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
Comments on Downlink Non-Orthogonal Multiple Access: Relative Gain Subject to Near Sum-Rate Optimality
非正交接入技术最近在下一代无线网络的背景下重新获得了关注。由于相对于传统采用的正交接入技术的相对增益取决于许多因素，因此有兴趣通过考虑最简单的场景来获得见解，即所有节点都配备有单个天线的双用户下行链路（广播）信道。此外，我们专注于速率对的总和率optimality相对于广播信道的容量区域的附近。一个简单而明确的非正交传输相对于正交传输的相对增益的表征，在这些条件下获得的两个容量区域的直接后果。
2017-09-25 cs.IT math.IT
Non-Orthogonal Random Access (NORA) for 5G Networks
在未来的第五代（5G）网络中将支持大量的机器类型用户设备（UE）。然而，潜在的大随机接入（RA）延迟要求一个新的RA计划，并详细评估其性能。受非正交多址接入思想的启发，本文提出了一种基于连续干扰消除（SIC）的非正交随机接入（NORA）方案，以缓解接入拥塞问题。具体地，NORA利用到达时间的差异来识别具有相同前导的多个UE，并且在随后的接入过程中使能冲突的UE的功率域复用，而基站基于通过前导检测获得的信道条件来执行SIC。分析表明，NORA在前导码冲突概率、接入成功概率和随机接入吞吐量方面均优于传统的正交随机接入（ORA）方案。仿真结果验证了我们的分析，并进一步表明，我们的NORA方案可以提高支持的UE的数量超过30%。此外，通过使用所提出的随机接入方案，前导码传输的数量和成功接入的UE的接入延迟也显著减少。
2017-05-03 cs.IT math.IT
Design of Non-Orthogonal Beamspace Multiple Access for Cellular Internet-of-Things
在本文中，我们研究了第五代（5G）无线网络中蜂窝物联网（IoT）在有限无线电频谱上的大量连接问题。为了解决在大规模连接的背景下与信道状态信息（CSI）获取和波束设计相关的挑战性问题，我们提出了一种新的非正交波束空间多址接入框架。特别地，用户设备（UE）不仅在时间-频率域中是非正交的，而且在波束域中也是非正交的。我们分析了所提出的非正交波束空间多址接入方案的性能，并推导出信道条件和系统参数的加权和速率的上界。为了进一步提高性能，我们提出了三种不同波束空间分辨率的非正交发射波束构造算法。最后，大量的仿真结果表明，所提出的非正交波束空间多址接入方案可以获得显着的性能增益比基线的。
2019-02-08 cs.IT math.IT
Non-Orthogonal Multiple Access combined with Random Linear Network Coded Cooperation
这封信考虑了两组源节点。每个组通过单跳链路并经由两个组共享的中继节点集群将分组发送到其自己指定的目的地节点。在努力提高可靠性，而不牺牲吞吐量，提出了一种方案，从而在中继节点的数据包使用两种方法相结合，由不同的群体提供的数据包混合使用非正交多址原则，而来自同一组的数据包混合使用随机线性网络编码。一个分析框架，所提出的方案的性能特征的开发，仿真结果和基准对一个对应的计划，是基于正交多址接入。
2017-06-26 cs.IT math.IT
Optimality of Orthogonal Access for One-dimensional Convex Cellular Networks
它示出了一个贪婪的正交接入方案实现的总和自由度的所有一维（沿直线放置的所有节点）凸蜂窝网络（其中细胞是凸区域）时，除了网络拓扑结构的知识，没有信道的知识是可用的发射机。一般来说，正交访问的最优性既不适用于二维凸细胞网络，也不适用于一维非凸细胞网络，从而揭示了一个基本的限制，只有当一维和凸属性同时执行时才存在，这在研究细胞网络的规范信息理论模型中很常见。结果还建立了相应类别的索引编码问题的能力。
2013-05-09 cs.IT math.IT
Orthogonal vs Non-Orthogonal Multiple Access with Finite Input Alphabet and Finite Bandwidth
