NOMA in the Uplink: Delay Analysis with Imperfect CSI and Finite-Length Coding
我们研究是否使用非正交多址接入（NOMA）在移动网络的上行链路可以提高性能的正交多址接入（OMA）时，系统需要超可靠的低延迟通信（URLLC）。为了回答这个问题，我们首先考虑一个理想的系统模型，完美的信道状态信息（CSI）在发射机和长码字，其中我们确定最佳的解码顺序时，解码器使用连续干扰消除（SIC）和推导出封闭形式的表达式时，联合解码的最佳速率。虽然联合解码即使在严格的延迟约束下也表现良好，但具有SIC解码的NOMA通常比OMA表现更差。对于低延迟系统，我们还必须考虑有限长度信道编码以及基于速率自适应的不完美CSI的影响。我们推导出封闭形式的近似相应的中断或错误概率，并发现这些影响创建一个更大的性能惩罚NOMA比OMA。因此，具有SIC解码的NOMA可能经常不适合于URLLC。
2019-03-22 cs.IT math.IT
On Performance Comparison of Multi-Antenna HD-NOMA, SCMA and PD-NOMA Schemes
在本文中，我们研究了一种新的多天线混合域非正交多址（MA-HD-NOMA）方案的上行链路信道吞吐量性能。该方案结合了传统的稀疏码多址接入（SCMA）和功率域NOMA（PD-NOMA）方案，以便与传统的NOMA方案相比增加所服务的用户数量，并且在基站处使用多个天线。为此，联合资源分配问题的MA-HD-NOMA计划制定，最大化整个系统的总和速率。为了进行综合比较，还建立了具有相同过载因子的多天线SCMA（MA-SCMA）和多天线PD-NOMA（MA-PD-NOMA）方案的联合资源分配问题。每个制定的问题是一个混合整数非凸规划，因此，我们采用逐次凸逼近（SCA）和重新加权的$\ell_1$最小化为基础的方法，以获得快速收敛的解决方案。数值结果表明，与MA-SCMA和MA-PD-NOMA方案相比，MA-HD-NOMA方案具有更好的性能.
2020-11-28 cs.IT math.IT
NOMA-based Compressive Random Access using Gaussian Spreading
压缩随机接入（CRA）是已经被考虑用于具有非正交扩频序列的大规模机器类型通信（MTC）的随机接入方案，其中压缩感测（CS）的概念通过利用稀疏设备活动而用于低复杂度检测器。在本文中，我们研究了功率域非正交多址接入（NOMA）的应用，以提高CRA的性能（或增加设备的数量被支持）。我们考虑高斯扩频序列，并通过大系统分析得出设计标准，以确定功率域NOMA的功率电平。从仿真结果中，我们可以确认，通过将NOMA应用于CRA，可以减少错误检测到的设备活动的数量。
2018-12-28 cs.IT math.IT
Closed-Form BER Analysis for Uplink NOMA with Dynamic SIC Decoding
本文首次对上行PD-NOMA动态SIC解码进行闭式误码率分析，推导有序信道增益PDF和成对错误概率，并验证动态SIC可消除误码平层，为高阶调制下的功率分配提供指导。
2025-08-27 cs.IT eess.SP 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
A General MIMO Framework for NOMA Downlink and Uplink Transmission Based on Signal Alignment
多输入多输出（MIMO）技术在非正交多址（NOMA）系统中的应用对于提高NOMA系统的性能增益具有重要意义。本文提出了一种新的MIMO-NOMA框架，用于下行链路和上行链路传输，通过应用信号对齐的概念。通过使用随机几何，封闭形式的分析结果，以方便性能评估的建议框架随机部署的用户和用户。研究了固定功率分配和认知无线电功率分配等不同功率分配策略对MIMO-NOMA性能的影响。计算机模拟结果证明了所提出的框架的性能和开发的分析结果的准确性。
2015-08-29 cs.IT math.IT
A Mathematical Proof of the Superiority of NOMA Compared to Conventional OMA
虽然关于非正交多址接入（NOMA）的现有工作已经表明，NOMA可以在具有固定资源分配的正交多址接入（OMA）上产生显著的性能增益，但是不清楚当执行最优资源（时间/频率/功率）分配时，这样的性能增益是否会减小。在本文中，NOMA和传统的OMA系统之间的性能比较研究，从优化的角度来看。首先，利用功率分裂的思想，推导出NOMA系统最优和速率的封闭表达式。然后，通过严格的数学证明，我们揭示了一个事实，即NOMA总是可以优于传统的OMA系统，即使两者都配备了最佳的资源分配政策。最后，通过计算机模拟验证了分析结果的准确性。
2016-12-04 cs.IT math.IT
