结果表明：i）对于CD-NOMA，具有pSIC的第$m$和第$n$用户的分集阶数分别为$mK$和$nK$; ii）由于剩余干扰（RI）的影响，具有ipSIC的第$n$用户获得零分集阶数; iii）分集阶数由用户对中信道条件较差的用户确定.最后，通过Monte Carlo仿真验证了分析结果：i）子载波数越大，NOMA用户的中断概率越陡; ii）CD-NOMA的中断性能优于PD-NOMA。
2019-01-21 cs.IT math.IT
Delay-Doppler Domain Pulse Design for OTFS-NOMA
本文提出一种基于Hermite函数的OTFS-NOMA时延-多普勒域正交脉冲设计，在高移动性信道下显著降低了误码率，算法复杂度极低且频谱效率提升K倍。
2024-05-29 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Power and Time Allocation for NOMA-MEC Offloading
本文研究了非正交多址接入（NOMA）辅助移动边缘计算（MEC），通过功率和时间的联合优化来降低卸载的能耗。封闭形式的表达式的最佳功率和时间分配的解决方案，获得和用于建立的条件，以确定是否传统的正交多址接入（OMA），纯NOMA或混合NOMA应用于MEC卸载。
2018-07-17 cs.IT math.IT
Performance Analysis of NOMA in Training Based Multiuser MIMO Systems
本文考虑在多用户MIMO系统中使用NOMA在实际情况下，CSI是通过导频信令获取。提出了一种新的使用共享导频的NOMA方案。针对包括上行链路导频和下行链路导频的不同导频信令方案执行可速率分析。与传统的正交接入方案与正交导频的可实现的速率性能进行了比较，建议NOMA方案与每个组内的共享导频。我们提出的方案是正交方案的推广，并且当选择适当的功率分配参数时，可以简化为正交方案。数值结果表明，当下行链路CSI在用户处可用时，我们提出的NOMA方案优于正交方案。然而，在小区中存在更多用户组的情况下，优选地使用多用户波束成形而不是NOMA。
2017-11-06 cs.IT eess.SP math.IT
Millimeter-Wave Communication with Non-Orthogonal Multiple Access for 5G
为了进一步提高5G的系统容量，我们探索在未来的5G系统中将非正交多址接入（NOMA）集成到毫米波通信（mmWave-NOMA）中。与传统的NOMA相比，毫米波NOMA的显著特点是，它通常以大天线阵列的发射/接收波束形成为特征。在本文中，我们专注于毫米波NOMA由于波束成形的设计挑战。首先，我们研究了波束形成对mmWave-NOMA和速率性能的影响，发现在传统的单波束形成下，NOMA用户之间的相对角度可能会抵消性能。然后，我们考虑多波束形成的毫米波NOMA，这是能够实现有前途的性能增强以及鲁棒性。我们进一步研究了mmWave-NOMA的交织功率分配和用户配对的具有挑战性的联合设计。我们还讨论了挑战，并详细提出了一些潜在的解决方案。最后，我们考虑混合空分多址（SDMA）和NOMA在毫米波通信，其中一些可能的系统配置和相应的解决方案进行了讨论，以解决多用户问题，包括多用户预编码和多用户干扰（MUI）缓解。
2017-09-23 cs.IT math.IT
Uplink Non-Orthogonal Multiple Access for 5G Wireless Networks
正交频分多址（OFDMA）以及其他正交多址技术由于资源分配中的排他性而无法在上行链路中实现系统容量限制。当系统中考虑用户之间的公平性时，这个问题更加突出。目前的非正交多址接入（NOMA）技术通过编码/扩频引入冗余，以便于在接收端分离用户信号，这降低了系统的频谱效率。因此，为了实现更高的容量，需要开发更有效的NOMA方案。在本文中，我们提出了一种NOMA方案的上行链路，消除了资源分配的排他性，并允许多个用户共享同一个子载波，没有任何编码/扩频冗余。在接收端实现联合处理以检测用户信号。然而，为了控制接收器复杂度，需要对每个子载波的用户数量施加上限。此外，提出了一种新的子载波和功率分配算法的新的NOMA方案，最大限度地提高用户的和速率。链路级性能评估表明，该方案实现了接近单用户情况下的比特出错率。数值结果表明，与OFDMA相比，NOMA方案在频谱效率和公平性方面可以显著提高系统性能。