对于两用户高斯多址接入信道（GMAC）、频分多址接入（FDMA），众所周知的正交多址接入（O-MA）方案比非正交多址接入（NO-MA）方案更优选，因为FDMA可以仅用单用户解码复杂度[ \emph{Chapter 14, Elements of Information Theory by Cover and Thomas} ]实现信道的总容量。然而，在有限的字母表，在本文中，我们表明，NO-MA是优于O-MA的两个用户的GMAC。我们绘制的星座约束（CC）容量区域的两个用户的GMAC与FDMA和时分多址（TDMA），并将它们与CC容量区域与网格编码多址（TCMA），最近推出的NO-MA计划。与高斯字母表的情况不同，示出了具有FDMA的CC容量区域严格地包含在具有TCMA的CC容量区域内。特别地，对于给定的带宽，具有TCMA和FDMA的CC容量区域之间的间隙被示出为随着平均功率约束的增加而增加。此外，对于给定的功率约束，具有TCMA和FDMA的CC容量区域之间的间隙被示出为随着带宽的增加而减小。因此，对于有限字母表，诸如TCMA的NO-MA方案优于公知的O-MAC方案、FDMA和TDMA，这使得NO-MA方案值得在实践中用于两用户GMAC。
2010-01-03 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
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
Optimum Fairness for Non-Orthogonal Multiple Access
本文针对非正交多址接入（NOMA）中的公平性问题，研究了最大化最差用户可达速率的优化问题。与以往的研究不同，我们推导出一个封闭形式的表达式的最优值和解决方案，这是相关的Perron-Frobenius特征值和特征向量的一个定义的正矩阵。在此基础上，我们提出了一个迭代算法来计算最优解，该算法具有线性收敛性，只需经典二分法的一半迭代次数。
2018-01-25 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
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
Robust Receiver Design for Non-orthogonal Multiple Access
非正交多址接入（NOMA）已经被提出用于未来几代无线通信中的大规模连接。一种占主导地位的NOMA方案是基于功率优化的，其中假设目标用户的解码是完美的。在这项工作中，而不是在功率域上优化，我们的目的是提出一个鲁棒的接收机，可以检测和解码的FEC码分集的目标用户的数据流。与现有的NOMA接收机相比，我们的新接收机大大提高了误码率（BER）的性能，和BER地板甚至可以通过分配适当的交织模式，以不同的用户消除。
2018-10-21 cs.IT math.IT
On the Capacity Region of Multiple Access Channel
讨论了多址信道的容量域。研究发现，正交多址接入和非正交多址接入在相同的总功率约束下具有相同的容量域。
2016-05-07 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
Non-Orthogonal Multiple Access for Degraded Broadcast Channels: RA-CEMA
提出了一种新的非正交多址接入方案，该方案可以同时向多个具有不同信噪比的用户进行传输。通过根据适当设计的模式将不同用户的码字存储到复用矩阵中，然后将矩阵的列映射到高阶星座的符号上，来对不同用户进行复用。在接收机处，采用干扰消除算法以实现比正交用户复用更高的频谱效率。速率自适应星座扩展多址（RA-CEMA）是一种替代传统的叠加编码作为一种解决方案，在降级的广播信道上传输。它结合了提高频谱效率的好处和重用已在当代通信系统中使用的编码和调制方案的优点，从而促进了其在标准中的采用。
2015-01-28 cs.IT math.IT
Design and Performance Analysis of a Chaotic Pseudo Orthogonal Carriers Multi-Access Communication System
提出了一种基于混沌伪正交成形滤波器组（CPOSF）、混沌伪正交匹配滤波器组（CPOMF）和混沌伪正交相关滤波器组（CPOCF）的混沌伪正交载波多址（CPOCMA）通信系统。在发射机处，多个CPOSF用于生成伪正交信号。它在频谱效率和高比特传输速率之间提供了良好的折衷。在接收端，CPOMF组和CPOCF组分别用于最大化信噪比（SNR）和从每个子信道提取接收信息。通过对来自匹配滤波器组输出的采样序列进行平均并对来自CPOCF组输出的采样序列进行排序来解调接收信号，以恢复发送的信息比特。提出的CPOCMA通信系统不仅提供了高可靠性和高数据传输速率的多用户接入，而且还实现了更高的频谱效率。推导了出错率的解析表达式。在无线开放接入研究平台（WARP）上，通过数值仿真和实验对所提出的通信系统在加性高斯白噪声（AWGN）信道和无线信道下的性能进行了评估，结果表明了所提出方法的有效性和优越性。
2021-03-04 cs.IT math.IT
