王 歌 赵知劲

(杭州电子科技大学通信工程学院，浙江杭州 310018)

1 引言

随着移动通信的快速发展，频谱效率和系统容量等方面的需求日益增长。传统的多址方式已经不能满足发展需要，于是业内提出了一种新的多址方式，即NOMA(non-orthogonal multiple access，非正交多址接入)。作为面向5G的关键技术之一，NOMA通过对同时同频上的用户分配不同的功率，实现功率域的多用户共享，使无线接入总量提高了50%[1]。现有研究表明NOMA 可以比 OMA(orthogonal multiple access，正交多址接入)获得更高的系统容量和更高的频谱效率[2]，因此NOMA系统中的功率分配问题近年来引起学术界的广泛关注。

针对NOMA系统中的功率分配算法的研究，目标函数主要集中在总发射功率最小化[3-5]、中断概率最小化[6-9]、和系统吞吐量最大化[10-13]等方面。现有算法主要FSPA(full search power allocation，全空间搜索算法)[14]、FPA(fixed power allocation，固定功率分配算法)[14]、 IWPA(iterative water-filling power allocation，迭代注水功率分配算法)[15]以及FTPA(fractional transmit power allocation，分数阶发射功率分配算法)[16]。张德坤[14]在非正交多址系统功率分配及干扰消除算法研究中指出，FSPA通过搜索所有的用户对功率分配组合，能够实现非正交多址系统的最佳性能，但FSPA存在高复杂度的问题并且系统开销比较大，故实际系统中一般不予采用；FPA虽然复杂度较低，但是系统性能受功率分配因子的影响较大，且通常不能达到系统的最佳性能。赵蕊[15]在非正交多址系统的研究中指出，IWPA可以实现较好功率分配性能，但其存在局部最优及高复杂度的问题。Satio Y[16]等人提出了FTPA算法，FTPA平衡了低信噪比用户的公平性并且降低了接收端译码的复杂度，但是FTPA是局部最优化方案，并且系统性能同样受到所选功率分配因子的影响，因此FTPA方案还有待进一步完善。……