Uplink and Downlink MIMO-NOMA with Simultaneous Triangularization
在本文中，我们考虑两个用户的功率域多输入多输出（MIMO）非正交多址（NOMA）系统的上行链路和下行链路预编码器的设计。我们提出了新的上行链路和下行链路的预编码和解码方案，通过分解成多个单输入单输出（SISO）-NOMA信道的用户的MIMO信道的同时三角化（ST）和低复杂度的自干扰消除在接收机处的接收机的MIMO-NOMA信道，降低解码复杂度。提出的ST MIMO-NOMA方案避免了发送端和接收端的信道反转，并充分利用了用户MIMO信道的零空间，有利于获得遍历的可达速率性能。我们的最大遍历可实现的速率区域的建议的上行链路和下行链路ST MIMO-NOMA方案的特征，并将它们与各自的上限，基线MIMO-NOMA预编码方案，和正交多址接入（OMA）。我们的研究结果表明，所提出的方案显着优于所考虑的基线MIMO-NOMA预编码方案和OMA，并有一个小的差距，以各自的上限为大多数信道条件和用户速率。此外，我们表明，一个混合方案，它执行建议的上行链路和下行链路ST MIMO-NOMA和单用户MIMO之间的分时，可以进一步提高性能。
2021-01-14 cs.IT math.IT
Performance Analysis of a Hybrid Downlink-Uplink Cooperative NOMA Scheme
提出了一种新的混合下行上行协作NOMA（HDU-hocMA）方案，该方案在频谱效率和信号接收可靠性之间取得了比传统协作NOMA方案更好的折衷。特别地，所提出的方案使得强用户能够在协作阶段期间同时执行协作传输和无干扰上行链路传输，代价是弱用户处的信号接收可靠性略微降低。我们分析了该方案的中断概率，分集阶数，和中断吞吐量。仿真结果不仅证实了分析结果的准确性，而且还揭示了所提出的方案比基线合作NOMA方案和非合作NOMA方案所取得的频谱效率增益。
2017-03-02 cs.IT math.IT
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
Stochastic Geometry Based Modeling and Analysis on Network NOMA in Downlink CoMP Systems
本文研究了下行CoMP系统中N-NOMA的性能，利用随机几何模型建模基站与用户位置并考虑全网干扰，通过严格推导得出用户中断概率，数值结果验证了分析准确性并证明其优于基于OMA的CoMP方案。
2023-08-01 cs.IT math.IT
Optimal User Pairing for Achieving Rate Fairness in Downlink NOMA Networks
本文研究了下行非正交多址接入（NOMA）网络。我们研究的问题，联合优化用户配对和波束成形设计，以最大限度地提高所有用户之间的最低速率。所考虑的问题属于一类困难的混合整数非凸优化规划。我们首先放松二元约束，并采用序贯凸逼近方法求解放松后的问题，保证至少收敛到局部最优解。数值结果表明，与传统的波束形成方案相比，该方法在用户之间获得了更高的速率公平性，随机配对NOMA和波束形成系统。
2018-12-30 cs.IT math.IT
Position Information-based NOMA for Downlink and Uplink Transmission in Mobile Scenarios
在本文中，非正交多址（NOMA）系统与部分信道状态信息（CSI）的下行链路和上行链路传输在移动场景中被认为是，即，用户是随机部署的，并且将在基站（BS）周围随意移动。在这种情况下，每个用户的信道增益随时间变化，这对传统NOMA的性能有影响。一个分析框架，以评估位置估计偏差的影响，解码顺序错误概率，平均和率和中断概率。在此基础上，提出了下行NOMA的动态功率分配（DPA）和上行NOMA的动态功率控制（DPC），利用用户距离信息优化系统中断性能。已经表明，NOMA的性能依赖于准确的用户位置信息。为此，提出了两种基于位置滤波的算法，以提高用户位置的准确性。蒙特卡罗仿真结果表明，频谱效率和中断性能的改善。仿真结果验证了所提出的分析框架的准确性。
2020-08-18 cs.IT math.IT
Bounds on Eavesdropper Performance for a MIMO-NOMA Downlink Scheme