2017-05-11 cs.IT cs.NI math.IT
Joint Power Allocation and Beamforming for Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) in 5G Millimeter-Wave Communications
在本文中，我们探讨毫米波（mmWave）通信（mmWave-NOMA）中的非正交多址（NOMA）。特别是，我们考虑一个典型的问题，即，2用户mmWave-NOMA系统的和速率的最大化。在这个问题中，我们需要找到波束成形向量，以同时转向两个用户，同时受到模拟波束成形结构的影响，同时为它们分配适当的功率。由于问题是非凸的，可能不会被转换为一个凸的问题，简单的操作，我们提出了一个次优的解决方案，这个问题。其基本思想是将原始的联合波束赋形和功率分配问题分解为两个相对容易求解的子问题：一个是功率和波束增益分配问题，另一个是恒模约束下的波束赋形问题。还讨论了所提出的解决方案从2用户mmWave-NOMA到更多用户mmWave-NOMA的扩展。通过大量的性能评估验证了该方案的合理性，结果表明，该次优方案获得了接近于有界的和速率性能，明显优于时分多址（TDMA）方案。
2017-11-04 cs.IT math.IT
Towards SE and EE in 5G with NOMA and Massive MIMO Technologies
非正交多址接入（NOMA）已被提出来提高频谱效率（SE）和小区边缘容量。本文研究了大规模多输入多输出（MIMO）非正交多址（NOMA）编码。给出了NOMA大规模MIMO系统容量的解析表达式。在原有的连续干扰消除方法的基础上，为了更好地实现，本文引入了功率硬限制器。
2015-04-09 cs.IT math.IT
Application of Non-orthogonal Multiple Access in LTE and 5G Networks
作为多址接入家族的最新成员，非正交多址接入（NOMA）最近已经被提出用于3GPP长期演进（LTE），并且被设想为第五代（5G）移动网络的重要组成部分。NOMA的关键特征是在相同的时间/频率/代码，但具有不同的功率电平，这产生了显着的频谱效率增益比传统的正交MA服务多个用户。本文提供了一个系统的治疗这一新兴技术，从它的组合与多输入多输出（MIMO）技术，合作NOMA，以及NOMA和认知无线电之间的相互作用。本文还回顾了有关在LTE和5G网络中实施NOMA的标准化活动的最新进展。
2016-10-31 cs.IT math.IT
Interference Regime Enforcing Rate Maximization for Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA)
提出了一种干扰机制执行速率最大化方案，通过在接收机处执行非常强的干扰，每当观察到强干扰时，通过功率分配来最大化并行高斯干扰信道的可实现的遍历和速率。在接收机处应用连续干扰消除（SIC），在这种情况下可以完全消除非常强的干扰，这使得能够实现非正交多址（NOMA）。遍历速率最大化的优化问题，其中创建非常强的干扰的条件包括作为额外的约束。然后，一个广义迭代注水算法来解决这个优化问题。所得到的功率分配方案进行了比较，在与其他两个计划的总和速率时，干扰被视为噪声与最佳或次优的功率分配。结果表明，干扰机制的实施方案提供了重大的改善并行高斯干扰信道的和速率，并使NOMA。
2019-01-13 cs.IT math.IT
Polar-Coded Non-Orthogonal Multiple Access
非正交多址接入（NOMA）是解决第五代（5G）无线系统的高频谱效率和大规模连接需求的关键技术之一。为了有效地实现NOMA，我们提出了一个联合的设计框架相结合的极化编码和NOMA传输，深入挖掘用户之间的广义极化效应。在该极化编码NOMA（PC-NOMA）框架中，通过使用三级信道变换（即，用户$\to$信号$\to$比特划分）将原始NOMA信道分解为多个比特极化信道。具体而言，对于第一阶段的信道变换，我们设计了两种方案，即顺序用户划分（Sequential User Partition，简称ESTA）和并行用户划分（Parallel User Partition，简称PUP）。针对该算法，提出了一种联合逐次相消检测和译码方案，并提出了一种搜索算法来调度NOMA检测顺序，通过增强用户合成信道间的极化来提高系统性能。该调度策略采用了“最差优先”的思想，并利用极化原理对其理论性能进行了分析。对于PUP，利用相应的并行检测方案来减少延迟。在加性高斯白噪声信道和瑞利衰落信道下的误块率性能表明，由于极化编码和NOMA联合设计的优点，所提出的PC-NOMA方案的性能明显优于现有的Turbo编码NOMA方案。
