Meta Distribution for Downlink NOMA in Cellular Networks with 3GPP-inspired User Ranking
本文对蜂窝网络下行两用户非正交多址接入（NOMA）的Meta分布进行了分析。我们提出了一种新的用户排名技术，其中从小区中心（CC）和小区边缘（CE）区域的用户配对的非正交传输。受3GPP蜂窝模型中如何划分用户的启发，基于从服务BS和主要干扰BS接收的平均功率来表征CC和CE用户。我们证明了所提出的技术排名用户在一个准确的顺序与不同的链路质量，这是必不可少的NOMA系统的性能。推导了NOMA和正交多址接入（OMA）下CC和CE用户Meta分布的精确矩。此外，我们提供严格的beta分布近似的Meta分布和精确的表达式的平均本地延迟和细胞的吞吐量的NOMA和OMA的情况下。据我们所知，这是第一次全面分析NOMA使用随机几何与3GPP启发的用户排名方案，取决于两个服务和占主导地位的干扰BS的链路质量。
2019-08-04 cs.IT eess.SP math.IT
Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) in Cellular Uplink and Downlink: Challenges and Enabling Techniques
通过组合发射机处的叠加编码和接收机处的连续干扰消除（SIC）的概念，非正交多址（NOMA）最近已经成为用于5G无线技术的有前途的多址技术。在本文中，我们首先讨论上行链路和下行链路NOMA传输的基本原理，并概述它们的关键区别（在实现复杂性、SIC接收机处的检测和解码、引起的小区内和小区间干扰方面）。随后，对于下行链路和上行链路NOMA，我们从理论上推导出NOMA主导条件为每个单独的用户在一个两个用户NOMA集群。NOMA主导条件是指与传统正交多址（OMA）相比，NOMA的频谱效率增益得到保证的条件。推导出的条件提供了直接的见解选择合适的用户在两个用户NOMA集群。对于上行链路和下行链路以及对于每个单独的用户，条件是不同的。数值结果表明，推导出的条件的意义上的用户选择在上行链路/下行链路NOMA集群，并提供了一个比较的随机用户选择。然后简要概述了最近的研究调查，突出现有的研究差距。最后，我们讨论了NOMA传输的潜在应用和关键挑战。
2016-08-20 cs.IT cs.NI math.IT
Adaptive Rate NOMA for Cellular IoT Networks
物联网（IoT）技术被设想为通过互连数十亿个传感器/设备来实现各种实时应用，这些传感器/设备被部署来观察一些随机的物理过程。这些物联网设备依赖于低功耗广域无线连接来传输其相关随机过程的状态更新，大多数情况下是固定的，但规模较小。蜂窝网络被视为向物联网设备提供可靠无线连接的自然候选者。然而，对这些大量设备的常规正交多址（OMA）预计会降低频谱效率。作为OMA的一种有前途的替代方案，蜂窝基站（BS）可以采用非正交多址（NOMA）来进行移动用户和IoT设备的上行链路传输。特别地，上行链路NOMA可以被配置为使得移动用户可以基于其信道条件来适配传输速率，而IoT设备以固定速率进行传输。对于这种设置，我们使用随机几何分析移动用户的遍历容量和物联网设备的平均本地延迟。我们的分析表明，当物联网设备的延迟约束严格时，上述NOMA配置可以为移动用户提供比OMA更好的遍历容量。此外，我们还表明，在相同的延迟约束下，NOMA可以支持比OMA更大的物联网设备的数据包大小。
2021-12-03 cs.IT eess.SP math.IT
Optimal Resource Allocation for Full-Duplex IoT Systems Underlaying Cellular Networks with Mutual SIC NOMA
设备到设备（D2D）和非正交多址（NOMA）是满足下一代移动通信在物联网（IoT）服务的网络密度和多样性方面的挑战的有前景的技术。本文通过优化信道和功率分配来解决蜂窝网络下的物联网系统中最大化D2D总吞吐量的问题。NOMA用于管理蜂窝用户和全双工（FD）物联网设备之间的干扰。为此目的，识别相互连续干扰消除（SIC）条件以允许同时在基站级别去除D2D设备干扰和在D2D设备级别去除蜂窝用户（CU）干扰。为了最佳地解决联合信道和功率分配（PA）问题，阐述了FD上下文中PA问题的时间有效的解决方案。通过图形表示，在恒定的时间复杂度下，有效地解决了复杂的非凸PA问题。这使得通过连续地解决单独的PA和信道分配问题来实现全局最优分辨率。将所提出的策略的性能与经典的最先进的FD和HD场景进行比较，其中SIC不应用于CU和IoT设备之间。结果表明，在HD或FD场景中，通过在IoT蜂窝上下文中应用相互SIC NOMA可以实现重要的增益。
2021-04-08 cs.IT eess.SP math.IT
NOMA: Principles and Recent Results
虽然非正交多址接入（NOMA）是近年来才被考虑用于蜂窝系统的，但其关键思想如连续干扰消除（SIC）和叠加编码已经在信息论中得到了很好的研究。本文综述了基于信息论的NOMA的基本原理，并给出了一些最新的结果。在单细胞环境下，我们主要关注基本问题，例如，用于下行链路NOMA的功率分配和波束成形以及用于上行链路NOMA的协调和非协调传输。
2017-06-27 cs.IT math.IT
Uplink NOMA for Cellular-Connected UAV: Impact of UAV Trajectories and Altitude