Outage Performance for Cooperative NOMA Transmission with an AF Relay
本文研究了在放大转发中继作用下，协作非正交多址接入（NOMA）网络的中断性能。精确的封闭形式近似的精确中断概率。在此基础上，研究了协作NOMA的渐近中断概率，结果表明，与协作正交多址相比，协作NOMA具有相同的分集阶数和更高的编码增益。当中继站的发射功率小于基站的发射功率时，中继站与间接链路用户之间的距离越小，中断性能越好。
2017-03-13 cs.IT math.IT
Fundamental Limits of Spectrum Sharing for NOMA-based Cooperative Relaying
非正交多址（NOMA）和频谱共享（SS）是第五代（5G）无线通信标准中用于高效频谱利用的两种新兴多址技术。在本文中，我们提出了一个封闭的形式分析的平均可达和速率和中断概率的NOMA为基础的协作中继系统（CRS）在一个频谱共享的情况下。我们考虑峰值干扰约束，其中次级（未许可）网络对主用户（许可）接收器（PU-Rx）造成的干扰应小于预定阈值。我们表明，CRS-NOMA优于CRS与传统的正交多址接入（OMA）在PU-Rx的峰值干扰功率的大值。
2018-09-24 cs.IT math.IT
On Throughput Bounds of NOMA-ALOHA
在本文中，我们专注于随机接入的吞吐量与功率域非正交多址接入（NOMA），并推导出上界的吞吐量。特别地，我们证明了在[1]中导出的吞吐量的表达式是一个上限，并导出一个新的下限作为一个封闭形式的表达式。该表达式允许找到使下限最大化的流量强度，该下限被示出为NOMA中的功率电平的数量的平方根。此外，与此表达式，对于大量的功率电平，我们得到的渐近最大吞吐量，增加的功率电平的数量的平方根的速率。
2021-10-24 cs.IT math.IT
On the Outage Performance of Network NOMA (N-NOMA) Modeled by Poisson Line Cox Point Process
为了提高系统吞吐量，提出了一种用于上行链路协作多点传输（CoMP）的网络非正交多址接入（N-NOMA）技术。在所考虑的场景中，多个基站彼此协作以服务单个用户，称为CoMP用户，这与传统CoMP相同。然而，与传统CoMP不同，N-NOMA中的每个基站在以相同带宽服务CoMP用户的同时，机会主义地服务额外的用户，称为NOMA用户。CoMP用户通常位于远离基站的位置，而靠近基站的用户被调度为NOMA用户。因此，这两种用户的信道条件是非常不同的，这有利于NOMA的实现。与传统的基于正交多址的CoMP方案相比，多个基站仅服务于单个CoMP用户，所提出的N-NOMA方案可以通过服务额外的NOMA用户来支持更大的连接，并且通过避免CoMP用户单独占用频谱来提高频谱效率。一个随机几何的方法被施加到考虑N-NOMA场景的泊松聚类过程建模，在此基础上的中断概率和遍历率的封闭形式的解析表达式。数值结果表明，分析结果的准确性，也表明所提出的N-NOMA计划的优越性能。
2019-11-13 cs.IT math.IT
Next-Generation Multiple Access Based on NOMA with Power Level Modulation
为了应对下一代无线通信业务的爆炸性增长，有必要设计下一代多址技术，可以提供更高的频谱效率以及更大规模的连接。功率域非正交多址接入（NOMA）作为一种很有前途的接入方式得到了广泛的研究。在传统的功率域NOMA中，多个用户通过不同的预设功率电平在相同的时间和频带中复用，然而，这可能限制实际有限字母输入下的频谱效率。受空间调制概念的启发，我们提出通过将额外的信息比特编码到功率电平中来解决这个问题，并利用不同的信号星座来帮助接收机区分它们。为了传达这个概念，称为功率选择（PS）-NOMA，显然，我们考虑一个简单的下行链路两个用户NOMA系统与有限的输入星座。假设最大似然检测，我们推导出封闭形式的近似误码率（BER）的表达式为两个用户。还以封闭形式推导出两个用户的可实现速率。仿真结果验证了分析的正确性，并表明所提出的PS-NOMA在误码率和可达速率方面优于传统的NOMA。
2021-07-27 cs.IT eess.SP math.IT
Performance of RIS-empowered NOMA-based D2D Communication under Nakagami-m Fading
可重构智能表面（RISs）已经在研究界引发了新的兴趣，设想未来的无线通信网络。在这项研究中，我们分析了基于设备到设备（D2 D）无线通信系统的RIS使能的非正交多址（NOMA）的性能，其中RIS被划分为服务于一对D2 D用户。具体而言，推导出频谱效率（SE）和能量效率（EE）的上限和下限的封闭形式的表达式。此外，所提出的基于NOMA的系统的性能也与其正交对应。广泛的模拟进行证实的分析结果。结果表明，RIS极大地增强了基于NOMA的D2 D网络的性能。