非正交多址（NOMA）是一种用于未来无线的复用技术，当与多输入多输出（MIMO）结合时，其为用户具有变化的信道强度的系统解锁更高的容量。NOMA利用信道差异来增加吞吐量，而MIMO利用额外的自由度（DoF）来增强吞吐量。本文分析了MIMO-NOMA组合方案的保密容量，证明了在存在被动窃听者的情况下，MIMO-NOMA组合方案在物理层的鲁棒性。我们提出的窃听性能的界限，并显示explanistically，随着用户和天线的数量的增加，窃听的SINR变得很小，无论如何“幸运”，他们可能与他们的信道。
2021-07-08 cs.IT math.IT
Achievable Diversity Order of HARQ-Aided Downlink NOMA Systems
非正交多址接入（NOMA）和混合自动重传请求（HARQ）的结合能够实现超可靠性、高吞吐量和多并发连接，特别是对于新兴的通信系统。本文主要研究HARQ辅助NOMA系统中断概率与发射功率的渐近缩放定律，多样性秩序针对三种基本类型的HARQ辅助下行NOMA系统进行分集阶数分析，包括I型HARQ、具有追赶合并的HARQ（HARQ-CC）和具有增量冗余的HARQ（HARQ-IR）。推导了3种HARQ辅助下行NOMA系统的分集阶数，并给出了HARQ-CC和HARQ-IR辅助下行NOMA系统的中断概率界。分析结果表明，分集阶数是传输速率递减的阶跃函数，只有在足够低的传输速率下才能实现全时分集。HARQ-IR辅助的NOMA系统具有最大的分集阶数，其次是HARQ-CC辅助的NOMA系统，然后是I型HARQ辅助的NOMA系统。此外，用户的分集阶数根据其各自的平均信道增益遵循降序。此外，我们扩大讨论的情况下，功率有效的传输和不完善的信道状态信息（CSI）。蒙特卡洛模拟最终证实了我们的分析。
2022-09-23 cs.IT 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
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
On the Application of Quasi-Degradation to Network NOMA in Downlink CoMP Systems
网络非正交多址接入（N-NOMA）技术在多点协作（CoMP）系统中的应用，因其能够同时改善CoMP用户的连通性和保持可靠传输的能力而受到广泛关注。基于N-NOMA准劣化信道的概念，研究了两个基站配置多天线的下行N-NOMA预编码设计问题。具体地说，在准劣化信道下，当给定用户的目标速率和基站的最小发射功率时，基于简单线性预编码的N-NOMA可以获得与理论上最优但复杂的脏纸编码（DPC）方案相同的最小总发射功率。本文首先严格推导了单CoMP用户和两个NOMA用户情况下的信道准劣化条件。给出了准退化信道下N-NOMA的最优预编码器的闭式表达式。然后，基于量子点条件，提出了一种新的混合N-NOMA（H-N-NOMA）方案，它是N-NOMA和传统迫零波束形成（ZFBF）方案的混合。此外，对于用户较多的场景，提出了一种低复杂度的基于QD的用户配对（QDUP）算法。数值结果揭示了量子点通道的影响因素，也表明了所提出的H-N-NOMA/QDUP方案的优越性能。仿真结果表明，H-N-NOMA/QDUP方案能有效地利用多用户分集的优点。
2022-05-05 cs.IT 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
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
Downlink Analysis for Reconfigurable Intelligent Surfaces Aided NOMA Networks
通过激活阻塞用户和改变连续干扰消除（SIC）序列，可重构智能表面（RISs）成为增强非正交多址（NOMA）系统的希望。本文通过随机几何分析研究了RIS辅助NOMA网络的下行链路性能。首先介绍了RIS反射信道的独特路径损耗模型。然后，我们评估的角度分布的基础上的泊松聚类过程（PCP）的框架，从理论上证明，入射角和反射角均匀分布。最后，我们推导出封闭形式的表达式为成对的NOMA用户的覆盖概率。我们的结果表明：1）RIS辅助的NOMA网络比传统的NOMA网络性能更好; 2）由于RIS能够改变NOMA用户的信道增益，因此NOMA系统中的SIC顺序可以改变。
2020-06-23 cs.IT eess.SP math.IT
Design of Downlink Hybrid NOMA Transmission