2017-05-17 cs.IT math.IT
Non-orthogonal Multiple Access in Large-Scale Heterogeneous Networks
本文探讨了在$K$层混合异构网络（HetNets）中应用非正交多址接入（NOMA）技术的潜在优势。提出了一种新的传输框架，其中在小小区中采用NOMA，在宏小区中采用大规模多输入多输出（MIMO）。为了最大化移动用户的有偏平均接收功率，提出了一种基于NOMA和大规模MIMO的用户关联方案。为了评估所提出的框架的性能，我们首先推导出NOMA增强的小小区的覆盖概率的解析表达式。然后，我们检查整个网络的频谱效率，通过推导出NOMA增强的小小区的精确解析表达式和大规模MIMO使能宏小区的易处理的下限。最后，我们研究了混合HetNet的能量效率。我们的结果表明：1）NOMA增强型小小区的覆盖概率在很大程度上受到两个NOMA用户的目标传输速率和功率共享系数的影响; 2）支持大规模MIMO的宏小区能够通过增加天线数量来显著提高频谱效率; 3）密集部署NOMA增强型小小区基站（BS）可以大大提高整个网络的能量效率; 4）与基于正交多址接入（OMA）的HetNet相比，提出的NOMA增强HetNet传输方案具有更好的性能。
2017-05-09 cs.IT math.IT
Delay Minimization for NOMA-MEC Offloading
研究了非正交多址辅助移动边缘计算（NOMA-MEC）的卸载延迟最小化问题。通过将时延最小化问题转化为分式规划的形式，提出了基于Dinkelbach法和Newton法的两种迭代算法。证明了这两种方法的最优性，并比较了它们的收敛性。此外，三种可能的模式，即正交多址接入（OMA），纯NOMA，和混合NOMA，MEC卸载之间的选择标准建立。
2018-07-18 cs.IT math.IT
Enhancing Non-Orthogonal Multiple Access By Forming Relaying Broadcast Channels
在本文中，使用中继广播信道（RBC）作为非正交多址（NOMA）的组成信道，提出了提高单输入单输出（SISO）蜂窝下行链路系统中的NOMA的性能。为了分析所提出的方案的性能，一个可实现的速率区域的RBC与压缩转发（CF）中继新推导出的基础上，最近的工作噪声网络编码（NNC）。基于对RBC在发送端采用解码转发（DF）中继、CF中继和CF中继与脏纸编码（DPC）的情况下的可达速率域的分析，研究了配备RBC分量信道的NOMA系统的整体性能。结果表明，NOMA与RBC-DF产生边际增益和NOMA与RBC-CF/DPC产生急剧的增益比简单的NOMA的基础上广播分量信道在一个实际的系统设置。通过超越简单的广播信道（BC）/连续干扰消除（SIC）到包括DPC和CF/NNC的高级多终端编码，可以为NOMA获得大得多的增益。
2015-10-26 cs.IT math.IT
Downlink Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) in Poisson Networks
考虑一种网络模型，其中泊松分布基站向$N$功率域非正交多址（NOMA）用户（UE）发送，每个UE {采用连续干扰消除（SIC）进行解码}。我们提出了三种模型的NOMA UE的集群，并考虑两种不同的排序技术的NOMA UE：平均信号功率为基础的和瞬时信号小区间干扰和噪声比为基础的。对于每种技术，我们提出了一个信号干扰和噪声比分析的典型UE的覆盖范围。我们绘制的速率区域的两个用户的情况下，并表明，无论是订购技术是一贯优于其他。我们提出了两种有效的算法，用于找到一个可行的资源分配，最大化的小区总速率$\mathcal{R}_{\rm tot}$，一般$N$，约束为：1）最小吞吐量$\mathcal{T}$为每个UE，2）相同的吞吐量为所有UE。我们证明存在：1）在给定一组网络参数的情况下使受约束的$\mathcal{R}_{\rm tot}$最大化的最优$N$，2）NOMA优于正交多址所需的临界SIC水平。结果突出了选择网络参数$N$、约束和排序技术以平衡$\mathcal{R}_{\rm tot}$和公平性要求的重要性。我们还表明，干扰感知UE聚类可以显着提高性能。