2023-01-10 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Uplink NOMA-Relevant Strategy Under Statistical Delay QoS Constraints
一种新的多址接入（MA）策略，称为非正交多址接入相关（NOMA-R），允许在增加所有单独速率时选择NOMA，即，这对于强（较强）和弱（较弱）个人用户都是有益的。这封信提供了一个性能分析的NOMA-R策略在上行链路网络的统计延迟约束。给出了两用户网络中有效容量（EC）的封闭表达式，表明在NOMA-R下，强用户总是获得更高的EC。关于网络的和EC，NOMA-R有明显的增益，特别是在严格的延迟约束下。
2020-04-23 cs.IT eess.SP math.IT
Grant Free MIMO-NOMA with Differential Modulation for Machine Type Communications
本文针对机器类通信中设备异步零星发送短包的场景，提出一种基于差分调制的免授权MIMO-NOMA方案，通过稀疏贝叶斯学习实现活跃设备检测，并利用差分调制约束设计非相干多设备数据检测器，显著提升检测性能。
2024-06-11 cs.IT math.IT
Wireless Powered Cooperative Relaying using NOMA with Imperfect CSI
研究了由一个信源、两个用户和一个EH中继节点组成的能量收集（EH）协作非正交多址（NOMA）网络中不完美信道状态（CSI）信息的影响.中继器不配备固定电源，而是充当无线供电节点，以帮助向用户传输信号。针对固定功率分配和动态功率分配两种不同的功率分配策略，推导了不完美信道状态信息下两个用户的中断概率的封闭表达式。蒙特卡洛模拟被用来数值评估不完美的CSI的效果。这些结果证实了理论中断分析，并表明NOMA可以优于正交多址，即使有不完美的CSI。
2018-09-29 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation in Downlink Multicarrier NOMA Systems: Theory and Fast Algorithms
在这项工作中，我们解决的问题，找到全局最优的功率分配策略，以最大限度地提高用户的总速率（SR）以及系统的能量效率（EE）在单小区多载波非正交多址（MC-NOMA）系统的下行链路。每个NOMA簇包括一组用户，其中在这些用户之间应用了公知的叠加编码（SC）结合连续干扰消除（SIC）技术。通过得到簇内功率分配的闭式表达式，我们证明了MC-NOMA可以等价地转化为虚拟正交多址接入（OMA）系统，其中这些虚拟OMA用户的有效信道增益以闭式形式得到。然后，SR和EE最大化问题分别使用非常快速的注水和Dinkelbach算法解决。MC-NOMA到虚拟OMA系统的等效变换带来了新的理论见解，本文对此进行了讨论。我们的分析扩展到其他场景，例如考虑用户速率公平性，准入控制，长期性能，以及许多未来的下一代多址接入（NGMA）方案，使最近的先进技术，例如，讨论了可重构智能表面。大量的数值结果显示单载波NOMA（SC-NOMA），OMA-NOMA，和OMA之间的性能差距。
2021-11-14 cs.IT eess.SP 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
On the Performance of Network NOMA in Uplink CoMP Systems: A Stochastic Geometry Approach
为了提高系统吞吐量，提出了一种用于上行链路协作多点传输（CoMP）的网络非正交多址接入（N-NOMA）技术。在所考虑的场景中，多个基站彼此协作以服务单个用户，称为CoMP用户，这与传统CoMP相同。然而，与传统CoMP不同，N-NOMA中的每个基站在以相同带宽服务CoMP用户的同时，机会主义地服务额外的用户，称为NOMA用户。CoMP用户通常位于小区边缘，而靠近基站的用户被调度为NOMA用户。因此，这两种用户的信道条件是非常不同的，这有利于NOMA的实现。与传统的基于正交多址的CoMP方案相比，多个基站仅服务于单个CoMP用户，所提出的N-NOMA方案可以通过服务额外的NOMA用户来支持更大的连接，并且通过避免CoMP用户单独占用频谱来提高频谱效率。一个随机几何的方法被施加到考虑N-NOMA场景的泊松聚类过程建模，在此基础上的中断概率和遍历率的封闭形式的解析表达式。数值结果表明，分析结果的准确性，也表明所提出的N-NOMA计划的优越性能。
2018-09-23 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
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