针对下行传输场景，本文提出将NOMA作为传统TDMA网络附加模块的混合NOMA方案，推导了SISO场景下的性能解析结论并扩展到MISO近场场景，仿真验证其性能优于传统正交多址接入。
2024-01-30 cs.IT eess.SP math.IT
Meta Distribution of the SIR in Large-Scale Uplink and Downlink NOMA Networks
我们开发了一个分析框架，推导出Meta分布和时刻的条件成功概率（CSP），这是定义为{成功概率为一个给定的实现发射机}，在大规模的同信道上行链路和下行链路非正交多址接入（NOMA）网络与一个NOMA集群每个小区。CSP的矩可以转化为各种网络性能指标，例如标准成功率或信号干扰比（SIR）覆盖概率（这是$1$ -st时刻），平均本地延迟（这是静态网络设置中的$-1$ -第一时刻），和Meta分布（其是条件成功概率的互补累积分布函数，并且可以通过使用$1$ -st和$2$ -st来近似。的时刻）。对于上行链路NOMA，使框架听话，我们提出了两个点的空间位置的处理模型，通过利用基站（BS）/用户对相关函数。我们通过比较每个模型的二阶矩测量与通过模拟获得的簇间（或细胞间）干扰的实际点过程来验证所提出的模型。对于下行NOMA，我们推导出封闭形式的解决方案的时刻的CSP，成功（或覆盖）的概率，平均本地延迟，和Meta分布的用户。作为开发的分析框架的应用程序，我们使用的封闭形式的表达式来优化下行链路NOMA用户的功率分配，以最大限度地提高一个给定的NOMA用户的成功概率有和没有延迟的限制。对于两用户NOMA场景，得到了发射功率的闭式最优解。我们注意到，在延迟约束下最大化成功概率可以显著影响低SIR阈值的最佳功率解决方案，并有利于正交多址接入（OMA）。
2018-04-08 cs.IT math.IT
Compressive Sensing Based User Clustering for Downlink NOMA Systems with Decoding Power
这封信研究了下行链路非正交多址系统的联合功率控制和用户分簇。我们的目标是最大限度地减少总功耗，不仅考虑到传统的传输功率，但也解码功率的用户。为了解决这一优化问题，它首先转化为一个等价的问题，易于处理的约束。然后，提出了一个有效的算法来解决等价的问题，通过使用加权1-范数最小化和优化最小化技术。数值结果验证了该算法优于传统的算法，包括流行的基于匹配的算法。
2018-03-13 cs.IT math.IT
Precoder Design and Power Allocation for Downlink MIMO-NOMA via Simultaneous Triangularization
在本文中，我们考虑两个用户的功率域多输入多输出（MIMO）非正交多址（NOMA）系统的下行链路预编码器的设计。提出的预编码方案基于同时三角化，将两个用户的MIMO-NOMA信道分解为多个单输入单输出的NOMA信道，假设用户处具有低复杂度的自干扰消除。与基于同步对角化的预编码方案相比，该方案避免了用户MIMO信道的反转，从而提高了遍历速率性能。此外，我们还开发了一种基于凹凸过程的功率分配算法，并利用它来获得所提出的MIMO-NOMA方案的各态历经可达速率区域。我们的研究结果表明，该方案优于基线预编码方案的基础上SD和正交多址接入的用户速率范围很广，并执行接近脏纸编码上限。通过利用基于所提出的MIMO-NOMA方案和点对点MIMO之间的分时的混合方案，可以进一步改进遍历速率区域。
2021-01-14 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
Transmission Energy Minimization for Heterogeneous Low-Latency NOMA Downlink
研究了具有严格异构时延约束的两用户下行链路传输能量最小化问题。为了应对延迟的限制，并明确规定块长度（延迟）和可靠性之间的权衡有限块长度码（FBCs）的容量的正常近似，在经典的香农容量公式。我们首先考虑基于非正交多址（NOMA）的传输方案。然而，由于接收机处的异构延迟约束和信道条件，传统的连续干扰消除可能是不可行的。因此，我们研究的问题，考虑异构接收机条件下不同的干扰缓解方案，并解决相应的NOMA设计问题。结果表明，虽然能量函数不是凸的，也没有封闭的形式表示，所研究的NOMA问题可以整体解决半解析和低复杂性。此外，我们提出了一种混合传输方案，结合时分多址（TDMA）和NOMA。具体地说，混合方案可以明智地执行比特和时间分配，并采取TDMA和NOMA作为两个特殊的情况。为了处理更具挑战性的混合设计问题，我们提出了一个凹近似的FBC速率/容量公式，通过它我们获得了计算效率和高质量的解决方案。仿真结果表明，与纯NOMA和TDMA方案相比，该混合方案可以获得可观的传输能量节省。