本文考虑了一种新兴的蜂窝连接的无人机（UAV）架构的监视或监控应用。我们考虑的情况下，蜂窝连接的空中用户设备（AUE）周期性地发送在上行链路中，与给定的数据率的要求，而沿着给定的轨迹移动。为了有效的频谱使用，我们使并发的上行链路传输的AUE和地面用户设备（TUE），采用功率域空中-地面非正交多址接入（NOMA），同时占AUE的已知轨迹。为了表征系统性能，我们开发了一个分析框架来计算速率覆盖概率，即，AUE和TUE的可实现数据率超过各自目标速率的概率。我们使用我们的分析结果，以数字方式确定的最小高度，AUE需要飞，在每个传输点沿给定的轨迹，以满足一定的服务质量（QoS）的约束，为各种AUE目标数据率和不同的建成环境。具体而言，结果表明，AUE的最小高度取决于它的距离BS的AUE沿着给定的轨迹移动。我们的研究结果突出了在蜂窝连接的无人机系统AUE轨迹建模的重要性。
2019-10-30 cs.IT eess.SP 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
Exploiting NOMA for Multi-Beam UAV Communication in Cellular Uplink
无人机（UAV）预计将成为第五代（5G）和5G以后蜂窝网络中重要的新用户类别。特别地，存在新兴的UAV应用，诸如需要UAV与地面基站（GBS）之间的高速通信的航空摄影和数据中继。由于无人机飞行高度较高，其与地面基站之间的信道通常以强视距（LoS）链路为主，这为设计同时支持地面和空中用户的未来无线网络带来了机遇和挑战。尽管由于LoS主导信道，与地面用户相比，每个UAV可以与更多的GBS相关联以进行通信，但是它也在上行链路/下行链路中对地面通信造成/遭受更严重的干扰。本文研究了从一个多天线无人机的上行链路通信到一组GBS在其信号覆盖范围内考虑一个实际的，但具有挑战性的情况下，天线的数量在无人机小于同信道GBS。为了实现高速率传输，但避免干扰任何现有的地面通信在同信道的GBS，我们提出了一种新的多波束传输策略，通过利用非正交多址（NOMA）技术。具体地，UAV将每个数据流发送到所选择的GBS子集，GBS子集可以解码UAV的信号，然后在解码其服务的地面用户的消息之前消除它们，并且同时经由迫零（ZF）波束成形将其在其他GBS处的干扰置零。为了得出基本的见解，我们首先在封闭形式的自由度（DoF）下提出的战略。然后，我们提出了一种有效的算法，以最大限度地提高无人机的传输速率受到干扰避免的限制，以保护地面用户。
2018-10-25 cs.IT math.IT
Balancing AoI and Rate for Mission-Critical and eMBB Coexistence with Puncturing, NOMA,and RSMA in Cellular Uplink
本文研究蜂窝上行链路中MC与eMBB共存问题，对比打孔、NOMA和RSMA三种接入方案，推导了平均AoI与PAoI违规概率的闭式表达式，发现NOMA和RSMA在AoI性能略有损失下可将eMBB速率提升约五倍。
2024-08-23 cs.IT eess.SP math.IT
A Cooperative NOMA User Pairing in UAV-Based Wireless Networks
针对无人机辅助无线网络，本文提出基于距离的联合 NOMA 用户配对与资源分配方法及两种节点配对策略，以提升下行公平吞吐量和资源利用效率。
2022-12-24 cs.IT eess.SP math.IT
V2X Meets NOMA: Non-Orthogonal Multiple Access for 5G Enabled Vehicular Networks
得益于广泛部署的基础设施，LTE网络最近被认为是支持车辆到一切（V2X）服务的有希望的候选者。然而，随着未来大量设备接入V2X网络，传统的基于OFDM的LTE网络由于其正交接入效率低而面临拥塞问题，导致显著的接入延迟，特别是对安全关键应用提出了巨大的挑战。非正交多址接入（NOMA）技术已被公认为未来5G蜂窝网络提供宽带通信和大规模连接的有效解决方案。在本文中，我们研究了NOMA在支持蜂窝V2X服务以实现低延迟和高可靠性方面的适用性。从基本的V2X单播系统开始，提出了一种新的基于NOMA的方案，以解决在超密集拓扑中设计高频谱效率调度和资源分配方案的技术障碍。然后，我们将其扩展到更通用的V2X广播系统。还讨论了其他基于NOMA的扩展V2X应用和一些开放问题。
2017-05-24 cs.IT cs.NI math.IT
Beamforming Techniques for Non-Orthogonal Multiple Access in 5G Cellular Networks
在本文中，我们开发了各种波束成形技术的多输入单输出（MISO）非正交多址（NOMA）系统的下行链路传输。首先，波束形成方法与完善的信道状态信息（CSI）的调查，提供所需的服务质量（QoS）的所有用户。泰勒级数逼近和半定松弛（SDR）技术，重新制定原来的非凸功率最小化问题，一个易于处理的。此外，提出了一种基于公平性的波束形成方法，通过最大-最小公式，以保持用户之间的公平性。接下来，我们考虑一个强大的计划，将信道的不确定性，其中的发射功率最小化，同时满足中断概率的要求，在每个用户。通过利用SDR方法，原来的非凸问题重新表示为线性矩阵不等式（LMI）的形式，以获得最优解。数值结果表明，鲁棒方案可以实现更好的性能相比，非鲁棒方案的速率满意率。此外，仿真结果证实，对于相同的数据率要求，NOMA消耗的发射功率略高于OMA所需的一半。因此，NOMA有可能在未来5G网络及以后的传输功耗方面显着提高系统性能。
2018-07-09 cs.IT math.IT
What Role Can NOMA Play in Massive MIMO?