An Optimal Joint Antenna and User Selection Algorithm for QoS-based CR-NOMA
非正交多址接入（NOMA）可以同时在同一频率上为多个用户提供服务，而认知无线电（CR）可以有助于消除频谱稀缺问题。在这项工作中，上行链路CR为基础的NOMA（CR-NOMA）系统，它配备了多个用户和一个多天线的基站，提出了提高频谱效率。在考虑用户服务质量（QoS）的情况下，研究了连续干扰消除（SIC）的系统性能。提出了两种不同的天线和次用户选择算法，以改善中断性能和延迟错误平层的影响。多天线CR-NOMA与基于QoS的SIC系统优于传统的基于信道状态信息（CSI）的SIC。此外，它表明，该系统的中断性能的两种算法是优于在不使用该算法的情况下。推导了在次优联合天线和用户选择算法下系统中断概率的闭式表达式。此外，当不使用所提出的算法，该系统的中断概率与单天线基站的封闭形式的表达式推导。大量的仿真结果验证了理论分析的准确性。
2023-02-27 cs.IT cs.NI math.IT
Performance Analysis of NOMA with Fixed Gain Relaying over Nakagami-m Fading Channels
研究了非正交多址接入（NOMA）中协作技术的应用。更具体地说，固定增益放大和转发（AF）中继NOMA研究在Nakagami- $m$衰落信道。有两种情况是有见地的。1)第一种情况是基站（BS）打算通过AF中继的辅助与多个用户通信，其中BS与用户之间存在直接链路;以及2）第二种情况是BS与用户之间不存在AF中继。为了表征所考虑的情况下的性能，新的封闭形式的精确和无症状中断概率的表达式。基于分析结果，得到了用户所能达到的分集阶数。对于第一和第二场景，第$n$个用户的分集阶数分别是$μ(n+1)$和$μn$。仿真结果表明，NOMA能够优于正交多址接入（OMA）的中断概率和系统吞吐量。同样值得注意的是，与传统OMA相比，NOMA可以提供更好的公平性。通过比较两种方案，合作NOMA方案可以提供更好的中断性能相对于第二种方案。
2018-12-18 cs.IT math.IT
Performance Analysis of NOMA-based Cooperative Relaying in α - μ Fading Channels
非正交多址（NOMA）被广泛认为是第五代（5G）无线通信标准中用于有效无线电频谱利用的潜在多址技术。在本文中，我们研究的平均可达速率和中断概率的合作中继系统（CRS）的基础上NOMA（CRS-NOMA）的无线链路由$α$ - $μ$广义衰落模型，这里$α$和$μ$指定的非线性和聚类参数，分别为每个链路。平均可达速率用Meijer的G-函数和扩展的广义二元Fox的H-函数（EGBFHF）表示，中断概率用较低的不完全Gamma函数表示。我们的研究结果证实，CRS-NOMA优于CRS与传统的正交多址（CRS-OMA）在频谱效率方面在高发送信噪比（SNR）。从我们的结果中也可以看出，随着非线性/聚类参数值的增加，CRS-NOMA优于其基于OMA的对应物的SNR变得更高。此外，中断概率的渐近分析揭示了CRS-NOMA系统中每个符号的分集阶数对衰落链路的$α$和$μ$参数的依赖性。
2019-03-05 cs.IT math.IT
Optimized Constellation Design for Two User Binary Sensor Networks Using NOMA
本文研究两用户二进制传感器网络在高斯多址信道下的数据融合，引入NOMA原理，通过解析推导误码概率上界并闭式求解最优旋转参数来设计星座，仿真验证其性能接近实验最优星座。
2023-05-31 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Uplink Adaptive NOMA Depending on Channel Knowledge
非正交多址接入（NOMA）是未来无线网络满足大用户密度的关键技术。然而，由于用户间干扰，与正交多址（OMA）相比，NOMA可能提供较差的性能。在本文中，我们获得了封闭形式的表达式的上行链路NOMA和OMA吞吐量时，没有信道状态信息在发射机（CSIT）是可用的，和平均数据率假设瞬时速率应大于最小阈值时，完整的CSIT是可用的。OMA和NOMA的分析比较证明，不存在在所有情况下都有效的全球优势战略。基于此结论，我们提出了一种新的多址接入（MA）策略，称为NOMA-A（NOMA-A），选择最好的MA技术之间的OMA和NOMA。NOMA-A的目标是在没有CSIT的情况下最大化总吞吐量，以及在完全CSIT的情况下两个用户都是活动的概率。NOMA-A是优于其他策略的总和吞吐量和速率。
2020-04-06 cs.IT eess.SP math.IT
Exploiting Multiple Access in Clustered Millimeter Wave Networks: NOMA or OMA?