Relaxed Recovery Conditions for OMP/OLS by Exploiting both Coherence and Decay
我们提出了扩展的相干性为基础的条件，使用正交匹配追踪（OMP）和正交最小二乘（OLS）的精确稀疏支持恢复。与标准的一致保证不同，我们在我们的条件中嵌入了一些关于稀疏向量系数衰减的信息。结果，在无噪声和有界噪声情况下，只要非零系数服从某种衰减，标准条件$μ<1/(2k-1)$（其中$μ$表示互相干性，而$k$表示稀疏水平）就可以被削弱。此外，对于强烈衰减的稀疏信号，所得条件接近$μ<1/k$。最后，在无噪声的设置，我们证明了所提出的条件，特别是约束$μ<1/k$，是最严格的可实现的保证的基础上互相关。
2015-10-08 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
Energy-Efficient Transmission Design in Non-Orthogonal Multiple Access
非正交多址接入（NOMA）被认为是提高5G频谱效率（SE）的一种有前途的技术。在这种对应关系中，我们研究了NOMA在提高多用户下行链路传输的能量效率（EE）的好处，其中EE被定义为用户的可实现的总功率消耗的比率。我们的目标是最大限度地提高EE受每个用户所需的最低数据率，这将导致一个非凸分式规划问题。为了解决这个问题，我们首先建立发射功率的可行范围，能够支持每个用户的数据率的要求。然后，我们提出了一个EE最优的功率分配策略，最大限度地提高EE。我们的数值结果表明，NOMA具有优越的EE性能相比，传统的正交多址（OMA）。
2016-06-08 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
Downlink Asynchronous Non-Orthogonal Multiple Access with Quantizer Optimization
在这封信中，我们研究了两个用户的下行链路异步非正交多址接入（ANOMA）有限反馈。我们采用最大-最小准则的功率分配和推导出的最大-最小速率的上限和下限的封闭形式的表达式。结果表明，与NOMA相比，ANOMA可以以更低的反馈速率获得相同甚至更高的平均最大最小速率。此外，我们提出了一个量化器优化算法，适用于NOMA和ANOMA。仿真结果表明，与传统的均匀量化器相比，优化后的量化器显著提高了平均最大最小速率，尤其是在低反馈速率的情况下。
2020-05-27 cs.IT 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
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
Fairness for Non-Orthogonal Multiple Access in 5G Systems
在非正交多址（NOMA）下行链路中，多个数据流在功率域中叠加，并且用户解码基于连续干扰消除。NOMA的性能高度依赖于数据流之间的功率分配和相关的功率分配（PA）问题。在这封信中，我们研究NOMA从公平的角度来看，我们调查PA技术，以确保公平性的下行链路用户下i）瞬时信道状态信息（CSI）在发射机，和ii）平均CSI。虽然制定的问题是非凸的，我们已经开发出低复杂度的多项式算法，在这两种情况下考虑产生的最佳解决方案。
2015-04-09 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
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 Assisted Multi-Region Geocast
本文提出了一种新的基于位置的多组组播框架，称为非正交多址接入（NOMA）辅助的多区域地理组播。这种新的频谱共享框架利用NOMA技术来实现不同的消息的同时交付给不同的用户组特征的不同的地理位置。提出的框架的本质是用户组的地理信息联合NOMA和多组组播，以提高频谱效率（SE）和能量效率（EE）的无线传输。具体来说，我们调查的下行链路波束成形设计的建议框架中的多输入单输出（MISO）设置。NOMA的解码策略是根据用户的地理信息和所需的服务质量（QoS）来设计和保证的。优化和最小化（MM）算法被用来解决其中的非凸和棘手的问题。全面的数值实验进一步表明，NOMA持有巨大的希望，但也限制SE和EE方面，相比空分多址（SDMA）和正交多址（OMA）。
2017-11-29 cs.IT math.IT
Resource Management optimally in Non-Orthogonal Multiple Access Networks for fifth-generation by using game-theoretic
