智能反射面辅助的上行NOMA系统低功耗传输方案研究
2021-11-24马昊淳
南京邮电大学学报(自然科学版) 2021年5期
马昊淳,王 鸿
(南京邮电大学通信与信息工程学院,江苏南京 210003)
随着5G在全球范围内的部署,后5G(B5G)以及6G的研究引起了学术界与工业界的广泛关注。未来的通信业务要求更高的通信速率、更多的连接密度以及更低的时延,很多新兴技术[1]被认为是未来通信系统的潜在技术方向,例如非正交多址接入(NOMA)技术[2-3]、massive MIMO[4]技术等。 此外,为了满足未来更高的频谱效率与能量效率需求,众多研究机构的6G白皮书都将智能反射面(IRS)视为潜在的关键技术[5-7]。
IRS是一种由大量低成本的无源反射元件组成的二维平面,置于基站与用户(发送方与接收方)之间,每个无源反射元件都可以独立地改变入射信号的相位和幅度,使用户能够更好地接收来自基站的信号,同时也能更好地向基站发送信号。IRS使得原本随机的通信信道变得可控,打破传统意义上信道对通信链路起负作用的认知。并且,IRS技术具有很强的兼容性,可以与很多技术融合使用[8]。
鉴于IRS与NOMA都是未来通信的关键技术,两者的结合可进一步提升系统频谱与功率效率,进而通过联合优化基站的有源波束和IRS的反射波束可以提升系统的性能,如最大限度地提升NOMA用户的最低速率,提升NOMA用户的能效,降低基站或者终端的发射功率等。文献[9]表明,相比于传统的正交多址接入(OMA)系统,IRS辅助的NOMA系统不管在系统吞吐量还是在发射功耗方面都能够获得更好的性能。
在已有的NOMA系统中,一般都是利用已知的信道状态信息被动地进行收发机设计,在IRS辅助NOMA系统中,IRS的引入增加了系统优化的自由度,将传统的被动设计模式转变为主动设计模式,构建出收发机与无线环境联合优化新模式。……
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