2019-12-18 cs.IT math.IT
Link-Layer Capacity of Downlink NOMA with Generalized Selection Combining Receivers
非正交多址接入（NOMA）作为第五代（5G）和超5G（B5 G）无线通信标准的频谱接入技术的潜在候选，引起了极大的关注。与NOMA相关的大多数研究都集中在从香农容量的角度来看系统性能，虽然这是一个关键的系统设计标准，但未能量化未来无线应用所施加的延迟约束的影响。在本文中，我们分析了一个单输入多输出（SIMO）两用户下行NOMA系统的性能，在链路层的可达速率，称为有效容量（EC），它捕获的延迟有限的服务质量（QoS）约束下的系统的性能。对于在接收机侧的信号合并，我们使用广义选择合并（GSC），这两个传统的分集合并方案，即选择合并（SC）和最大比合并（MRC）之间的性能差距的桥梁。我们还推导出两个近似表达式的EC的NOMA-GSC是准确的，在低信噪比和高信噪比下，分别。分析揭示了实现的接收器射频（RF）链的数量和实现的性能之间的权衡，并可以用来确定在一个实际的接收器设计相结合的路径的适当数量。
2019-10-31 cs.IT math.IT
DeepHSIC: Deep Learning-based Signal Detector for Hybrid Downlink IM-NOMA
National Economics University（越南国家经济大学）；Hanoi University of Science and Technology（河内科技大学）；Northeastern University（东北大学）；Phenikaa University（菲尼亚卡大学）；VNPT Group（VNPT集团）
DeepHSIC是面向混合下行链路IM-NOMA的深度学习信号检测器，用学习推理块替代高计算量SIC操作，在接近模型检测器误码率的同时大幅降低检测时间，适用于可扩展的IM-NOMA接收机
2026-09-01 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
Fundamentals of Power Allocation Strategies for Downlink Multi-user NOMA with Target Rates
针对下行链路多用户非正交多址接入（NOMA）系统，研究了在基站不具有瞬时信道增益的情况下，采用连续干扰消除（SIC）接收机时，目标速率与功率分配之间的基本关系。它被证明，总的干扰信号没有被SIC删除有一个基本的上限，这是一个函数的目标速率，和中断概率是一个超过这个限制时。定义了行为良好的功率分配策略的概念，并证明了其性质是完全基于目标速率导出的。功率分配策略的存在，使NOMA优于OMA的每用户中断概率被证明，并且总是表现良好的情况下，当NOMA和OMA的中断概率性能是平等的所有用户。然后，所提出的SIC解码顺序被证明是最节能的。推导行为良好的功率分配策略，提高了中断概率性能超过OMA为每个用户的概述。仿真结果验证了理论分析的正确性，表明NOMA系统在中断概率性能上始终优于OMA系统，而不依赖于精确的信道增益。
2020-01-06 cs.IT math.IT
Toward 6G Downlink NOMA: CRC-Aided GRAND for Noise-Resilient NOMA Decoding in Beyond-5G Networks
Istanbul Technical University（伊斯坦布尔理工大学）；TÜBİTAK BİLGEM（土耳其科学技术研究委员会工业技术研究所）
本文提出一种基于CRC的GRAND解码方法，用于改进超5G网络中抗噪声的NOMA下行通信，通过减少误差传播和提高吞吐量来提升性能。
2025-12-18 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
Downlink Analysis of NOMA-enabled Cellular Networks with 3GPP-inspired User Ranking