本文运用博弈论的方法对资源配置管理进行优化。本文通过增加多址接入用户数和NOMA（可接入63个用户），利用非正交多址接入的用户-子信道-SOAP匹配算法（USMA）优化资源分配管理中的用户数。该方法减少了用户之间的干扰，包括成本和其他用户访问的资源。
2019-06-08 cs.IT eess.SP math.IT
Unsourced Random Access with a Massive MIMO Receiver Using Multiple Stages of Orthogonal Pilots
本文研究了瑞利块衰落信道下接收机配置多天线的无源随机接入问题。我们采用多个阶段的正交导频，其中每一个是随机挑选的码本。在所提出的方案中，每个用户使用极化码对其消息进行编码，并将其附加到所选择的导频序列以构建其发送的信号。因此，接收信号由用户信号的叠加组成，每个用户信号由多个正交导频部分和极化编码部分组成。我们使用一个迭代的方法来解码发送的消息，以及一个合适的连续干扰消除方案。通过大量的仿真结果表明，该方案的性能显着优于现有的方法URA多输入多输出衰落信道。
2022-05-19 cs.IT math.IT
Beamforming and Scheduling for mmWave Downlink Sparse Virtual Channels With Non-Orthogonal and Orthogonal Multiple Access
我们考虑在毫米波（mmWave）频带中操作并且服务两组用户的5G蜂窝系统的下行链路的调度和功率分配的问题：通常在设备到设备（D2D）通信中看到的固定速率（FR）用户，以及可变速率（VR）用户，或高数据率服务。调度目标是FR和VR用户的加权和速率，约束条件确保活跃FR用户获得所需的速率。目标函数的权重提供了所服务的FR用户的数量与分配给VR用户的资源之间的权衡。对于毫米波信道，通过在发射机和接收机处应用固定离散傅里叶变换（DFT）波束形成器而获得的虚拟信道矩阵是稀疏的。这导致所得到的多址信道的稀疏性，其被利用来简化调度，首先在用户之间建立干扰图，然后根据用户的正交性对用户进行分组。原始调度问题的解决使用图着色算法的干扰图，以选择正交VR用户的子集。对于FR用户考虑两个选项：它们被选择为与VR用户正交或非正交。然后使用注水算法来向FR用户分配功率。
2017-06-27 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Power Allocation in Millimeter Wave Massive MIMO with Non-Orthogonal Multiple Access
在这封信中，我们调查的能量效率（EE）的毫米波（mmWave）大规模MIMO（mMIMO）系统与非正交多址（NOMA）的问题。根据信道相关性和增益差异，提出了多个双用户簇。在此之后，我们提出了一种混合模拟/数字预编码方案的低射频（RF）链结构在基站（BS）。在此基础上，我们制定了一个功率分配问题，旨在最大限度地提高EE下用户的服务质量（QoS）的要求和每个集群的功率约束。提出了一种迭代算法来获得最优功率分配。仿真结果表明，提出的NOMA实现了优越的EE性能比传统的OMA。
2017-07-14 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
Non-Orthogonal Multiple Access For Cooperative Communications: Challenges, Opportunities, And Trends
非正交多址接入（NOMA）是下一代无线网络的一种很有前途的无线接入技术。在这篇文章中，我们研究了基于NOMA的协作中继网络。我们首先介绍了现有的中继辅助NOMA系统分为三类：上行链路，下行链路和复合架构。然后，我们讨论了它们的原理和关键特性，并从频谱效率，能量效率和总发射功率的角度进行了全面的比较。进一步讨论了一种称为混合功率分配的新策略，该策略可以以边际和速率下降为代价降低计算复杂性和信令开销。最后，主要的挑战，机遇，和未来的研究趋势，设计NOMA为基础的协作中继系统与其他技术也突出了在这一领域的研究人员提供见解。
2018-01-15 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
Signature-based Non-orthogonal Multiple Access (S-NOMA) for Massive Machine-Type Communications in 5G
在物联网（IoT）中利用有限数量的可用资源提供大规模连接的问题激发了非正交多址（NOMA）解决方案。在本文中，我们对基于签名的NOMA（S-NOMA）方案进行了全面的审查，这些方案是物联网的潜在候选方案。S-NOMA中的签名表示活动设备的数据流以非正交方式在可用资源上传播的方式。它可以基于设备特定的码本结构、延迟模式、扩展序列、交织模式和加扰序列来设计。此外，我们提出的检测算法，用于解码每个设备的数据从非正交叠加信号在接收器。在脉冲噪声环境下，不同的S-NOMA方案的比特出错率进行了仿真，这可能是重要的机器类型的通信。仿真结果表明，在这种情况下，S-NOMA方案的性能下降。最后，提出了面向S-NOMA的物联网的研究挑战。