本文试图回答一个简单但基本的问题：NOMA在大规模MIMO中可以发挥什么作用？众所周知，在蜂窝网络中，功率域非正交多址（NOMA）方案可以优于传统的正交多址（OMA）方案。然而，这一事实并不意味着NOMA是大规模MIMO设置中最有效的通信方式，其中基站的天线比小区中的用户多得多。这些设置正在成为未来网络中的规范，并且通常通过假设使用线性多用户波束成形的用户的空间复用来研究。为了回答上述问题，我们分析和比较了NOMA和多用户波束形成在NLOS和LOS场景下的性能。我们发现，后一种方案在大规模MIMO设置中给出了最高的平均和速率。我们还确定了NOMA是大规模MIMO中更好选择的具体情况，并解释了NOMA如何在创建NOMA和多用户波束成形的混合中发挥重要作用，该混合比两个独立方案表现更好。
2018-09-19 cs.IT math.IT
A Novel Network NOMA Scheme for Downlink Coordinated Three-Point Systems
在本文中，我们提出了一种网络非正交多址接入（N-NOMA）技术的蜂窝网络的下行链路协作多点（CoMP）通信的情况下，随机部署的用户。在所考虑的N-NOMA方案中，叠加编码（SC）被用来同时服务于小区边缘用户以及靠近基站（BS）的用户，并且由BS进行分布式模拟波束成形以满足小区边缘用户的服务质量（QoS）要求。SC和分布式模拟波束成形的组合显著地使接收器处的信号与干扰加噪声比（SINR）的表达式复杂化，这使得性能分析特别具有挑战性。然而，通过使用合理的近似，获得有见地的分析结果，以表征所考虑的N-NOMA计划的中断性能。计算机模拟结果表明，所提出的方案的优越性能，以及证明的分析结果的准确性。
2017-12-13 cs.IT math.IT
A Low-Complexity Framework for Joint User Pairing and Power Control for Cooperative NOMA in 5G and Beyond Cellular Networks
本文研究了蜂窝下行链路系统中协作非正交多址接入（C-NOMA）的性能。系统模型由服务多个用户的基站（BS）组成，其中具有良好信道质量的用户可以通过半双工（HD）或全双工（FD）设备到设备（D2 D）通信来辅助BS与具有差信道质量的用户之间的传输。我们制定和解决一个新的优化问题，共同确定最佳的D2 D用户配对和最佳的功率控制方案，其中的目标是最大限度地提高整个系统的可实现的总速率，同时保证一定的服务质量（QoS）的所有用户。制定的问题是一个混合整数非线性规划（MINLP），这通常是NPhhard。为了克服这个问题，我们将原问题重构为一个双层优化问题，该问题可以分解为两个独立求解的子问题。外部问题是一个线性分配问题，可以有效地处理著名的匈牙利方法。内部问题仍然是一个非凸优化问题，找到最优解是具有挑战性的。然而，我们推导出的最佳功率控制策略的HD和FD计划在封闭形式的表达式，这使得计算复杂性的内部问题多项式的每一个可能的配对配置。这些发现最终及时解决了原始MILNP问题，使其适用于实时和低延迟应用。我们的仿真结果表明，所提出的框架优于文献中提出的各种方案，它可以获得最佳的配对和功率控制策略的网络与100个用户在一个可以忽略不计的计算时间。
2020-02-14 cs.IT eess.SP 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
Heterogeneous Networks with Power-Domain NOMA: Coverage, Throughput and Power Allocation Analysis
在异构蜂窝网络（HetNet）中，考虑HetNet中的基站能够通过执行功率域非正交多址（NOMA）方案在下行链路中同时调度和服务K个用户。本文旨在对HetNet的下行链路覆盖和吞吐量性能的初步研究与非合作和（建议）合作NOMA计划。首先，研究了每个小区K个用户的覆盖概率和链路吞吐量，推导出了非协作NOMA方案的精确表达式，在非协作NOMA方案中，没有基站协调为特定用户联合发送NOMA信号。我们表明，覆盖范围和链路吞吐量可以大大减少，如果K个用户之间的发射功率分配不满足推导出的约束。接下来，我们分析了K个用户的NOMA合作计划，其中没有用户的空基站协调，以提高最远的NOMA用户在一个小区的覆盖范围和链路吞吐量。精确的仿真结果表明，合作NOMA可以显著提高网络的覆盖范围和链路吞吐量。最后，我们表明，存在最佳的功率分配方案，最大限度地提高平均小区覆盖率和吞吐量下的一些派生的功率分配约束和数值结果验证了我们的分析结果。
2018-01-13 cs.IT 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
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
NOMA Versus Massive MIMO in Rayleigh Fading
本文比较了功率域NOMA（非正交多址接入）和标准的大规模MIMO（多输入多输出）技术的总和速率和速率区域。分析证明了大规模MIMO在i.i.d.~瑞利衰落信道，如果在基站处使用足够数量的天线。仿真结果表明，当具有20-30个天线时，交叉点已经出现，这远远小于下一代蜂窝网络所考虑的。
2021-12-31 cs.IT eess.SP math.IT
On the Fundamental Limits of Random Non-orthogonal Multiple Access in Cellular Massive IoT
机器对机器（M2M）构成了物联网（IoT）愿景基础上的通信范式。M2M解决方案允许数十亿多角色设备相互通信或与底层数据传输基础设施通信，而无需或只需最少的人为干预。因此，最初为基于人类的应用设计的用于无线传输的当前解决方案需要实质性转变以应对管理大量M2M设备中的容量问题。在本文中，我们认为多址技术作为有前途的解决方案，以支持大量的设备在蜂窝系统有限的无线电资源。我们专注于非正交多址接入（NOMA），其目的是提高信道效率，设备共享相同的无线电资源用于其数据传输。这已被证明是提供最佳的吞吐量从信息理论的观点来看，我们认为一个现实的系统模型和NOMA的情况下的吞吐量和能源效率方面的系统性能与随机数据包到达模型，在那里我们也得到了系统的稳定性条件，以保证性能。
2017-05-30 cs.IT math.IT