在本文中，我们介绍了一个分簇的毫米波网络与非正交多址接入（NOMA），其中基站（BS）位于每个集群的中心，所有用户遵循泊松聚类过程。为了提供实际的定向波束成形，在所有BS处部署实际天线方向图。我们提出了一种最近随机的方案，其中近端用户是距离基站最近的节点，远端用户是随机选择的，以评估我们的系统的覆盖性能和通用吞吐量。新的封闭形式的表达式推导出一个松散的网络假设。此外，我们提出了几个Monte Carlo模拟和数值结果，表明：1）NOMA优于正交多址接入的系统速率; 2）覆盖概率是成正比的可能NOMA用户的数量和簇内接收机的方差的负相关性;和3）存在一个最佳的天线单元的数量最大化的系统吞吐量。
2018-01-26 cs.IT math.IT
On Optimal Power Allocation for Downlink Non-Orthogonal Multiple Access Systems
非正交多址接入（NOMA）通过连续干扰消除（SIC）实现功率域复用，并且已被视为用于5G通信的有前途的技术。NOMA的全部益处取决于所有用户的资源分配，包括功率分配和信道分配，然而，这导致混合整数规划。在文献中，最优功率分配仅在某些特殊情况下才能找到，而功率分配和信道分配的联合优化通常需要穷举搜索。在本文中，我们研究了下行NOMA系统中的资源分配。作为主要贡献，我们分析了在不同的性能标准下，给定的信道分配在多个信道上的最优功率分配。具体地，我们考虑了NOMA系统中的最大最小公平性、加权和速率最大化、带服务质量（QoS）约束的和速率最大化、带权值或QoS约束的能量效率最大化。我们还明确考虑到顺序约束的权力，用户在每个通道上，这是经常被忽视的现有作品，并表明他们有一个显着的影响SIC在NOMA系统。然后，我们提供了封闭或半封闭形式的考虑标准的最优功率分配。我们还提出了一个低复杂度的有效方法，联合优化的信道分配和功率分配NOMA系统中的匹配算法与最优功率分配。仿真结果表明，联合资源优化使用我们的最优功率分配产生更好的性能比现有的计划。
2017-07-20 cs.IT math.IT
On the Secrecy Rate of Downlink NOMA in Underlay Spectrum Sharing with Imperfect CSI
本文给出了一种多频谱共享非正交多址（NOMA）系统的遍历和保密率（ESSR）分析。我们考虑的情况下，由次级发射机（ST）发送的功率是由多个主接收机（PR）的峰值可容忍的干扰，以及ST的最大发射功率的约束。信道估计误差的影响也考虑到在我们的分析。我们推导出下行NOMA系统的ESSR的精确和渐近封闭形式的表达式，并表明性能可以分为两个不同的制度，即，它由干扰约束或功率约束来规定。我们的研究结果证实了NOMA为基础的系统的优越性，其正交多址（OMA）为基础的同行。更有趣的是，我们的研究结果表明，NOMA有助于保持强用户的保密率，同时显着提高弱用户的保密性能相比，OMA。通过蒙特卡罗模拟证实了所提出的调查的正确性。
2021-05-16 cs.IT math.IT
STAR-RIS-NOMA Networks: An Error Performance Perspective
本文研究了非正交多址（NOMA）网络中同时发射和反射可重构智能表面（STAR-RISs）的比特出错率（BER）性能。在所研究的网络中，一个STAR-RIS服务于多个非正交用户位于任何一侧的表面上利用模式切换协议。我们推导出在完美和不完美的连续干扰消除情况下的封闭形式的BER表达式。此外，渐近分析也进行了进一步的洞察BER行为在高信噪比区域。最后，我们的理论分析的准确性进行了验证，通过Monte Carlo模拟。结果表明，STAR-RIS-NOMA系统的误码性能优于经典的NOMA系统，STAR-RIS可能是一个有前途的NOMA 2.0解决方案。
2022-05-31 cs.IT eess.SP 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
Designing Enhanced Multi-dimensional Constellations for Code-Domain NOMA
本文提出了一种改进的多维星座设计，它在码域非正交多址接入（CD-NOMA）等通信系统中起着关键作用。MD星座是有吸引力的，因为如果适当设计，它们的结构特性导致信号空间分集，从而改善出错率性能。不同于现有的作品，主要集中在MD星座与大的最小欧几里德距离（MED），我们寻找新的MD星座与额外的功能，最小产品距离（MPD）也很大。为此，一个非凸优化问题制定，然后解决的凹凸过程（CCCP）。与最先进的文献相比，我们提出的MD星座在Rayleigh衰落信道上显着提高了错误性能，同时在高斯信道上保持了几乎相同的性能。为了证明他们的应用程序，我们还表明，这些MD星座产生良好的码本稀疏码多址系统。所有获得的MD星座可以在https://github.com/Aureliano1/Multi-dimensional-constellation中找到。
2022-07-21 cs.IT math.IT