2018-10-15 cs.IT math.IT
Secure Communications in a Unified Non-Orthogonal Multiple Access Framework
本文研究了物理层保密性对统一的非正交多址接入（NOMA）框架的性能的影响，其中外部和内部窃听的情况进行了检查。合法用户（LU）和窃听者的空间位置建模调用随机几何。为了表征保密性能，分别推导了码域NOMA（CD-NOMA）和功率域NOMA（PD-NOMA）保密中断概率（SOP）的精确和渐近表达式，其中考虑了不完全连续干扰消除（ipSIC）和完全连续干扰消除（pSIC）.对于外部窃听的情况下，通过一对LU（第n个用户和第m个用户）的CD/PD-NOMA的保密分集阶。分析结果表明，对于CD-NOMA和PD-NOMA，具有ipSIC/pSIC的第$n$个用户的分集阶数分别等于0/K和0/1。对于CD/PD-NOMA，第m个用户的分集阶数等于K/1。对于内部窃听的情况下，我们检查的秘密分集阶数的分析，并观察到，第m个用户窃听第n个用户与ipSIC/pSIC的CD-NOMA和PD-NOMA提供的分集阶数分别为零/K和零/一，这是一致的外部窃听的情况。数值结果证实了分析结果的准确性，并表明：i）保密中断行为的$n$ -th用户优于第m个用户; ii）通过增加子载波的数量，CD-NOMA是能够实现更大的保密分集增益相比，PD-NOMA。
2019-04-02 cs.IT math.IT
Energy-Efficient NOMA Enabled Heterogeneous Cloud Radio Access Networks
异构云无线电接入网络（H-CRAN）被设想在第五代（5G）无线网络中是有前途的。H-CRAN通过使用云计算和虚拟化技术，使用户能够享受高能效、高频谱效率和低成本运营的多样化服务。然而，H-CRAN面临着许多技术挑战，由于大规模的用户连接，日益严重的频谱稀缺性和能源受限的设备。如果不妥善解决，这些挑战可能会显着降低用户的服务质量。非正交多址（NOMA）方案利用非正交资源为多个用户提供服务，并且由于其在5G网络中提高频谱和能量效率的潜力而受到越来越多的关注。在这篇文章中，提出了一个框架，能源效率的NOMA H-CRAN。综述了NOMA H-CRAN的使能技术。实施这些技术和开放的问题所面临的挑战进行了讨论。本文还介绍了基于NOMA的H-CRAN能效性能评估。
2018-01-06 cs.IT cs.NI math.IT
Cache-Aided Non-Orthogonal Multiple Access
在本文中，我们提出了一种新的联合缓存和非正交多址接入（NOMA）计划，以促进下一代蜂窝网络的高级下行链路传输。除了获得缓存和NOMA传输的传统优势之外，所提出的缓存辅助NOMA方案还利用缓存数据进行干扰消除，这对于单独的缓存和NOMA传输设计是不可能的。此外，由于缓存可以帮助减少残余干扰功率，因此在接收机处可以采用几种解码顺序，并且可以灵活地选择这些解码顺序以进行性能优化。我们的特点可达到的速率区域的缓存辅助NOMA和调查其好处，最大限度地减少所需的时间来完成视频文件传输。我们的仿真结果表明，相比于几个基线方案，所提出的缓存辅助NOMA方案显着扩展了下行链路传输的可达速率区域，这转化为大大减少文件传输时间。
2018-01-29 cs.IT math.IT
Outage Performance of Two-Way Relay Non-Orthogonal Multiple Access Systems
本文研究了一种双向中继非正交多址接入（TWR-NOMA）系统，其中两组NOMA用户借助一个半双工（HD）解码转发（DF）中继交换消息。由于NOMA信号的信干噪比（SINR）主要取决于有效的连续干扰消除（SIC）方案，因此考虑了不完美SIC（ipSIC）和完美SIC（pSIC）。为了表征TWR-NOMA系统的性能，我们推导出了NOMA用户信号的精确和渐近中断概率与ipSIC/pSIC的封闭形式的表达式。基于推导的结果，分集阶数和系统的吞吐量进行了检查。数值仿真结果表明：1）在低信噪比条件下，TWR-NOMA的中断概率优于TWR-OMA; 2）由于中继站干扰信号的影响，TWR-NOMA的中断概率和遍历速率分别存在错误地板和吞吐量天花板。