Collaborative Edge Learning in MIMO-NOMA Uplink Transmission Environment
多输入多输出非正交多址接入（MIMO-NOMA）蜂窝网络是支持大规模连接的理想网络。本文在MIMO-NOMA上行链路传输环境中利用低延迟机器学习，其中大量数据必须从多个数据源上传到一跳距离的边缘服务器以进行机器学习。提出了一种具有数据源、边缘服务器和基站协作的延迟感知边缘学习框架，称为DACEL。在分析DACEL时延的基础上，进一步设计了NOMA信道分配算法，以最小化DACEL的学习时延。仿真结果表明，该算法在减少学习延迟方面优于基线方案。
2021-06-28 cs.IT cs.NI math.IT
Sparse NOMA: A Closed-Form Characterization
了解未来5G及以后蜂窝系统所建议的各种技术的基本限制对于开发高效的最先进设计至关重要。主要关注的领先技术是非正交多址（NOMA）。在本文中，我们推导出一个显式的严格的封闭形式的解析表达式的最佳频谱效率的大系统限制的定期稀疏NOMA，只有一个固定的和有限数量的正交资源分配给任何指定的用户，反之亦然。当每个用户的正交资源数量变大时，（密集）随机扩频码分多址（RS-CDMA）的基本Verdú-Shamai公式与推导出的表达式的极限相一致。此外，定期稀疏NOMA严格示出在整个系统负载范围内比RS-CDMA频谱更有效。因此，它可以作为一种有效的手段，用于减少吞吐量差距，正交传输在欠载制度，并在过载系统的最终覆盖Wyner界。结果在分析上加强了[1]中主要依赖于物理和数值观测的初步结论。对于次优的线性最小均方误差（LMMSE）接收机，也导出了频谱效率的封闭形式，它再次将相应的Verdú-Shamai LMMSE公式扩展到规则稀疏NOMA。
2018-01-13 cs.IT math.IT
On the Performance of Non-Orthogonal Multiple Access in 5G Systems with Randomly Deployed Users
在这封信中，非正交多址接入（NOMA）的性能进行了研究，在蜂窝下行链路的情况下，随机部署的用户。分析结果表明，NOMA可以实现优越的性能方面的遍历和速率，但是，NOMA的中断性能取决于用户的目标数据率和分配的功率的选择至关重要。具体地，目标数据率和分配功率的错误选择可能导致用户的中断概率总是1的情况，即，用户的目标服务质量将永远不会得到满足。
2014-06-05 cs.IT math.IT
Generalized Coordinated Multipoint (GCoMP)-Enabled NOMA: Outage, Capacity, and Power Allocation
提出了一种新的支持广义协作多点传输（GCoMP）的非正交多址（NOMA）方案。特别地，传统的联合传输CoMP方案被推广应用于所有用户设备（UE），即蜂窝基站（BS）的覆盖区域内的小区中心和小区边缘用户。此外，每个BS使用相同的频率子带对与其相关联的所有UE应用NOMA（即，与BS相关联的所有UE形成单个NOMA集群）。为了评估所提出的方案，我们推导出一个封闭形式的表达式为一个UE与不同的顺序BS合作的中断的概率。重要的见解所提出的系统中提取的近似（渐近）表达式的中断和中断容量的概率。此外，一个最佳的传输功率分配方案，联合分配传输功率分数从所有合作BS到所有连接的UE开发和研究所提出的系统。研究结果表明，当在网络覆盖区域内的所有UE上使用GCoMP技术时，具有大量UE的NOMA是可行的。此外，通过增加协作BS的数量，显著减轻了由大NOMA集群大小引起的性能下降。此外，对于给定的可行系统参数和给定的NOMA集群，可用功率预算越低，对其集群成员应用NOMA的BS的数量越高，并且使用注水进行功率分配的BS的数量越低。
2019-01-29 cs.IT math.IT
Cooperative NOMA for Downlink Asymmetric Interference Cancellation
本文提出了一种利用基站间有限协作的非正交多址接入技术来减轻蜂窝下行链路同频干扰。具体地，我们考虑具有非对称干扰的两个共信道小区的简化但实际相关的场景，即，只有一个小区中的用户接收到来自另一个小区中的BS的强干扰。为了减轻这种干扰，我们提出了一种新的合作NOMA方案，其中受干扰的用户的服务BS发送叠加信号，包括所需的消息和同信道用户的消息（由干扰BS共享）。同信道用户的信号旨在在被干扰用户的接收机处与干扰BS的信号相长地相加，使得具有增强功率的组合干扰可以被有效地解码和消除。因此，这导致了关于如何为两个叠加的消息最优地分配发射功率的新问题。我们提供了这个问题的封闭形式的解决方案，并调查的条件下，该计划的性能优于现有的计划。
2020-02-14 cs.IT math.IT
Resource Allocation in the RIS Assisted SCMA Cellular Network Coexisting with D2D Communications
针对RIS辅助上行SCMA蜂窝与D2D共存网络，提出基于BCD的联合RB关联、功率控制和RIS相移优化算法，显著提升蜂窝和速率。
2023-04-19 cs.IT eess.SP math.IT
Power-Domain Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) in 5G Systems: Potentials and Challenges
非正交多址接入（NOMA）是下一代蜂窝通信中最有前途的无线接入技术之一。与作为公知的高容量正交多址（OMA）技术的正交频分多址（OFDMA）相比，NOMA提供了一组期望的益处，包括更高的频谱效率。存在不同类型的NOMA技术，包括功率域和码域。本文主要研究了功率域NOMA，它在发射端采用叠加编码（SC），在接收端采用连续干扰消除（SIC）。各种研究人员已经证明，NOMA可以有效地用于满足第五代（5G）技术的网络级和用户体验数据率要求。从这个角度出发，本文全面综述了NOMA在5G系统中的最新进展，回顾了NOMA中最先进的容量分析、功率分配策略、用户公平性和用户配对方案。此外，本文还讨论了NOMA如何执行时，它与各种成熟的无线通信技术，如协作通信，多输入多输出（MIMO），波束成形，空时编码，网络编码等集成。此外，本文还讨论了NOMA实现中的几个重要问题，并为今后的研究提供了一些途径。