Transmit Power Pool Design for Grant-Free NOMA-IoT Networks via Deep Reinforcement Learning
免授权非正交多址接入（GF-NOMA）是用于短分组物联网（IoT）网络以增强连接性的潜在多址接入框架。然而，由于没有闭环功率控制，GF-NOMA中的资源分配问题是具有挑战性的。我们设计了一个原型的发射功率池（PP）提供开环功率控制。物联网用户仅根据其通信距离提前从该原型PP获取其发射功率。首先，提出了一种多智能体深度Q网络（DQN）辅助的GF-NOMA算法来确定原型PP的最佳发射功率电平。更具体地说，每个物联网用户都充当代理，通过与无线环境交互来学习策略，指导他们选择最佳操作。其次，为了防止Q学习模型的高估问题，提出了基于双DQN的GF-NOMA算法。数值结果证实，双DQN算法找到了最佳的发射功率电平，形成PP。与传统的在线学习方法相比，由于基于先前学习的动作空间的限制，所提出的基于原型PP的算法在变化的环境下收敛得更快。所考虑的GF-NOMA系统优于具有固定发射功率的网络，即所有用户具有相同的发射功率和具有正交多址技术的传统GF，在吞吐量方面。
2021-06-03 cs.IT math.IT
Block Error Performance of NOMA with HARQ-CC in Finite Blocklength
研究了有限块长下采用混合自动重传请求与追赶合并（HARQ-CC）的两用户下行非正交多址接入（NOMA）系统的性能。首先，一个分析框架，推导出封闭形式的近似的个人平均误块率（BLER）的近端和远端用户。在此基础上，通过与正交多址接入（OMA）的比较，分析了NOMA的性能，得出NOMA在用户公平性方面优于OMA的结论。此外，设计了一种算法来确定所需的块长度和功率分配系数的NOMA，满足用户的可靠性目标。将NOMA所需的块长度与OMA进行比较，这表明NOMA在高发送信噪比（SNR）条件下具有较低的块长度要求，从而在两个用户的BLER方面的可靠性要求为10 - 5的量级时，导致比OMA更低的延迟。
2020-02-03 cs.IT eess.SP math.IT
NOMA versus OMA in Finite Blocklength Regime: Link-Layer Rate Performance
在本文中，我们研究了非正交多址接入（NOMA）和正交多址接入（OMA）技术在有限块长度制度的延迟性能。在比较研究中，我们得出了两个用户NOMA和OMA对应的延迟服务质量的约束下，可实现的有效容量。然后，我们得到封闭形式的表达式，可实现的有效容量的弱和强的用户在这两种情况下，考虑在瑞利衰落信道传输。数值结果提供。特别是，它示出，在低信号噪声比（SNR），具有更好的信道条件的OMA用户优于两个NOMA用户。\blue{We also evaluate the impact of fixed power allocation scheme on the achievable effective capacity of two-user NOMA.}对链路层总速率的比较分析表明，在高信噪比时，有限块长NOMA的链路层总速率优于时延指数较松的OMA。
2020-11-09 cs.IT eess.SP 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
On the Achievable Spectral Efficiency of Spatial Modulation Aided Downlink Non-Orthogonal Multiple Access
本文提出了一种新的空间调制辅助非正交多址接入（SM-NOMA）系统。我们使用互信息（MI）来表征所提出的SM-NOMA系统的可实现的频谱效率（SE）。由于SM采用的有限字母表空间域输入，相应的MI的表达缺乏一个封闭的形式制定。因此，提出了一个下界来量化SM-NOMA系统的MI。此外，在低信噪比和高信噪比区域，它的渐近性质也从理论上进行了研究。仿真结果证实了我们提出的SM-NOMA系统的SE性能及其分析。
2017-05-18 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
An Outage Probability Analysis of Full-Duplex NOMA in UAV Communications
由于无人机（UAV）预计将在第五代（5G）网络中发挥重要作用，解决UAV通信中的频谱稀缺问题仍然是一个紧迫的问题。在这方面，全双工非正交多址（FD-NOMA）无人机通信，以提高频谱利用率的可行性进行了研究。具体而言，封闭形式的中断概率表达式，提出了FD-NOMA，半双工非正交多址接入（HD-NOMA），和半双工正交多址接入（HD-OMA）计划在莱斯阴影衰落信道。广泛的分析表明，FD-NOMA的性能瓶颈是在下行无人机。此外，FD-NOMA表现出较低的中断概率在地面站（GS）和下行链路无人机比HD-NOMA和HD-OMA在低发射功率制度。在高发射功率状态下，FD-NOMA分别受到下行链路UAV和FD-GS处的残余SI和UAV间干扰的限制。阴影的影响也被证明会影响FD-NOMA和HD-OMA在下行链路无人机的可靠性。