本文提供了一个全面的下行链路分析非正交多址接入（NOMA）使蜂窝网络使用随机几何工具。作为这种分析的一部分，我们开发了一种新的3GPP启发的用户排名技术，通过将用户从小区中心（CC）和小区边缘（CE）区域分组来构建非正交传输的用户集群。该技术允许划分具有不同链路质量的用户，这对于利用NOMA性能增益是必要的。我们的分析集中在典型小区的用户集群的性能，这是显着不同的标准随机几何为基础的方法来分析典型用户的性能。对于这种设置，我们首先推导出NOMA和正交多址接入（OMA）下的CC和CE用户的元分布的时刻。利用这一点，然后我们推导出的传输速率和平均分组延迟的分布下，非实时（NRT）和实时（RT）服务模型，分别为CC和CE用户。最后，我们研究了两个资源分配（RA）技术的目标是最大化的细胞和速率（CSR）下NRT服务，和总有效容量（SEC）下RT服务。除了提供一些有用的设计见解，我们的研究结果表明，NOMA提供了改进的速率区域和更高的CSR相比，OMA。此外，我们还表明，NOMA提供更好的SEC相比，OMA的用户密度更高。
2020-03-02 cs.IT math.IT
Delay Violation Probability and Effective Rate of Downlink NOMA over $α$-$μ$ Fading Channels
本文在α-μ衰落信道下分析两用户下行NOMA系统的时延违反概率与有效速率，推导DVP上界、精确及渐近总有效速率和基本上限，并与OMA对比，揭示衰落严重程度和时延QoS约束对NOMA相对增益的影响。
2025-04-13 cs.IT eess.SP math.IT
Secrecy Outage Probability Analysis for Downlink NOMA with Imperfect SIC at Untrusted Users
针对含两个不可信用户且 SIC 非理想的下行 NOMA 系统，设计安全通信协议，推导功率分配边界及两用户 SOP 的解析与闭式近似，并通过数值结果验证分析。
2023-08-17 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
On the Power Allocation Limits for Downlink Multi-user NOMA with QoS
研究了NOMA系统在满足最小服务质量（QoS）要求的情况下的基本功率分配要求。对于任何最小QoS速率$R_0$，导出对每个用户的功率分配系数的限制，使得在这些限制之外的任何功率分配系数产生概率等于1的中断。推导出便于每个用户成功执行连续干扰消除（SIC）和解码其自身信号的功率分配系数，并且发现该功率分配系数仅取决于目标速率$R_0$和总用户数$K$。然后证明，使用这些功率分配系数创建相同的中断事件，如果使用正交多址接入（OMA），这证明了NOMA的中断性能与固定功率方案可以匹配的OMA的所有用户同时。仿真结果证实了理论结果，也表明，功率分配策略的存在，可以提高中断性能的NOMA在OMA，即使是固定的功率策略。
2019-01-29 cs.IT math.IT
Short-Packet Downlink Transmission with Non-Orthogonal Multiple Access
本文将下行非正交多址接入技术引入短分组通信。NOMA在改善低延迟下行链路传输的正交多址接入（OMA）的公平性和频谱效率方面具有很大的潜力，因此对于新兴的物联网具有吸引力。我们考虑了一个两用户下行NOMA系统有限块长度的约束，其中的传输速率和功率分配进行了优化。为此，我们调查的传输速率，解码错误概率，和块长度测量的传输延迟之间的权衡。然后，一维搜索算法，提出了解决的挑战，主要是由于有限的块长度和连续干扰消除不保证的影响，可达速率。我们还分析了OMA的性能作为基准，充分展示NOMA的好处。我们的模拟结果表明，NOMA显着优于OMA在实现更高的有效吞吐量受到相同的有限块长度约束，或招致较低的延迟，以实现相同的有效吞吐量目标。有趣的是，我们进一步发现，与有限的块长度，NOMA相对于OMA的优势是更加突出的有效吞吐量目标时，在两个用户变得更加可比。
2018-06-10 cs.IT math.IT
NOMA for VLC Downlink Transmission with Random Receiver Orientation
可见光通信（VLC）是一种新兴的技术，有望解决传统射频（RF）频段的频谱紧缩问题。在这项工作中，我们考虑一个下行链路多用户VLC网络，用户随机改变他们的位置和垂直方向。为了提高频谱效率，我们考虑了非正交多址（NOMA）传输，同时服务于多个用户。特别是，我们提出了个人和基于组的用户订购技术与各种用户反馈计划的NOMA。为了降低计算复杂性和链路开销，提出了使用垂直角度的平均值（而不是精确的瞬时值）以及距离信息来计算关于信道质量的反馈。此外，针对基于组的用户调度，提出了一种基于距离和垂直角度的双比特反馈机制，区别于传统的仅基于距离的单比特反馈机制.推导了中断概率和和速率的解析表达式，与仿真结果吻合较好。数值结果表明，实际反馈方案的平均垂直角达到了接近最优的和速率性能，和2位反馈显着优于1位反馈。