2016-09-20 cs.IT cs.NI math.IT
Throughput Maximization for Instantly Decodable Network Coded NOMA in Broadcast Communication Systems
针对下行蜂窝网络吞吐量提升问题，提出物理层NOMA与网络层IDNC结合的跨层方案，通过解耦联合优化问题并设计对应算法，实现了吞吐量优于现有方案的效果。
2023-10-03 cs.IT math.IT
User Fairness Non-orthogonal Multiple Access (NOMA) for 5G Millimeter-Wave Communications with Analog Beamforming
在第五代移动通信（5G）中，毫米波非正交多址接入（mmWave-NOMA）技术的引入可以显著提高频谱效率，增加用户数量。在本文中，我们考虑了下行mmWave-NOMA蜂窝系统，其中基站安装有模拟波束成形相控阵列，多个用户在同一时间频率资源块服务。为了保证用户公平性，我们制定了一个联合波束成形和功率分配问题，以最大化用户之间的最小可实现速率，即，我们采用最大最小公平原则。由于问题是难以解决的，由于非凸公式和高维的优化变量，我们提出了一个次优的解决方案，它利用了空间稀疏的角度域的毫米波信道。在求解过程中，首先得到最优功率分配的封闭形式，将联合优化问题转化为一个等价的波束形成问题。然后设计合适的波束形成向量。仿真结果表明，该方案在可达速率方面可以达到接近上限的性能，明显优于传统的毫米波正交多址（mmWave-OMA）系统。
2018-11-07 cs.IT 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
Deep Q-Learning-Driven Power Control for Enhanced Noma User Performance
VNU University of Engineering and Technology（越南国立大学工程技术大学）；East Asia University of Technology（东亚理工大学）
本文提出基于深度Q学习的无人机辅助蜂窝网络，通过智能功率控制提升边缘用户性能，实验显示在400米参考距离下实现2.28 bps/Hz的峰值速率，比无无人机辅助网络提升3.6%。
2025-12-02 cs.IT math.IT
Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) for Downlink Multiuser MIMO Systems: User Clustering, Beamforming, and Power Allocation
研究了具有连续干扰消除（SIC）的非正交多址（NOMA）在下行多用户多输入多输出（MIMO）蜂窝系统中的应用，其中小区内用户终端的接收天线总数大于基站的发射天线数。我们首先将UE接收天线动态地分组为等于或大于BS发射天线的数量的多个集群。单个波束成形向量然后由集群中的所有接收天线共享。我们提出了一种线性波束形成技术，其中所有的接收天线可以显着消除簇间干扰。另一方面，每个集群中的接收天线基于功率域NOMA进行调度，接收机端具有SIC。对于集群间和集群内的功率分配，我们提供了动态功率分配解决方案，其目标是最大化整体小区容量。对提出的MIMO-NOMA系统进行了广泛的性能评估，并与传统的基于正交多址（OMA）的MIMO系统和其他现有的MIMO-NOMA解决方案进行了比较。数值结果量化的容量增益的MIMO-NOMA模型在MIMO-OMA和其他现有的MIMO-NOMA解决方案。
2016-11-22 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Joint Subcarrier and Power Allocation in NOMA is Strongly NP-Hard
非正交多址接入（NOMA）是一种很有前途的5G无线接入技术。它允许多个用户通过执行功率域复用在相同的频率和时间资源上进行传输。在接收机侧，应用连续干扰消除（SIC）以减轻复用信号之间的干扰。以这种方式，NOMA可以在频谱效率方面优于传统蜂窝网络中使用的正交多址接入方案，并允许更多的同时用户。研究了多载波NOMA系统中联合子载波和功率分配问题的计算复杂性。我们证明了这些问题是强NP-困难的一大类目标函数，即加权广义平均的个人数据率。这个类涵盖了流行的加权和率，比例公平，调和平均和最大最小公平效用。我们的研究结果表明，在一般情况下，最佳的功率和子载波分配不能在多项式时间计算，除非P = NP。然而，我们提出了一些易处理的特殊情况下，我们表明，他们可以有效地解决。
2019-10-03 cs.CC cs.IT math.IT
Precoder Design for Signal Superposition in MIMO-NOMA Multicell Networks
具有差信道条件的用户（诸如在小区边缘处的用户）的吞吐量是无线系统中的瓶颈。功率预算的主要部分必须被分配以服务于这些用户，以保证他们的服务质量（QoS）要求，妨碍其他用户的QoS，从而损害系统的可靠性。在非正交多址（NOMA）中，发送给信道条件差的用户的消息由其自身和信道条件较好的另一个用户解码。在消除了前者的干扰之后，预定给后者的消息随后由其自身连续地解码。因此，通过这种特定的连续解码和干扰消除，提高了总的信息吞吐量。本文旨在设计用于NOMA多输入多输出多蜂窝系统基站信号叠加的线性预编码器/波束形成器，以最大化受用户QoS要求约束的总体和吞吐量，该QoS要求独立于用户的信道条件。这个设计问题被制定为一个高度非线性和非光滑的非凸约束下的函数的最大化，这是非常具有挑战性的计算。路径跟踪算法的解决方案，这只调用一个简单的凸问题的中等规模在每次迭代开发。生成一系列改进的点，这些算法至少收敛到一个局部最优。广泛的数值模拟，然后提供证明他们的优点。
2017-06-06 cs.IT math.IT
Energy Efficient Resource Allocation in Machine-to-Machine Communications with Multiple Access and Energy Harvesting for IoT