2019-09-05 cs.IT eess.SP 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
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
Outage Probability Analysis of Uplink NOMA over Ultra-High-Speed FSO-Backhauled Systems
在本文中，我们考虑一个中继辅助的上行链路非正交多址接入（NOMA）系统，其中两个射频（RF）用户被分组为同时传输，在每个资源块，中间中继转发的放大版本的用户的聚合信号中存在的多用户干扰到一个相对较远的目的地。为了满足用户对更高数据率的日益增长的需求，采用高吞吐量的自由空间光学（FSO）链路作为中继目的地回程链路。在目的端采用动态顺序解码，根据用户的瞬时信道状态信息（CSI）确定用户的优先级。当FSO回程链路受到带指向误差的Gamma-Gamma湍流时，在用户中继接入链路存在独立瑞利衰落的情况下，推导了单个速率和和速率中断概率公式的封闭表达式。这项工作可以被视为将功率域NOMA纳入超高速FSO回程系统（称为混合RF-FSO系统）的初步尝试。
2018-09-08 cs.IT math.IT
NOMA-Based Cooperative Relaying with Receive Diversity in Nakagami-m Fading Channels
本文研究Nakagami-m衰落信道下多天线CRS-NOMA系统，推导遍历速率和中断概率闭式解，证明接收分集使其在低信噪比下优于OMA并实现满分集，同时给出最优功率分配方案。
2025-04-13 cs.IT math.IT
Impact of NOMA on Age of Information: A Grant-Free Transmission Perspective
本文从免授权传输视角研究NOMA对信息年龄（AoI）的影响，采用低复杂度NOMA辅助随机接入方案，推导AoI闭式表达式，证实最简NOMA可将OMA的AoI降低超40%，且表达式可优化免授权传输的关键参数。
2023-05-03 cs.IT eess.SP math.IT
Random Access with Layered Preambles based on NOMA for Two Different Types of Devices in MTC
在机器类型通信（MTC）中，随机接入已经被用于多个设备和传感器以使用许可码池来接入上行链路信道。为了支持由于各种服务质量（QoS）要求而导致的不同优先级，可以利用多个池来推广随机接入，这可能导致低频谱效率。在本文中，为了高频谱效率，分层随机接入（RALP）提出了支持两个不同的优先级的设备的基础上的概念的功率域非正交多址（NOMA）。在RALP中，支持具有不同优先级的两组设备，即类型1和类型2设备，其中类型1设备具有比类型2设备更高的优先级。导出了1型设备发送的伪码检测性能的闭式表达式，该表达式可用于高优先级1型设备的一定性能保证。低复杂度的前导码检测方法也进行了讨论。
2020-10-02 cs.IT math.IT
Secrecy Analysis of Ambient Backscatter NOMA Systems under I/Q Imbalance
我们调查的可靠性和安全性的环境后向散射（AmBC）的非正交多址接入（NOMA）系统，其中源的目的是在存在窃听者与两个NOMA用户进行通信。我们考虑一个更实际的情况下，节点和反向散射设备（BD）遭受同相和正交相位不平衡（IQI）。更具体地说，中断概率（OP）和拦截概率（IP）的精确解析表达式推导出封闭形式。此外，还讨论了OP的渐近性态和相应的分集阶。数值结果表明：1）IQI虽然降低了系统的可靠性，但可以提高系统的安全性。2)与传统的正交多址（OMA）系统相比，AmBC-NOMA系统在低信噪比时具有更好的可靠性; 3）由于反射系数\b{eta}的存在，OP存在错误平层。
2020-04-30 cs.IT eess.SP math.IT
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
Hybrid SIC Aided Hybrid NOMA: A New Approach For Improving Energy Efficiency
针对现有混合NOMA采用固定阶SIC能效提升有限的问题，提出一种HSIC辅助的混合NOMA方案，可作为OMA网络附加组件，通过机会用户透明复用时隙提升传输机会，理论分析与仿真验证其能效优于OMA及FSIC方案。
2024-12-10 cs.IT math.IT
On Energy Efficiency of Hybrid NOMA
本文提出一种用户可共享时隙的新型混合NOMA方案，通过优化功率分配得到速率最大化闭式解，证明高信噪比下其低功耗高速率的概率趋近于1，验证了该方案相较OMA的能效优势。