2018-08-22 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
Non-Orthogonal Multiple Access Based on Hybrid Beamforming for mmWave Systems
本文旨在研究利用非正交多址接入（NOMA）的混合波束形成（HB）多用户系统（HB-NOMA），以服务于大量的移动用户（MU）。首先，HB-NOMA问题的和率表达式制定。其次，提出了一种次优算法，以最大化和速率。然后，在信道增益最高的MU与簇内其他MU的有效信道向量夹角为非零的条件下，推导出了可达速率的下界，即不完全相关。下限指示低效的MU集群可能在网络中引起严重的集群间干扰。为了验证我们的研究结果，进行了数值模拟。
2018-04-15 cs.IT math.IT
Joint Activity and Data Detection for Massive Grant-Free Access Using Deterministic Non-Orthogonal Signatures
本文针对大规模免授权接入，提出确定性非正交签名设计框架，利用低相干性掩蔽序列构造签名矩阵，并通过ML和AMP算法实现联合活跃用户与数据检测，仿真验证了优异性能。
2024-02-04 cs.IT math.IT
Non-Orthogonal Contention-Based Access for URLLC Devices with Frequency Diversity
我们研究了超可靠低延迟上行链路传输的编码多信道随机接入方案。我们专注于非正交接入在频域中，用户发送多个正交子信道和用户间的冲突限制了可用的多样性。研究了两种不同的基于竞争的随机接入模型。首先，考虑一个冲突模型，其中的数据包被复制到$K$可用资源，其中的$K' \leq K$被无冲突地接收，并视为分集分支的最大比合并（MRC）接收机。得到的分集度$K'$取决于到达过程和编码策略。在第二模型中，经受冲突的时隙也用于MRC，使得分集分支$K$的数量是恒定的，但是所得到的组合信号受到多址干扰的影响。在这两种模型中，随机和确定性重复编码的性能进行了比较。结果表明，确定性编码方法可以导致一个显着优越的性能时，间歇URLLC传输的到达率低。
2019-05-03 cs.IT math.IT
Layered Non-Orthogonal Random Access with SIC and Transmit Diversity for Reliable Transmissions
本文研究了一种基于非正交多址接入（NOMA）的分层随机接入方案，以提高多信道ALOHA的吞吐量。在接收器处，跨层执行连续干扰消除（SIC）以移除已经解码的信号。在一定的假设条件下，导出了总吞吐量的封闭表达式.仿真结果表明，该方案可以优化各层的传输速率以最大化总吞吐量，并且可以提高多层网络的吞吐量。此外，它表明，最佳速率可以递归地发现使用多个单独的一维优化。我们还修改了拟议的分层随机接入方案与竞争解决重复分集可靠传输的延迟约束。它被证明是可能的，有一个低的中断概率，如果副本的数量可以被优化，这是高可靠性低延迟通信所期望的。
2017-12-08 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation Scheme for Non-Orthogonal Multiple Access with $α$-Fairness
研究了基于$α$ -公平性的非正交多址接入（NOMA）系统总吞吐量最大化的最优功率分配方案。与现有的公平性NOMA模型相比，$α$ -公平性模型只能利用单个标量来实现不同的用户公平性水平。两种不同的信道状态信息在发射机（CSIT）的假设被认为是，即，统计和完美的CSIT。对于统计CSIT，预定义固定的目标数据率，并且通过表征最优功率分配解决方案的几个属性来解决具有$α$公平性的总吞吐量最大化的功率分配问题。对于理想的CSIT，最优功率分配被确定为最大化具有$α$公平性的瞬时和速率，其中用户速率根据瞬时信道状态信息（CSI）被适配。特别是，提出了一种简单的交替优化（AO）算法，这是证明产生的最优解。数值结果表明，在相同的公平性水平，NOMA显着优于传统的正交多址接入（MA）的情况下，统计和完美的CSIT。
2017-08-03 cs.IT math.IT
Impact of User Pairing on 5G Non-Orthogonal Multiple Access