本文研究具有非线性能量收集的机器对机器（M2M）蜂窝网络的节能资源分配，特别关注两种不同的多址接入策略，即非正交多址（NOMA）和时分多址（TDMA）。我们的目标是通过联合功率控制和时间分配，同时考虑电路功耗，以最大限度地减少网络的总能耗。对于NOMA和TDMA策略，我们表明，它是最佳的每个机器类型的通信设备（MTCD）传输的最小吞吐量，和每个MTCD的能量消耗是一个凸函数分配的传输时间。基于推导出的MTCD的发射功率的最优条件，我们将NOMA的原始优化问题转化为一个等价的问题，可以通过迭代功率控制和时间分配算法次优解决。通过一个适当的变量变换，我们也把原来的TDMA优化问题转化为一个等价的易处理的问题，它可以迭代求解。数值结果验证了理论分析的正确性，并表明在MTCD的低电路功率区，NOMA比TDMA消耗更少的总能量，而在MTCD的高电路功率区，TDMA比NOMA具有更好的网络能量效率。
2017-11-29 cs.IT math.IT
A New Multiple Access Technique for 5G: Power Domain Sparse Code Multiple Access (PSMA)
本文提出了一种新的第五代蜂窝网络多址接入方案--功率域稀疏码多址接入（PSMA）。在PSMA中，我们采用功率域和码域来同时在一个子载波上传输多个用户的信号。在这样的模型中，相同的SCMA码本可以由多个用户使用，其中对于这些用户，功率域非正交多址（PD-NOMA）技术用于非正交地发送信号。尽管不同的SCMA码本是正交的并且彼此之间不产生干扰，但是多个用户使用的相同码本对这些用户产生干扰。我们研究的信号模型，以及接收机和发射机的PSMA方法。为了评估PSMA的性能，我们考虑异构蜂窝网络（HetNet）。在这种情况下，我们的设计目标是最大限度地提高系统的总速率的网络受到一些系统级和QoS约束，如发射功率约束。我们制定拟议的资源分配问题作为一个优化问题，并解决它的逐次凸逼近（SCA）技术。此外，我们从性能和计算复杂性的角度比较PSMA与稀疏码多址接入（SCMA）和PD-NOMA。最后，所提出的方法的有效性进行了研究，使用数值结果。我们表明，通过合理增加复杂度，PSMA可以提高频谱效率约50%相比，SCMA和PD-NOMA。
2017-06-20 cs.IT math.IT
Joint Tx-Rx Beamforming and Power Allocation for 5G Millimeter-Wave Non-Orthogonal Multiple Access (MmWave-NOMA) Networks
在本文中，我们研究了非正交多址接入和毫米波通信（毫米波NOMA）的组合。被认为是一个下行链路蜂窝系统，其中模拟相控阵列都配备在基站和用户。提出了一种联合Tx-Rx波束成形和功率分配问题，在满足最小速率约束的条件下，最大化每个用户的可达和速率（ASR）。由于问题是非凸的，我们提出了一个次优的解决方案，三个阶段。在第一阶段，最优功率分配与封闭形式获得任意固定的Tx-Rx波束成形。在第二阶段中，具有封闭形式的最佳Rx波束成形设计用于任意固定Tx波束成形。在第三阶段，利用已有的结果将原问题转化为Tx波束形成问题，并提出一种边界压缩粒子群优化算法（BC-PSO）来获得次优解。通过大量的性能评估验证了所提方案的合理性，结果表明，所提方案的ASR性能接近上限，与现有方案和传统的毫米波正交多址接入（mmWave-OMA）系统相比，性能有了显著的提高。
2018-11-07 cs.IT math.IT
Energy Consumption Optimization in RIS-Assisted Cooperative RSMA Cellular Networks
提出了一种下行链路可重构智能表面（RIS）辅助的半双工（HD）协作速率分割多址（C-RSMA）网络。建议的系统模型建立考虑一个基站（BS），一个RIS，和两个用户。以最小化网络能量消耗为目标，提出了一种联合框架，以优化BS处的预编码向量、公共流分割、中继设备发射功率、时隙分配以及RIS处的被动波束成形，该框架受到BS和中继节点处的功率预算约束、两个用户处的服务质量（QoS）约束以及公共流速率约束。由于优化变量之间的高度耦合，所述问题是非凸优化问题。为了解决这一挑战，一个有效的算法是通过调用交替优化技术，它分解成两个子问题，即子问题1和子问题2，这是交替解决的原始问题。具体地，子问题1是联合优化预编码向量、公共流分割和中继设备功率。同时，子问题2是优化RIS处的相移矩阵。为了解决子问题1，提出了一种基于逐次凸近似（SCA）的高效低复杂度解决方案。同时，借助于凸秩一差分表示和SCA方法，得到了RIS处相移矩阵的有效解。仿真结果表明，与RSMA方案、RIS-assisted HD cooperative non-orthogonal multiple access（C-NOMA）、RIS-assisted NOMA、HD C-RSMA without RIS和HD C-NOMA without RIS相比，所提出的RIS-assisted HD C-RSMA在最小化总能耗方面获得了显著的…
2022-08-13 cs.IT eess.SP math.IT
Massive Non-Orthogonal Multiple Access for Cellular IoT: Potentials and Limitations
物联网（IoT）承诺无处不在的连接，这代表了未来几年最大的技术趋势。预计到2020年，将有超过250亿台设备连接到蜂窝网络;远远超过当前无线网络中的设备数量。机器对机器（M2M）通信旨在通过促进数十亿多角色设备相互通信以及与底层数据传输基础设施通信而提供用于实现物联网的通信基础设施，而无需或很少需要人为干预。提供这种基础设施将需要从目前主要为人对人（H2 H）应用设计的协议进行重大转变。本文回顾了最近3GPP用于实现大规模蜂窝物联网的解决方案，并研究了M2M通信的随机接入策略，这表明蜂窝网络必须发展以处理设备与系统连接和通信的新方式。然后，提出了一种大规模非正交多址接入（NOMA）技术，作为一种有前途的解决方案，以支持蜂窝网络中大量的物联网设备，在那里我们还确定了其实际挑战和未来的研究方向。
2016-12-02 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
Distributed Rate Control in Downlink NOMA Networks with Reliability Constraints