2024-11-04 cs.IT eess.SP math.IT
Cooperative Non-Orthogonal Multiple Access with Simultaneous Wireless Information and Power Transfer
在本文中，同时无线信息和功率传输（SWIPT）的非正交多址（NOMA）网络中，用户是空间随机定位的应用进行了研究。提出了一种新的协作式SWIPT NOMA协议，在该协议中，靠近源的近NOMA用户作为能量收集中继来帮助远NOMA用户。由于用户的位置对性能有很大的影响，提出了三种基于用户到基站的距离的用户选择方案。为了表征所提出的选择方案的性能，中断概率和系统吞吐量的封闭形式的表达式。这些分析结果表明，使用SWIPT不会危及分集增益相比，传统的NOMA。所提出的结果证实，机会使用节点位置的用户选择可以实现低中断概率和提供优越的吞吐量相比，随机选择方案。
2015-11-09 cs.IT math.IT
Performance of OTFS-NOMA Scheme for Coordinated Direct and Relay Transmission Networks in High-Mobility Scenarios
在这封信中，基于正交时频空间（OTFS）的非正交多址接入（NOMA）方案进行了研究的协调直接和中继传输系统中，源直接与附近的用户具有高移动速度，它需要中继辅助服务的远用户也具有高移动性。由于信号叠加编码和多域变换的共存，基于OTFS的NOMA的性能通常很难从理论上进行测量。为了准确评估该方案的系统性能，我们推导出封闭形式的中断概率和中断和率的表达式，通过使用反演公式和特征函数。数值结果验证了该方案的性能优越性和有效性。
2023-03-05 cs.IT eess.SP math.IT
DRL-Assisted Resource Allocation for NOMA-MEC Offloading with Hybrid SIC
多址边缘计算（MEC）和非正交多址（NOMA）已经被认为是在第六代（6 G）移动系统中提高移动设备的计算能力和卸载效率的有前景的技术。本文主要研究了混合NOMA-MEC系统，该系统首先将多个用户分组成对，每对用户通过NOMA同时卸载各自的任务，然后通过正交多址接入（OMA）为延迟容忍度较高的用户分配一段时间，用于上传剩余的数据。对于传统的NOMA上行链路传输，根据信道状态信息（CSI）或服务质量（QoS）要求，应用连续干扰消除（SIC）来连续地解码叠加的信号。在这项工作中，我们集成了混合SIC方案，动态适应所有NOMA组之间的SIC解码顺序。为了解决用户分组问题，提出了一种基于深度强化学习（DRL）的算法，以获得接近最优的用户分组策略。此外，我们最佳地最小化卸载能源消耗，通过获得封闭形式的解决方案的资源分配问题。仿真结果表明，该算法收敛速度快，NOMA-MEC方案优于现有的正交多址接入（OMA）方案。
2021-04-07 cs.IT eess.SP math.IT
Rate Analysis of Cell-Free Massive MIMO-NOMA With Three Linear Precoders
虽然无小区（CF）大规模多输入多输出（MIMO）和非正交多址（NOMA）的混合保证了大规模的频谱效率增益，但是在接入点（AP）处采用的预编码器的类型影响增益。因此，在本文中，我们全面评估系统的性能与最大比传输（MRT），全导频迫零（fpZF）和修改的正则化ZF（mRZF）预编码器。考虑瑞利衰落信道、簇内导频污染、簇间干扰和不完善的连续干扰消除（SIC）的影响，我们推导出了它们的闭合形式和速率表达式。我们的研究结果表明，该系统支持显着更多的用户同时在相同的相干间隔相比，其OMA等效。然而，当用户数较少时，簇内导频污染和不完善的SIC会降低系统性能。此外，在完美的SIC下，mRZF和fpZF的表现显着优于MRT。此外，我们表明，该系统与mRZF或fpZF预编码优于OMA系统与MRT。数值结果验证了分析结果。
2020-12-22 cs.IT math.IT
Outage Analysis of Cooperative NOMA in Millimeter Wave Vehicular Network at Intersections
本文研究了在交叉路口使用协作非正交多址接入方案（NOMA）对毫米波（mmWave）车载网络的影响和改进。交叉口由两条垂直的道路组成。在中继的帮助下，传输发生在源节点和两个目的地节点之间。我们假设干扰来自一组车辆，这些车辆分布为一维齐次泊松点过程（PPP）。我们推导出封闭形式的中断概率表达式的合作NOMA，并比较它们与合作正交多址接入（OMA）。我们表明，NOMA提供了显着的改善，特别是对于高数据速率。然而，对数据速率有一个条件，否则，NOMA的性能将急剧下降。我们表明，作为节点的方法的交集，中断概率增加。反直觉地，我们表明，非线的叹息（NLOS）的情况下有一个更好的性能比线的叹息（LOS）的情况下。使用随机几何工具进行分析，并与Monte Carlo模拟进行验证。
2019-11-26 cs.IT eess.SP math.IT