2019-02-25 cs.IT math.IT
Securing Downlink Massive MIMO-NOMA Networks with Artificial Noise
在本文中，我们专注于安全的大规模多输入多输出（MIMO）非正交多址（NOMA）网络的机密信息，利用人工噪声（AN）。首先提出了一种在基站端进行最小均方误差估计的上行链路训练方案。基于估计的信道状态信息，基站对机密信息进行预编码并注入AN。在此之后，遍历保密率推导出下行链路传输。渐近保密性能分析也进行了大量的发射天线和高发射功率的基站，分别突出的关键参数的保密性能的影响所考虑的系统。基于推导出的遍历保密率，我们提出了上行链路训练阶段和下行链路传输阶段的联合功率分配，以最大化系统的总保密率。此外，从安全角度出发，提出了另一种优化算法，以最大化能量效率。结果表明，大规模MIMO技术和AN的结合大大有利于NOMA网络的保密性能。此外，上行链路的训练阶段和分簇过程上的保密性能的影响被揭示。此外，通过仿真实验，将所提出的优化算法与其他基准算法进行了比较，验证了其优越性。最后，它表明，该系统优于传统的大规模MIMO正交多址接入的保密性能。
2019-03-13 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
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
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
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
Optimal Transmit Power and Channel-Information Bit Allocation With Zeroforcing Beamforming in MIMO-NOMA and MIMO-OMA Downlinks
针对MIMO-NOMA与MIMO-OMA下行链路，本文通过几何规划联合优化发射功率和CDI比特分配以实现max-min SINR公平性，并提出基于K-means的分组与渐进填充方案降低复杂度。
2023-01-25 cs.IT math.IT
On the performance of downlink NOMA in underlay spectrum sharing
本文分析多天线辅助两用户下行NOMA在底层频谱共享系统的性能，推导不同约束下平均和速率及中断概率闭式表达式，证实其优于OMA系统，并给出特殊情况最优功率分配系数，仿真验证分析正确性。
2025-04-15 cs.IT math.IT
Exploiting non-orthogonal multiple access in downlink coordinated multipoint transmission with the presence of imperfect channel state information
在本文中，不完善的信道状态信息（CSI）的下行链路协作多点（CoMP）传输系统与非正交多址（NOMA）的影响进行了研究，因为完美的知识的信道不能保证在实践中。此外，应用信道估计误差来估计信道信息，其中假设其方差的先验是已知的。研究了协作基站数目对下行链路CoMP NOMA的影响。根据用户在小区内的位置，将用户分为两组，即小区中心用户（CCU）和小区边缘用户（CEU）。本文导出了CCU和CEU的遍历容量和和容量的封闭形式。此外，各种实验进行了不同的参数，如信噪比，误差方差和功率分配，以显示其对CoMP方法的影响。结果表明，CoMP NOMA的性能优于CoMP正交多址接入（OMA），其中信道条件对CoMP NOMA性能的影响较小，并且协作基站的数量越多，CoMP NOMA的总容量越大。最后，性能分析是有效的，由于分析和仿真结果之间的密切一致。
2020-02-26 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
Rate-Splitting Multiple Access for Downlink Communication Systems: Bridging, Generalizing and Outperforming SDMA and NOMA