非正交多址（NOMA）代表了传统正交多址（MA）概念的范式转变，并且已被认为是5G系统的关键使能技术之一。在本文中，两个NOMA系统，固定功率分配的NOMA（F-NOMA）和认知无线电启发的NOMA（CR-NOMA）的用户配对的性能的影响，特点。对于FNOMA，分析和数值结果表明，F-NOMA可以提供更大的和速率比正交MA，和传统MA的性能增益可以进一步扩大通过选择用户的信道条件更独特。对于CR-NOMA，由于分配给其他用户的发射功率遵循认知无线电网络的概念而受到约束，因此可以保证具有较差信道条件的用户的服务质量（QoS）。由于这个约束，CR-NOMA与F-NOMA相比具有不同的行为。例如，对于具有最佳信道条件的用户，CR-NOMA优选将其与具有第二佳信道条件的用户配对，而具有最差信道条件的用户由F-NOMA优选。
2014-12-08 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
Non-orthogonal Multiple Access in Large-Scale Underlay Cognitive Radio Networks
本文将非正交多址接入（NOMA）技术应用于随机部署用户的大规模认知无线电（CR）网络。为了表征所考虑的网络的性能，新的封闭形式的中断概率的表达式推导出使用随机几何。更重要的是，通过执行分集分析，在具有不同功率约束的两种场景下获得了新的见解：1）主发射机（PT）的固定发射功率，以及2）PT的发射功率与辅基站的发射功率成比例。对于第一种情形，在第$m$个有序NOMA用户处经历$m$的分集阶数。对于第二种情况，有一个渐进的错误地板的中断概率。仿真结果验证了推导结果的准确性。通过仔细设计用户的目标数据率和功率分配系数，NOMA可以在GPRS网络中获得优于传统正交多址接入的性能。
2016-01-14 cs.IT math.IT
Short-Packet Communications in Non-Orthogonal Multiple Access Systems
这项工作介绍了，第一次，非正交多址接入（NOMA）到短分组通信，以实现低延迟的无线网络。具体而言，我们解决的传输速率和功率分配的优化，以最大限度地提高有效吞吐量的用户具有较高的信道增益，同时保证其他用户实现一定水平的有效吞吐量。为了证明NOMA的好处，我们分析了正交多址接入（OMA）的性能作为基准。我们的研究表明，NOMA可以显着优于OMA实现更高的有效吞吐量与相同的延迟或招致较低的延迟，以实现相同的有效吞吐量目标。令人惊讶的是，我们发现，NOMA和OMA之间的性能差距变得更加突出时，在两个用户的有效吞吐量目标变得更接近对方。这表明，NOMA可以显着减少在短数据包通信的实际约束的上下文中的延迟。
2017-09-19 cs.IT math.IT
Power Control for Multi-Cell Networks with Non-Orthogonal Multiple Access
本文研究了非正交多址多小区网络的和功率最小化和和速率最大化问题。在考虑总功率最小化的情况下，得到了最优功率分配策略的封闭解，并成功地将原问题转化为一个规模小得多的线性问题，利用标准干扰函数可以得到最优解.为了解决非凸和速率最大化问题，我们首先证明了单个小区的功率分配问题是凸问题。通过分析Karush-Kuhn-Tucker条件，推导出了单小区内用户最优功率分配的封闭形式。基于每个单元中的最优解，相应地提出了一个分布式算法来获得有效的解决方案。数值结果验证了我们的理论研究结果显示我们的解决方案相比，正交频分多址和广播信道的优越性。
2017-11-02 cs.IT math.IT
Wireless Powered Cooperative Relaying Systems with Non-orthogonal Multiple Access
非正交多址接入（NOMA）和协作中继系统是满足未来无线网络高频谱利用率和大覆盖范围要求的两种很有前途的技术。另一方面，在诸如传感器网络和/或物联网（IoT）的具有有限能量的应用中，能量效率也具有高优先级。为此，在本文中，我们提出了无线供电合作中继系统与NOMA，从而提高频谱和能源效率。我们考虑三种不同的能量收集（EH）协议（即，功率共享（PS）、分时（TS）和理想），并且对于所有三种EH协议，我们推导出所考虑的系统模型的可实现速率。我们用计算机模拟验证了分析，并与基准测试相比，给出了无线供电系统的有效性。
2020-09-29 cs.IT math.IT
Exploiting Tensor-based Bayesian Learning for Massive Grant-Free Random Access in LEO Satellite Internet of Things