2018-01-24 cs.IT math.IT
A Survey of Downlink Non-orthogonal Multiple Access for 5G Wireless Communication Networks
非正交多址接入（NOMA）技术被认为是下一代蜂窝通信网络中最有前途的多址接入技术。在本文中，我们首先讨论了一个简单的NOMA模型，两个用户同时由一个单一的载波服务，以说明其基本原理。然后，一个更一般的模型与多载波服务的任意数量的用户在每个子载波上也进行了讨论。概述了现有的工作，性能分析，资源分配，和多输入多输出NOMA的总结和讨论。此外，我们还讨论了NOMA的主要特征及其潜在的研究挑战。
2016-09-07 cs.IT math.IT
Modeling and Analysis of Two-Way Relay Non-Orthogonal Multiple Access Systems
研究了一种双向中继非正交多址接入（TWR-NOMA）系统，其中两组NOMA用户通过一个半双工（HD）解码转发（DF）中继进行消息交换。由于NOMA信号的信干噪比（SINR）主要取决于有效的连续干扰消除（SIC）方案，因此考虑了不完美SIC（ipSIC）和完美SIC（pSIC）。为了表征TWR-NOMA系统的性能，我们首先推导出了NOMA用户信号在ipSIC/pSIC下的精确中断概率和渐近中断概率的闭式表达式。基于推导的结果，分集阶数和系统的吞吐量进行了检查。然后，我们研究了各态历经速率的用户信号提供的渐近分析，在高信噪比的制度。仿真结果表明：1）在低信噪比条件下，TWR-NOMA的中断概率优于TWR-OMA：2）由于中继站干扰信号的影响，TWR-NOMA的中断概率和遍历速率分别存在错误地板和吞吐量天花板; 3）在时延受限传输模式下，采用ipSIC和pSIC的TWR-NOMA具有几乎相同的能量效率。然而，在延迟容忍传输模式下，与具有ipSIC的TWR-NOMA相比，具有pSIC的TWR-NOMA能够实现更大的能量效率。
2019-01-20 cs.IT math.IT
Performance Analysis and Design of Non-orthogonal Multiple Access for Wireless Communications
本论文主要研究无线通信系统中非正交多址系统的性能分析与资源分配设计。与传统的正交多址（OMA）方案相比，NOMA允许多个用户通过叠加编码和连续干扰消除（SIC）解码来共享相同的自由度。从信息论的角度来看，受到坚实基础的启发，NOMA重新点燃了研究人员的兴趣，这是信号处理和硅技术最新进展的一个好处。然而，NOMA的综合性能分析和实际的资源分配设计，以利用NOMA在频谱和能量效率方面的潜在收益还没有得到充分的研究和调查的文献。本文针对这些问题，对无线通信系统中的NOMA进行了统一的性能分析和系统的资源分配设计。
2019-10-02 cs.IT eess.SP math.IT
On the Impact of Phase Shifting Designs on IRS-NOMA
研究了随机相移和相干相移两种相移设计对智能反射面（IRS）辅助非正交多址（NOMA）系统性能的影响。分析结果表明，这两种设计实现了不同的可靠性和复杂性之间的权衡。仿真结果提供比较IRS-NOMA传统的中继和IRS辅助正交多址，也验证了所获得的分析结果的准确性。
2020-01-29 cs.IT math.IT
Antenna Selection in MIMO Non-orthogonal Multiple Access Systems
研究了基站和用户都具有多天线的典型两用户MIMO非正交多址接入（NOMA）系统中的联合天线选择（AS）问题。具体来说，几个计算效率的AS算法开发两个常用的NOMA场景：固定功率分配NOMA（F-NOMA）和认知无线电启发NOMA（CR-NOMA）。针对F-NOMA系统，分别在不考虑用户公平性和考虑用户公平性的情况下，提出了两种新的AS方案，即max-max-max AS（A $^3$ -AS）和max-min-max AS（AIA-AS），以最大化系统和速率。在CR-NOMA网络中，提出了一种新的AS算法MCG-AS（maximum-channel-gain-based AS），在满足主用户服务质量要求的前提下，最大化次用户的可达速率。分别导出了$^3$和AIA-AS的平均和速率以及MCG-AS的次用户平均速率的渐近闭式表达式。数值结果表明，AIA-AS算法具有更好的用户公平性，而A $^3$ -AS算法在F-NOMA系统中获得了接近最优的和速率。对于CR-NOMA场景，MCG-AS在宽SNR范围内实现了接近最佳的性能。此外，所有提出的AS算法产生一个显着的计算复杂性减少，相比穷举搜索为基础的同行。