空分多址（SDMA）利用线性预编码在空间域中分离用户，并且依赖于将任何残余多用户干扰完全视为噪声。非正交多址（NOMA）使用线性预编码叠加编码和连续干扰消除（SIC），并依赖于用户分组和排序来强制一些用户完全解码和消除由其他用户产生的干扰。在本文中，我们认为，为了有效地应付高吞吐量，异构的服务质量（QoS），和大规模的连接需求的未来多天线无线网络，多址设计需要离开SDMA和NOMA。我们开发了一种新的多址接入框架，称为速率分割多址接入（RSMA）。RSMA是用于下行链路多天线系统的更通用和更强大的多址接入，其包含SDMA和NOMA作为特殊情况。RSMA依赖于使用SIC的线性预编码速率分割来解码干扰的一部分，并将干扰的剩余部分视为噪声。RSMA部分地解码干扰并部分地将干扰视为噪声的这种能力使得能够软桥接完全解码干扰和将干扰视为噪声的两个极端，并为速率和QoS增强以及复杂度降低提供空间。这三个多址接入方案进行了比较和广泛的数值计算结果表明，RSMA提供了一个平稳的SDMA和NOMA之间的过渡，并优于他们在广泛的网络负载（欠载和过载制度）和用户部署（与多样性的信道方向，信道强度和质量的信道状态信息在发射机）。此外，RSMA以较低的计算复杂性为发送调度器和接收器（SIC层的数量）提供了超过NOMA的速率和QoS增强。
2018-04-17 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
Movable Antenna Empowered Downlink NOMA Systems: Power Allocation and Antenna Position Optimization
针对 MISO 下行 NOMA 中用户配备可移动天线的场景，提出联合优化功率分配与天线位置的 SCA-AO 方案，提升平均和速率并降低中断概率。
2024-08-08 cs.IT eess.SP math.IT
NOMA Power Minimization of Downlink Spectrum Slicing for eMBB and URLLC Users
University of Pisa（比萨大学）；Aalborg University（奥尔堡大学）
本文研究下行频谱切片中非正交多址接入与正交多址接入的功率最小化问题，针对eMBB和URLLC用户，利用仅有的eMBB用户信道状态信息提升URLLC用户性能，证明NOMA在各类仿真参数下均优于OMA。
2021-10-27 cs.IT eess.SP math.IT
Deep Reinforcement Learning Powered IRS-Assisted Downlink NOMA
Qatar University（卡塔尔大学）；Hamad Bin Khalifa University（哈马德·本·哈利法大学）；Politecnico di Torino（都灵理工大学）
在这项工作中，我们研究了一个智能反射面（IRS）辅助下行链路非正交多址接入（NOMA）的情况下，以最大限度地提高用户的总速率。IRS的优化问题是相当复杂的，并且是非凸的，因为它需要相移反射矩阵的调谐。由于能够解决非凸优化问题的深度强化学习（DRL）技术的不断部署，我们采用DRL来预测和优化IRS相移矩阵。仿真结果表明，IRS辅助NOMA的基础上，我们利用的DRL方案实现了较高的和速率相比，基于OMA的，随着发射功率的增加，服务更多的用户的能力增加。此外，结果表明，不完美的连续干扰消除（SIC）对执行SIC的用户的数据率具有有害影响。当缺陷增加10倍时，比率降低10%以上。
2021-04-03 cs.IT cs.LG math.IT
Performance of Proportional Fair Scheduling for Downlink Non-Orthogonal Multiple Access Systems
在本文中，我们提出了第一个分析解决方案的性能分析的比例公平调度（PFS）在下行链路非正交多址（NOMA）系统。假设一个理想的NOMA系统与任意数量的复用用户，我们推导出一个封闭形式的PFS的最优功率分配的解决方案，并设计了一个低复杂度的联合功率分配和用户集选择算法。我们开发了一个分析模型来分析这个最佳解决方案的吞吐量性能的基础上随机信道建模。我们的分析性能被证明是PFS的上限，并用于估计用户数据率和实际NOMA系统的总吞吐量。我们进行系统级仿真，以评估我们的数据率估计的准确性。仿真结果验证了我们对NOMA中PFS性能上界的分析，并证实了使用分析性能进行数据率估计可以保证高精度。研究了部分信道信息和不完全信道信息对估计性能的影响。