非正交多址接入（NOMA）由于其与传统正交方案（OMA）相比在频谱效率方面的性能增益而被认为是用于未来无线系统的有前途的技术。这种增益可以很容易地转化为越来越多的服务用户，但对系统可靠性提出了挑战，这对于即将到来的蜂窝系统的新服务和应用至关重要。为了应对这些问题，我们提出了一个NOMA速率控制策略，只利用拓扑特性的情况下和可靠性约束。我们达到的必要条件，使NOMA克服了OMA的替代方案，而我们讨论的最佳分配策略，2用户NOMA设置时，操作与相等的速率或最大的总和速率的目标。在这种情况下，我们表明，用户与最大的目标错误概率倍的平均接收信号功率和平均干扰功率之间的比率，应被调度为首先解码的最佳性能。我们数值比较我们的分配方案的性能与其理想的对应需要完整的CSI在BS和无限长的块长度，并显示如何增加的差距的可靠性约束变得更加严格。结果还证明了NOMA的好处时，可以有效地消除共同干扰，特别是当目标是最大化的总和率。
2019-08-15 cs.IT cs.NI eess.SP
Capacity Analysis and Sum Rate Maximization for the SCMA Cellular Network Coexisting with D2D Communications
稀疏码多址接入（SCMA）是5G无线通信新接口的非正交多址接入（NOMA）技术中最受关注的方案。5G中旨在提高本地通信频谱效率的另一种有效技术是设备到设备（D2D）通信。因此，我们利用与D2D通信共存的SCMA蜂窝网络来满足物联网（IOT）的连接需求，并提高混合网络的系统和速率性能。我们首先推导出所有用户容量的信息论表达式，并根据蜂窝用户和D2D用户之间的相互干扰找到蜂窝用户的容量界限。然后，我们考虑蜂窝用户和D2D用户联合的功率优化问题，以最大化系统和速率。为了解决非凸优化问题，我们提出了一种基于几何规划（GP）的迭代功率分配算法。仿真结果表明，该算法收敛速度快，并能很好地提高和速率性能。
2022-09-21 cs.IT eess.SP math.IT
Towards the Standardization of Non-orthogonal Multiple Access for Next Generation Wireless Networks
非正交多址接入（Non-Orthogonal Multiple Access，NoMA）作为一种高效的无线资源共享方式，其根源可以追溯到网络信息论。对于几代无线通信系统设计，由于收发器硬件中的有限处理能力以及延迟和连接性两者中的适度业务需求，时域、频域或码域中的正交多址（OMA）方案已成为主要选择。然而，对于下一代无线电系统，鉴于其连接一切的愿景和不断发展的硬件能力，NoMA已被确定为一种有前途的技术，以帮助实现系统容量，用户连接和服务延迟的所有目标。本文将系统地概述基于统一收发器设计框架的NoMA传输的最新设计、相关标准化进展以及未来蜂窝网络中的一些有前景的用例，感兴趣的研究人员可以在此基础上快速入门。
2018-02-12 cs.IT math.IT
Massive IoT Access With NOMA in 5G Networks and Beyond Using Online Competitiveness and Learning
研究了超5G蜂窝物联网中的在线用户分组、调度和功率分配问题。由于大量的设备试图被授权到网络，采用非正交多址接入方法，以便在同一无线电资源块中容纳多个设备。与大多数以前的作品不同，我们的目标是最大限度地提高服务的设备的数量，同时分配他们的传输功率，使他们的实时要求，以及他们有限的工作能量得到尊重。首先，我们制定的一般问题作为一个混合整数非线性规划（MINLP），可以很容易地转化为MILP的一些特殊情况。其次，我们研究了它的计算复杂性通过表征不同的特殊情况的NP-困难。然后，通过将问题分解为多个NOMA分组和调度子问题，提出了有效的在线竞争算法。此外，我们展示了如何使用这些在线算法，并将它们的解决方案结合在强化学习设置中，以获得功率分配，从而获得问题的全局解决方案。我们的分析补充了仿真结果，以说明所提出的算法的性能与最佳和国家的最先进的方法相比。
2022-01-27 cs.IT cs.NI math.IT
Energy Optimization for Cellular-Connected Multi-UAV Mobile Edge Computing Systems with Multi-Access Schemes
研究了一种蜂窝连接的无人机移动边缘计算系统，该系统通过地面基站（TBS）为多个无人机提供计算任务卸载服务。我们的目标是最小化无人机的总能耗，包括推进能量，计算能量和通信能量，同时确保无人机的总比特数被完全计算。为了解决大量的计算位，我们提出了一种资源划分策略，其中一部分任务迁移到TBS进行计算，另一部分任务在UAV本地计算。为了深入理解接入方式对系统性能的影响，我们考虑了上行链路传输中的四种接入方案，时分多址（TDMA）、正交频分多址（OFDMA）、一对一接入和非正交多址（NOMA）。在TBS能量预算下，联合优化比特分配、功率分配、资源划分以及无人机轨迹，并采用逐次凸逼近（SCA）技术进行求解。数值结果表明，与基准格式相比，所提出的格式节省了大量的能量。
2018-07-07 cs.IT math.IT
Cellular Systems with Full-Duplex Compress-and-Forward Relaying and Cooperative Base Stations
在本文中提供的优势，由移动终端（MT）通过专用中继终端（RT）接收的信号发送的多小区处理进行了研究。假设每个RT能够全双工操作并且接收相邻中继终端的传输。针对小区内TDMA和非衰落信道，在Wyner提出的上行链路模型的基础上，提出了一种简化的中继辅助上行链路蜂窝模型。假设一个游牧应用，其中的RT是不经意的MT的码本，一种形式的分布式压缩和转发（CF）方案与解码器侧信息被采用。每细胞的CF计划的和率推导，并给出作为一个简单的不动点方程的解决方案。该可实现的速率揭示了CF方案能够完全消除中继间干扰，并且对于强RT传输功率，它接近“割集样”上界。CF率也示出超过放大和转发方案的速率，通过数值计算的系统参数的范围很广。
2008-05-01 cs.IT math.IT
Lattice Partition Multiple Access: A New Method of Downlink Non-orthogonal Multiuser Transmissions
