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大规模MIMO NOMA系统中联合功率分配的用户配对

User pairing for joint power allocation in massive MIMO NOMA systems

作     者:张伟 傅友华 ZHANG Wei;FU Youhua

作者机构:南京邮电大学电子与光学工程学院、微电子学院江苏南京210023 南京邮电大学射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室江苏南京210023 

出 版 物:《南京邮电大学学报(自然科学版)》 (Journal of Nanjing University of Posts and Telecommunications:Natural Science Edition)

年 卷 期:2020年第40卷第2期

页      面:72-80页

学科分类:080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术(可授工学、理学学位)] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

基  金:国家自然科学基金(61771257)资助项目 

主  题:大规模MIMO 非正交多址(NOMA) 用户配对 功率分配 

摘      要:文中探讨了大规模MIMO非正交多址(NOMA)网络中的用户配对问题。在上行链路,基站根据大尺度衰落系数来完成用户配对,配对的两个用户共享同一个导频,在下行链路,配对的两个用户采用NOMA的形式发送数据。由于用户配对固有地与功率分配交织,故根据用户的服务质量(QoS)要求,优化边缘用户(EU)和中心用户(CU)之间的用户配对和功率分配,旨在最大化系统的吞吐量,这是混合整数规划问题。为了解决这个非凸问题,首先利用交替优化的方法获得最优功率分配矩阵,进而计算出速率矩阵;然后基于匈牙利算法提出最佳用户匹配方案,且考虑到匈牙利算法用户之间的竞争问题,提出一种低复杂度的用户配对算法。仿真结果表明,在大规模MIMO NOMA系统中,提出的用户配对的NOMA的性能明显优于正交多址(OMA),并优于采用随机用户配对的NOMA的性能。

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