2017-11-22 cs.IT math.IT
A Survey on Non-Orthogonal Multiple Access for 5G Networks: Research Challenges and Future Trends
非正交多址接入（NOMA）是第五代（5G）无线网络满足低延迟、高可靠性、大规模连接、改进的公平性和高吞吐量的异构需求的必要使能技术。NOMA背后的关键思想是在相同的资源块中为多个用户提供服务，例如时隙，子载波或扩频码。NOMA原则是一个通用框架，最近提出的几种5G多址接入方案可以被视为特例。该调查概述了NOMA的最新研究和创新及其应用。因此，本特刊中发表的论文被纳入现有文献的内容中。还讨论了NOMA在5G及以后的未来研究挑战。
2017-06-16 cs.IT math.IT
NOMA based Random Access with Multichannel ALOHA
在非正交多址接入（NOMA）中，多个信号的功率差被用于多址接入，并且在接收机处采用连续干扰消除（SIC）来减轻同信道干扰。因此，NOMA通常用于协调传输，并且主要应用于下行链路传输，其中基站（BS）利用全信道状态信息（CSI）执行下行链路传输的协调。然而，在本文中，我们表明，NOMA也可以用于非协调传输，如随机接入的上行链路传输。我们应用NOMA计划多信道ALOHA和吞吐量可以提高。特别是，所得到的方案是适合于随机接入时，子信道的数量是有限的，因为NOMA可以有效地增加子信道的数量，而无需任何带宽扩展。
2017-06-27 cs.IT math.IT
OTFS-NOMA: An Efficient Approach for Exploiting Heterogenous User Mobility Profiles
本文考虑了一个具有挑战性的通信场景，其中用户具有异构的移动性配置文件，例如，一些用户高速移动而一些用户是静止的。提出了一种新的非正交多址（NOMA）传输协议，它结合了正交时频空间（OTFS）调制。因此，具有不同移动性简档的用户被分组在一起用于NOMA的实现。所提出的OTFS-NOMA协议被证明是适用于上行链路和下行链路传输，其中复杂的发送和接收策略的开发，以消除符号间干扰和收获多径和多用户分集。分析结果表明，高移动性和低移动性用户都受益于OTFS-NOMA的应用。特别地，NOMA的使用允许高移动性用户的信号在大量时频资源上的扩展，这增强了OTFS分辨率并提高了检测可靠性。此外，OTFS-NOMA确保低移动性用户能够访问带宽资源，而在传统的OTFS-NOMA中，这些带宽资源将仅由高移动性用户占用。因此，OTFS-NOMA提高了频谱效率并减少了延迟。
2019-04-04 cs.IT math.IT
On Non-Orthogonal Multiple Access in Downlink
非正交多址接入（NOMA）在下行链路中讨论这封信。当与软频率复用相结合时，NOMA通过以远用户的数据率为代价来增加近用户的数据率而对用户公平性有害。
2016-05-24 cs.IT math.IT
Secrecy Sum Rate Maximization in Non-Orthogonal Multiple Access
非正交多址（NOMA）已被认为是用于在5G系统中提供高数据率的有前景的技术。本文研究了由一个发射机、多个合法用户和一个窃听者组成的单输入单输出（SISO）NOMA系统的物理层安全性。这封信的目的是最大化的保密和率（SSR）的NOMA系统受用户的服务质量（QoS）的要求。我们首先确定发射功率的可行域，以满足所有用户的QoS要求。然后，我们推导出最大化SSR的最优功率分配策略的封闭形式的表达。数值结果表明，与传统的正交多址（OMA）相比，NOMA显着的SSR改善。
2016-03-14 cs.IT math.IT
Enhanced Index Modulation Aided Non-Orthogonal Multiple Access via Constellation Rotation
