姜 静, 雷 明

(西安邮电大学 通信与信息工程学院, 陕西 西安 710121)

和正交多址接入(orthogonal multiple access, OMA)相比，非正交多址接入(non-orthogonal multiple access, NOMA)[1-2]能够让5G系统中两个甚至多个用户共享相同的时频资源。NOMA技术在发送端利用不同功率对多个用户的信号进行叠加，在用户端利用串行干扰消除(successive interference cancellation, SIC)来消除用户间干扰以恢复目标信号。

多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)[3]能够通过多用户预编码来提高系统性能。将其与NOMA相结合，所得MIMO-NOMA技术[4-6]能够更显著地提升系统容量。由于其中簇间存在干扰，发送端先要借助如相关性用户分簇算法[4]和基于信道增益差的分簇算法[6]等，对系统用户进行分簇和选择，再由发送端利用预编码来降低簇间干扰，以提高系统频谱效率。

毫米波频段的频谱不仅资源丰富[7-8]，而且，毫米波较强的方向性保障了毫米波信道更强的相关性，因此，将毫米波和MIMO-NOMA技术相结合，能显著提升频谱效率。针对毫米波MIMO-NOMA系统，基于相关性用户分簇算法的功率分配方案[9]能效较优，但是，并未更好地利用毫米波信道特性。

一些分簇算法和预编码算法[10-11]虽然充分考虑到了毫米波信道的特性，但却忽略了偏远用户对分类结果的影响，也没有对分类的结果进行用户选择，这样的纯模拟预编码方式并不能很好地消除簇间干扰。

为降低簇间干扰，提升系统性能，本文拟给出一种新的用户分簇及选择算法和预编码算法。为了保证K均值分类的性能并降低运算复杂度，所给算法先对系统用户进行筛选，将偏离用户筛除出用户集合，再对其余用户利用K均值进行聚类。……