2017-03-09 cs.IT math.IT
Secrecy Outage Probability Analysis for Downlink Untrusted NOMA Under Practical SIC Error
针对接收端不完美SIC导致残余干扰且用户不可信的下行NOMA系统，提出RI模型并推导两用户SOP解析表达式及高信噪比近似，数值验证了理论结果。
2023-08-17 cs.IT eess.SP 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
Downlink and Uplink NOMA-ISAC with Signal Alignment
本文提出采用信号对齐技术的多输入多输出NOMA-ISAC框架，分析其上下行在不同设计下的感知速率、通信速率等性能及高SNR渐近特性，验证其较FDSAC的性能与速率域优势。
2024-07-15 cs.IT math.IT
Backscatter Cooperation in NOMA Communications Systems
本文提出了一种用于非正交多址（NOMA）下行链路传输的后向散射协作（BC）方案。其关键思想是使一个用户分裂，然后反向散射其接收到的信号的一部分，以改善在另一个用户的接收。为了评估所提出的BC-NOMA方案的性能，引入了三个基准方案。它们是非协作（NC）-NOMA方案、常规中继（CR）-NOMA方案和增量中继（IR）-NOMA方案。对于所有这些方案，最小总功率，以避免信息中断的解析表达式推导，在此基础上，各自的中断性能，期望速率和分集复用权衡（DMT）进行了研究。分析结果表明，所提出的BC-NOMA方案严格优于NC-NOMA方案的所有三个指标。此外，通过Monte-Carlo模拟验证了理论分析。结果表明，与CR-NOMA方案和IR-NOMA方案不同，所提出的BC-NOMA方案可以在不损害传输速率的情况下提高传输可靠性，这使得后向散射成为合作NOMA下行链路的一个有吸引力的解决方案。
2020-06-24 cs.IT math.IT
Optimal SIC Ordering and Power Allocation in Downlink Multi-Cell NOMA Systems
针对下行多小区非正交多址接入（NOMA）系统中的和速率最大化问题，提出了一种全局最优的联合连续干扰消除（SIC）排序和功率分配（JSPA）算法.该算法是基于基站（BS）的功率消耗的探索，并获得每个小区的最佳功率的封闭形式。虽然最优JSPA算法可以很好地扩展更大数量的用户，但它在小区数量上仍然是指数级的。对于任何次优的解码顺序，我们提出了一个低复杂度的近最优联合速率和功率分配（JRPA）的策略，在该策略中，用户的完整速率区域被利用。此外，我们设计了一个接近最佳的半集中式JSPA框架的两层异构网络，使它的规模以及大量的小基站和用户。数值结果表明，JRPA大大优于情况下，强制用户实现其信道容量，通过施加著名的SIC必要条件的功率分配。此外，所提出的半集中式JSPA框架显著优于完全分布式框架，其中所有BS都以其最大功率预算操作。因此，集中式JRPA和半集中式JSPA算法具有接近最优的性能，是更大数量的小区和用户的良好选择。
2021-09-29 cs.IT math.IT
Low-Complexity Dynamic Resource Scheduling for Downlink MC-NOMA Over Fading Channels
在本文中，我们研究动态资源调度（即，联合用户、子信道和功率调度）用于时变衰落信道上下行链路多信道非正交多址（MC-NOMA）系统。具体来说，我们解决加权平均和速率最大化问题的服务质量（QoS）的约束。特别是，为了促进快速资源调度，我们专注于开发一个非常低的复杂度算法。为此，通过利用拉格朗日对偶和随机优化理论，我们首先开发了一个机会MC-NOMA调度算法，从而将原问题分解为一系列的子问题，每个时隙一个。因此，资源调度工作在一个在线的方式，解决一个子问题，每个时隙，使其更适用于实际系统。然后，我们进一步开发了一种启发式的联合子信道分配和功率分配（Joint-SAPA）算法，具有非常低的计算复杂性，称为Joint-SAPA-LCC，解决每个子问题。最后，通过仿真，我们表明，我们的联合SAPA-LCC算法提供了良好的性能相媲美，现有的联合SAPA算法，尽管需要低得多的计算复杂性。我们还表明，我们的机会MC-NOMA调度算法，其中的联合SAPA-LCC算法嵌入工作良好，同时满足给定的QoS要求。
2021-08-15 cs.IT cs.NI math.IT