随着物联网（IoT）的快速发展，低轨道（LEO）卫星物联网有望提供低功耗、大规模连接和广覆盖的物联网应用。在此背景下，本文提出了一种面向低轨卫星物联网的大规模免授权随机接入（GF-RA）方案。该方案不需要改变收发器，而是将接收信号变换为张量分解形式。利用张量结构的特点，设计了一种贝叶斯学习算法，用于大规模GF-RA中的有源设备检测和信道估计。理论分析表明，该算法具有收敛速度快、复杂度低的特点.最后，大量的仿真结果证实了它在LEO卫星物联网中的有源设备检测的错误概率和信道估计的归一化均方误差方面优于基线算法。特别是，发现所提出的算法需要短的前导序列，并以低功率支持大规模连接，这对LEO卫星物联网很有吸引力。
2022-12-04 cs.IT math.IT
Resource Allocation and Relay Selection In Full-Duplex Cooperative Orthogonal Frequency Division Multiple Access Networks
研究了带内全双工协作蜂窝网络上行链路中继选择问题。假设一个正交频分多址（OFDMA）蜂窝网络，我们开发了一个中继选择和资源分配算法，该网络。中继选择算法基于用户之间的距离和工作在放大转发（AF）模式下的信号与干扰加噪声比（SINR）来选择最佳中继。该优化问题为所有用户分配最优的子载波和功率，以最大化网络的平均和速率。此外，优化问题的约束条件是每个用户的服务质量（QoS）和发射功率。仿真结果表明了该方法的良好性能。
2017-02-07 cs.IT math.IT
Turbo-like Iterative Multi-user Receiver Design for 5G Non-orthogonal Multiple Access
非正交多址接入（Non-Orthogonal Multiple Access，NoMA）作为一种有效的无线资源共享方式，已被认为是5G中有前途的技术，有助于改善5G通信中的系统容量、用户连接性和服务延迟。本文简要介绍了3GPP中NoMA收发器的研究进展，重点介绍了Turbo型迭代多用户（MU）接收机的设计。取决于MU检测器和干扰消除（IC）方案的组合，存在各种类型的MU接收器。链路级仿真结果表明，结合混合并行干扰消除（PIC）的期望传播算法（EPA）是一种很有前途的MU接收机，具有收敛速度快、性能与消息传递算法（MPA）相当、复杂度低的特点。
2018-12-12 cs.IT math.IT
Use of Non-Orthogonal Multiple Access in Dual-hop relaying
为了提高双跳中继系统的和速率，提出了一种新的非正交多址接入（NOMA）两阶段功率分配方案。在该方案中，在从源接收到具有功率分配的叠加编码符号之后，中继节点向目的地转发具有另一功率分配的新的叠加编码符号。通过采用最大比合并（MRC），目的地联合解码来自源和中继的信息符号。假设瑞利衰落信道，在高信噪比（SNR）的遍历SR的封闭形式的解决方案，推导出一个实际的功率分配也被设计为建议的NOMA计划。数值结果表明，与已有的工作相比，该方案的性能有了明显的提高。
2016-04-13 cs.IT math.IT
Non-Orthogonal Multiple Access for mmWave Drones with Multi-Antenna Transmission
无人机（UAV）可以被部署为空中基站（BS），用于在临时事件期间和灾难之后快速建立通信网络。由于UAV-BS是低功率节点，因此实现高频谱和能量效率至关重要。在本文中，我们介绍了非正交多址（NOMA）传输毫米波（mmWave）无人机作为飞行基站在一个大型体育场可能有数百或数千个移动用户。特别是，我们利用多天线技术，特别考虑到天线阵列的物理约束，以产生定向波束。多个用户然后在采用NOMA传输的同一波束内被服务。如果无人机波束不能覆盖整个用户分布区域，我们引入波束扫描，以最大限度地提高中断和率。仿真结果表明，与正交多址（OMA）传输相比，NOMA传输可以大大提高基于无人机的通信的频谱效率。此外，分析表明，有一个最佳的发射功率值NOMA超过中断和率没有进一步提高。
2018-01-14 cs.IT math.IT
When Full Duplex Wireless Meets Non-Orthogonal Multiple Access: Opportunities and Challenges
非正交多址接入（NOMA）是一种很有前途的5G无线接入技术。NOMA的核心是通过功率域或码域复用在同一资源块上支持多个用户，这极大地提高了频谱效率和连通性。同时，随着自干扰（SI）消除技术的最新进展，全双工（FD）无线通信已经成为使得无线电设备能够同时接收和发送的可行技术。本文旨在研究这两种新兴技术的结合。首先，给出了几种典型的场景和协议，以说明FD技术在NOMA系统中的应用。然后，提出了一种基于集中式无线接入网（C-RAN）的新型带有FD基站（BS）的NOMA系统。此外，功率分配策略的建议方案进行了讨论，并提供仿真结果来证明其优越性。最后，指出了FD NOMA系统面临的挑战和研究机遇，以促进未来的研究。
2019-05-31 cs.IT math.IT
