面向5G的非正交多址接入下行鏈路接收機仿真

　　隨著4G網(wǎng)絡(luò)的商用部署，5G移動通信技術(shù)的研究已經(jīng)如火如荼，面對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，實現(xiàn)多用戶功率域復(fù)用，在接收端通過串行干擾消除技術(shù)達到信號檢測的目的。由于NOMA技術(shù)在發(fā)送端主動引入了干擾，因而接收端的信號檢測成為NOMA關(guān)鍵技術(shù)點。本文針對NOMA系統(tǒng)下行鏈路信號的檢測以及接收機展開研究。

　　論文首先對NOMA技術(shù)的基本原理做了介紹，并以兩個用戶的系統(tǒng)模型為例，定量驗證了相較于OFDMA系統(tǒng)，NOMA系統(tǒng)帶來的性能增益。隨后論文介紹了功率分配和信號檢測兩個關(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)下行鏈路的鏈路級仿真平臺。基于該平臺分別研究了單天線與多天線場景中Ideal SIC接收機、Symbol-Ievel SIC接收機以及Codeword-Ievel SIC接收機的接收性能。通過仿真分析發(fā)現(xiàn)，在合理分配發(fā)送功率前提下， Codeword-Ievel SIC接收機誤碼率性能與Ideal SIC接收機基本保持一致，而Symbol-Ievel SIC接牧機的性能則較差；隨著用戶間功率分配因子差值的增加，接收機的性能有所提高；提高用戶調(diào)制階數(shù)，接收機對錯誤傳播更加敏感，性能變差。

　　此外，在單天線場景中，以最大化加權(quán)和速率為功率分配準則，對功率分配算法進行了研究，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)。在多天線場景中，研究了傳輸分集和空間復(fù)用兩種模式下接收機的性能，仿真結(jié)果表明，傳輸分集模式下接收機的性能均好于空間復(fù)用模式下接收機的性能。在多天線場景中，由于不僅存在用戶間的干擾，還存在流間干擾，使得Symbol-Ievel SIC接收機對錯誤傳播更加敏感，導(dǎo)致Symbol-Ievel SIC接收機的接收性能大幅度降低，故針對錯誤傳播（EP）問題對容量的影響進行了仿真分析，仿真結(jié)果表明EP會很大程度的影響系統(tǒng)容量。

　　最后，引入了一種基于聯(lián)合檢測的算法，在接收端通過聯(lián)合星座圖直接檢測用戶信號，減少了干擾信號重建的過程。通過仿真發(fā)現(xiàn)，該接收機性能遠遠優(yōu)于Symbol-Ievel　SIC接收機，且與Codeword-1evel SIC接收機相比，復(fù)雜度降低大約50%。
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