李小瑜, 马文平, 罗炼飞, 赵飞飞

(西安电子科技大学通信工程学院, 陕西 西安 710071)

0 引 言

随着移动通信的迅猛发展,无线数据业务量呈爆炸式增长,而频谱资源却越来越紧张,传统的多址接入技术已难以满足。因此,新一代的移动通信系统,即第五代移动通信(the 5th generation,5G)提出了具有更大系统吞吐量与更高频谱效率的非正交多址接入(non-orthogonal multiple access,NOMA)[1-3]技术。NOMA技术相较于传统多址接入技术在时域、频域和码域的研究,提出了一个新的维度—功率域的研究。具体来说,它是在发送端根据各用户不同的信道增益进行功率的分配[4],在接收端采用干扰删除技术(serial interference cancellation,SIC)[5]进行正确解调。本文主要是从用户功率分配的角度进行研究,因为用户间的功率分配是影响系统吞吐量性能的重要因素,如何公平有效地进行功率分配成为NOMA系统中亟待解决的关键问题。

现有NOMA系统中基于功率分配的研究主要从两个方面考虑:一是考虑满足用户的服务质量(quality of service,QoS)要求,二是考虑满足用户的公平性准则。不同用户的QoS要求以用户可达到的最低信息速率来等价。基于保证用户QoS的研究主要有:文献[6]在总功率约束,保证用户最低速率以及SIC约束条件下,首先提出一种低复杂度的次优用户分组方案,然后在给定的用户集群中导出最优的功率分配。文献[7]提出了两用户在总功率约束和弱用户满足最低速率要求约束下的最大化系统和容量,但该功率分配方案只保证了弱用户的QoS要求。文献[8]在文献[7]的基础上进一步提出了在总功率约束和两用户均满足最低速率要求约束下最大化和容量的功率分配,从而保证了两用户的QoS。……