面向5G的非正交多址接入下行鏈路接收機(jī)仿真

　　隨著4G網(wǎng)絡(luò)的商用部署，5G移動(dòng)通信技術(shù)的研究已經(jīng)如火如荼，面對(duì)5G海量連接、高頻譜效率和高容量的要求，非正交多址接入（NOMA）技術(shù)以其優(yōu)異的頻譜效率引起了業(yè)界廣泛地關(guān)注。NOMA技術(shù)引入功率域，實(shí)現(xiàn)多用戶功率域復(fù)用，在接收端通過(guò)串行干擾消除技術(shù)達(dá)到信號(hào)檢測(cè)的目的。由于NOMA技術(shù)在發(fā)送端主動(dòng)引入了干擾，因而接收端的信號(hào)檢測(cè)成為NOMA關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)。本文針對(duì)NOMA系統(tǒng)下行鏈路信號(hào)的檢測(cè)以及接收機(jī)展開研究。

　　論文首先對(duì)NOMA技術(shù)的基本原理做了介紹，并以兩個(gè)用戶的系統(tǒng)模型為例，定量驗(yàn)證了相較于OFDMA系統(tǒng)，NOMA系統(tǒng)帶來(lái)的性能增益。隨后論文介紹了功率分配和信號(hào)檢測(cè)兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，以及MIMO技術(shù)相關(guān)原理。

　　然后，利用模塊化的思想搭建NOMA系統(tǒng)下行鏈路的鏈路級(jí)仿真平臺(tái)?；谠撈脚_(tái)分別研究了單天線與多天線場(chǎng)景中Ideal SIC接收機(jī)、Symbol-Ievel SIC接收機(jī)以及Codeword-Ievel SIC接收機(jī)的接收性能。通過(guò)仿真分析發(fā)現(xiàn)，在合理分配發(fā)送功率前提下， Codeword-Ievel SIC接收機(jī)誤碼率性能與Ideal SIC接收機(jī)基本保持一致，而Symbol-Ievel SIC接牧機(jī)的性能則較差；隨著用戶間功率分配因子差值的增加，接收機(jī)的性能有所提高；提高用戶調(diào)制階數(shù)，接收機(jī)對(duì)錯(cuò)誤傳播更加敏感，性能變差。

　　此外，在單天線場(chǎng)景中，以最大化加權(quán)和速率為功率分配準(zhǔn)則，對(duì)功率分配算法進(jìn)行了研究，得到結(jié)論功率分配因子取值不僅與用戶信噪比差值有關(guān)還與自身信噪比有關(guān)。在多天線場(chǎng)景中，研究了傳輸分集和空間復(fù)用兩種模式下接收機(jī)的性能，仿真結(jié)果表明，傳輸分集模式下接收機(jī)的性能均好于空間復(fù)用模式下接收機(jī)的性能。在多天線場(chǎng)景中，由于不僅存在用戶間的干擾，還存在流間干擾，使得Symbol-Ievel SIC接收機(jī)對(duì)錯(cuò)誤傳播更加敏感，導(dǎo)致Symbol-Ievel SIC接收機(jī)的接收性能大幅度降低，故針對(duì)錯(cuò)誤傳播（EP）問(wèn)題對(duì)容量的影響進(jìn)行了仿真分析，仿真結(jié)果表明EP會(huì)很大程度的影響系統(tǒng)容量。

　　最后，引入了一種基于聯(lián)合檢測(cè)的算法，在接收端通過(guò)聯(lián)合星座圖直接檢測(cè)用戶信號(hào)，減少了干擾信號(hào)重建的過(guò)程。通過(guò)仿真發(fā)現(xiàn)，該接收機(jī)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于Symbol-Ievel　SIC接收機(jī)，且與Codeword-1evel SIC接收機(jī)相比，復(fù)雜度降低大約50%。
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