在本文中，我们提出了一种新的下行链路非正交多用户叠加传输方案，用于未来的5G蜂窝网络，我们称之为格型分区多址（LPMA）。在该设计中，基站为多个用户发送多级格码。每个用户的代码级别对应于一个不同的素数，并由其他用户的所有不同素数的乘积加权，不包括其自己的素数。由于格码的结构特性，每个用户可以通过以连续/并行的方式使用模格运算来消除来自其他码级的干扰。LPMA可以克服非正交多址接入（NOMA）的缺点，当用户具有相似的信道条件。我们表明，建议的LPMA表现出明显的吞吐量增强了目前的NOMA计划。
2016-04-18 cs.IT math.IT
Cooperative NOMA Meets Emerging Technologies: A Survey for Next-Generation Wireless Networks
King Fahd University of Petroleum & Minerals（国王法赫德国油矿物大学）
本文综述了协作非正交多址接入（C-NOMA）与多种新兴技术的集成，涵盖协议、架构和部署策略，并展望其在数字孪生等领域的应用及未来挑战。
2025-10-27 cs.IT eess.SP math.IT
Non-Orthogonal eMBB-URLLC Radio Access for Cloud Radio Access Networks with Analog Fronthauling
本文考虑了基于模拟前传链路上的无线电信号中继的云无线接入网（C-RAN）架构的上行链路中超可靠低延迟通信（URLLC）和增强型移动宽带（eMBB）服务的共存。虽然对无线电资源的正交多址接入（OMA）实现了不同5G服务的隔离和单独设计，但非正交多址接入（NOMA）可以通过共享无线和前传资源来增强系统性能。本文提供了一个信息理论的角度在OMA和NOMA下的URLLC和eMBB流量的性能。分析集中在具有加性高斯噪声链路和有限小区间干扰跨度的标准蜂窝模型上，并且它考虑了不同的解码策略，例如打孔、将干扰视为噪声（TIN）和连续干扰消除（SIC）。数值结果表明，对于所考虑的模拟前传C-RAN架构，NOMA相对于OMA实现了更高的eMBB速率，同时保证了具有最小接入延迟的可靠的低速率URLLC通信。此外，SIC下的NOMA被认为是实现最佳性能，而与数字容量受限的前传链路的情况不同，TIN总是优于打孔。
2019-12-22 cs.IT eess.SP math.IT
Evolution of NOMA Toward Next Generation Multiple Access (NGMA) for 6G
本文系统梳理了从NOMA到NGMA的演进路径，提出基于多天线与NOMA的统一框架，并探讨容量极限、候选技术、数学工具及实现挑战，为6G多址接入研究奠定基础。
2022-01-24 cs.IT eess.SP math.IT
Holographic MIMO Empowered NOMA-ISAC for 6G: Rate-Splitting Enhanced Near-Field Modeling, Multi-Objective Optimization, and Statistical Performance Validation
本文提出了一种超大规模MIMO赋能的NOMA-ISAC框架，通过速率分割增强近场建模、多目标优化和统计验证，提升了6G通信与感知的性能。
2025-11-29 cs.IT cs.NI math.IT
Beyond 5G with UAVs: Foundations of a 3D Wireless Cellular Network
在本文中，三维（3D）蜂窝网络，集成无人机基站（drone-BS）和蜂窝连接的无人机用户（drone-UE）的一个新的概念，介绍。对于这种新的3D蜂窝架构，提出了用于无人机BS的网络规划以及无人机UE的延迟最小小区关联的新框架。对于网络规划，提出了一种基于截顶八面体形状的概念的用于无人机BS的部署的易处理方法，该方法以最少数量的无人机BS确保给定空间的完全覆盖。此外，在这样的3D无线网络的频率规划的特点，一个可行的整数频率复用因子的解析表达式推导。随后，开发了最佳3D小区关联方案，考虑到传输、计算和回程延迟，无人机UE的延迟被最小化。为此，首先，使用核密度估计方法估计无人机UE的空间分布，并且使用交叉验证方法获得估计器的参数。然后，根据无人机-UE的空间分布和无人机-BS的位置，通过利用来自最优传输理论的工具来导出用于无人机-UE的延迟最小的3D小区关联。仿真结果表明，所提出的方法相比，使用信号与干扰加噪声比（SINR）标准的经典小区关联方法减少了无人机UE的延迟。特别是，所提出的方法产生了高达46%的平均延迟相比，基于SINR的关联减少。结果还表明，所提出的延迟最优小区关联提高了无人机的3D无线蜂窝网络的频谱效率。
2018-11-02 cs.IT math.IT
Semi-Integrated-Sensing-and-Communication (Semi-ISaC): From OMA to NOMA
针对下一代蜂窝网络提出了半集成传感与通信（Semi-ISaC）的新概念。与现有技术相比，总带宽用于集成传感和通信（ISaC），所提出的半ISaC框架提供了更多的自由度，因为它允许一部分带宽专门用于无线通信或雷达检测，而其余部分则用于ISaC传输。为了提高带宽效率，我们研究了半ISaC网络从正交多址接入（OMA）到非正交多址接入（NOMA）的演进。首先，我们评估基于OMA的半ISaC网络的性能。对于通信信号，我们研究了中断概率（OP）和遍历率。对于雷达回波，我们刻画了各态历经的雷达估计信息率（REIR）。然后，我们研究了基于NOMA的Semi-ISaC网络的性能，包括通信信号的OP和遍历速率以及雷达回波的遍历REIR。OP的多样性增益和遍历REIR的高信噪比（SNR）斜率也被评估为见解。分析结果表明：1）在基于NOMA的Semi-ISaC场景下，近端用户的分集阶数等于Nakagami-m衰落信道的系数（m），而远端用户的分集阶数为零; 2）各态历经REIR的高信噪比斜率取决于雷达信号占空比与脉冲宽度的比值。仿真结果表明：1）Semi-ISaC比传统的ISaC具有更好的信道容量; 2）基于NOMA的Semi-ISaC比基于OMA的Semi-ISaC具有更好的信道容量。
2023-01-31 cs.IT eess.SP math.IT