本文提出一种基于星座旋转的索引调制辅助NOMA（IM-NOMA-RC）方案，通过仅对近用户组进行旋转星座索引调制并激活所有子载波，在支持更多用户的同时提升频谱效率，仿真表明其性能优于传统NOMA。
2024-03-17 cs.IT cs.NI eess.SP
Outage Balancing in Downlink Non-Orthogonal Multiple Access With Statistical Channel State Information
本文研究了一种下行非正交多址接入（NOMA）系统，在该系统中，信源根据发送端的统计信道状态信息，以目标数据率向用户发送独立的信息。研究了用户间的中断平衡问题，考虑了功率分配、解码顺序选择和用户分组等问题。具体而言，关于最大最小公平性准则，我们推导出最佳功率分配的封闭形式，并证明了相应的最佳解码顺序的基本下行NOMA系统。通过为每个用户分配一个加权因子，分析结果可以用来评估下行NOMA系统在各种公平性约束下的中断性能。此外，我们调查的情况下，与用户分组，其中每个用户组可以被视为一个基本的下行链路NOMA系统。解决了不同用户组之间的功率和资源分配的相关问题。NOMA的实现复杂度问题也被认为是重点所造成的连续干扰消除和用户分组。通过仿真分析了该算法的复杂度和性能折衷，为NOMA的实际应用提供了有益的启示。仿真结果证实了我们的分析，并显示相当大的性能增益NOMA相比，正交多址。
2015-07-16 cs.IT math.IT
Relay Selection for Cooperative NOMA
本文研究了中继选择对协作非正交多址接入系统性能的影响。特别地，提出了一种两阶段的RS策略，分析结果表明，这种两阶段的策略可以实现最小的中断概率在所有可能的RS方案，并实现最大的分集增益。仿真结果表明，合作NOMA与这两个阶段的RS计划优于传统的最大-最小的方法，也可以产生一个显着的性能增益超过正交多址。
2016-04-04 cs.IT math.IT
A Simple Design of IRS-NOMA Transmission
本文提出了一种简单的智能反射面（IRS）辅助非正交多址（NOMA）传输设计，它可以保证在每个正交空间方向上比空分多址（SDMA）多服务用户。特别地，通过使用IRS，可以有效地对齐用户的信道向量的方向，这有利于NOMA的实现。分析和仿真结果证明了所提出的IRS-NOMA方案的性能，并研究了硬件损伤对IRS-NOMA的影响。
2019-07-24 cs.IT eess.SP math.IT
Power and Channel Allocation for Non-orthogonal Multiple Access in 5G Systems: Tractability and Computation
网络容量要求5G蜂窝系统显著增加。具有连续干扰消除（SIC）的非正交多址（NOMA）是一种很有前途的多用户接入方案。在NOMA中，通过允许多个用户同时接入相同的频率-时间资源并在接收机处通过SIC分离多用户信号来提高频谱效率。这些使得NOMA中的资源分配和优化不同于4G中的正交多址。在本文中，我们提供的理论见解和算法解决方案，以联合优化功率和信道分配的NOMA。对于效用最大化，我们用数学公式表示NOMA资源分配问题。我们描述和分析了问题的易处理性下的一系列约束条件和效用函数。对于易处理的情况下，我们提供多项式时间的解决方案的全局最优性。对于棘手的情况下，我们证明了NP-硬度，并提出了一个算法框架结合拉格朗日对偶和动态规划（LDDP），以提供接近最优的解决方案。为了衡量所获得的解决方案的性能，我们还提供了全局最优的最优性界。数值结果表明，与传统的NOMA资源分配方案相比，该算法能够显著提高系统的吞吐量和公平性.
2016-03-24 cs.IT math.IT
Outage Probability of Power-based Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) on the Uplink of a 5G Cell
这封信提出了一种分析方法来评估5G小区上行链路上基于功率的NOMA的中断概率，中断被定义为接收器未能成功解码所有同时接收到的信号的事件。在检查的情况下，连续干扰消除（SIC）被认为是一个任意数量的叠加信号存在。对于瑞利衰落的情况下，中断概率提供了封闭的形式，清楚地概述了它的依赖性的信号-噪声比的用户，同时发送，以及对他们的距离从接收机。
2017-07-05 cs.IT math.IT stat.AP
