前言1
第一章 引言2
1.1 研究背景2
1.1.1多址接入技術(shù)2
1.1.2 5G技術(shù)3
1.2 研究現(xiàn)狀4
1.2.1 5G國內(nèi)外研究現(xiàn)狀4
1.2.2 非正交多址接入技術(shù)研究現(xiàn)狀及分析6
1.3 技術(shù)優(yōu)勢7
1.4 面臨挑戰(zhàn)11
參考文獻12
第二章 基本原理14
2.1 NOMA14
2.1.1 NOMA分類14
2.1.2 NOMA分簇19
2.1.3 NOMA功率分配22
2.2 協(xié)作通信23
2.2.1 協(xié)作協(xié)議23
2.2.2 中繼選擇24
2.3 信息與能量協(xié)同傳輸26
2.3.1 無線能量傳輸26
2.3.2 信息與能量協(xié)同傳輸26
2.4 無人機通信27
2.5 硬件損傷28
2.5.1 振蕩器相位噪聲28
2.5.2 I/Q非平衡30
2.5.3 非線性功率放大器31
2.5 系統(tǒng)性能指標32
2.5.1 平均信息噪比32
2.5.2 信道容量33
2.5.3 中斷概率34
2.5.4 衰落量34
2.5.5 平均中斷周期35
2.5.6 平均誤符號率35
2.5.7 吞吐量37
參考文獻37
第三章 衰落信道39
3.1衰落信道簡介39
3.1.1快衰落信道和慢衰落信道40
3.1.2 頻率平坦衰落和頻率選擇性衰落40
3.2 常用衰落信道41
3.2.1 Rayleigh衰落信道41
3.2.2 Rician衰落信道41
3.2.3 Hoyt衰落信道42
3.3 廣義衰落信道42
3.3.1 Nakagami-m衰落信道42
3.3.2 α-μ衰落信道43
3.3.3 η-μ衰落信道44
3.3.4 κ-μ衰落信道46
3.3.5 κ-μ陰影衰落信道47
3.4 信道系數(shù)的Matlab實現(xiàn)49
3.4.1 Rayleigh衰落信道49
3.4.2 Rician衰落信道49
3.4.3Hoyt衰落信道50
3.4.4Nakagami-m衰落信道50
參考文獻51
第四章 硬件損傷和非完美CSI對多中繼網(wǎng)絡(luò)的性能53
4.1研究背景53
4.1.1研究現(xiàn)狀53
4.1.2研究動機及相關(guān)工作54
4.1.3主要貢獻55
4.2系統(tǒng)模型56
4.3中斷概率分析59
4.3.1隨機中繼選擇方案59
4.3.2最優(yōu)中繼選擇方案63
4.3.3部分中繼選擇67
4.4遍歷容量分析70
4.4.1隨機中繼選擇方案71
4.4.2最優(yōu)中繼選擇方案74
4.4.3部分中繼選擇方案76
4.5仿真分析79
4.5.1中斷概率79
4.5.2遍歷容量84
4.6本章小結(jié)85
參考文獻85
第五章 理想硬件無人機NOMA協(xié)作通信性能87
5.1 研究背景87
5.2 無人機協(xié)作系統(tǒng)模型88
5.3 系統(tǒng)性能91
5.3.1 上行NOMA鏈路中斷性能分析92
5.3.2 下行NOMA鏈路中斷性能分析96
5.3.3 系統(tǒng)中斷性能分析98
5.4 仿真分析100
5.8 本章小結(jié)102
參考文獻102
第六章 理想硬件單小區(qū)下行兩用戶簇NOMA的功率分配方法104
6.1 研究背景104
6.2 兩用戶簇NOMA的系統(tǒng)模型105
6.3 最大化總速率的功率分配方案106
6.3.1 最大化總速率的功率分配優(yōu)化問題106
6.3.2 最低功率的推導(dǎo)107
6.3.3 最大化總速率的功率的推導(dǎo)108
6.3.4 仿真結(jié)果111
6.4 最大公平的功率分配方案113
6.4.1 最大公平的功率分配優(yōu)化問題113
6.4.2 優(yōu)化問題的求解114
6.4.3 仿真結(jié)果119
6.5 公平地提高用戶速率的功率分配方案121
6.5.1 公平地提高用戶速率的功率分配優(yōu)化問題122
6.5.2 單簇功率分配122
6.5.3 多簇功率分配123
6.5.4 仿真結(jié)果124
6.6 最大化能量效率的功率分配方案128
6.6.1 最大化能量效率的功率分配優(yōu)化問題128
6.6.2 優(yōu)化問題的次優(yōu)求解方法129
6.6.3 仿真結(jié)果132
6.7 速率與能量效率折中的功率分配方案134
6.7.1 折中的功率分配優(yōu)化問題134
6.7.2 單簇內(nèi)折中的功率分配135
6.7.3 多簇內(nèi)折中的功率分配141
6.7.4 仿真結(jié)果142
6.8 本章小結(jié)145
參考文獻145
第七章 理想硬件單小區(qū)下行多用戶簇NOMA的功率分配方法147
7.1 研究背景147
7.2 多用戶簇NOMA的系統(tǒng)模型148
7.3最大公平的功率分配151
7.3.1 最大公平的功率分配優(yōu)化問題151
7.3.2 單簇內(nèi)最大公平的功率分配151
7.3.3 多簇內(nèi)最大公平的功率分配153
7.3.4 仿真結(jié)果153
7.4無速率約束的最大速率的功率分配155
7.4.1 無速率約束的功率分配優(yōu)化問題155
7.4.2 無速率約束時單簇內(nèi)功率分配156
7.4.3 無速率約束時多簇內(nèi)功率分配158
7.4.4 仿真結(jié)果159
7.5速率約束下最大速率的功率分配161
7.5.1 速率約束下的最低功率161
7.5.2 速率約束的功率分配163
7.5.3 仿真結(jié)果165
7.6最大化能量效率的功率分配167
7.6.1 最大化能量效率的優(yōu)化問題167
7.6.2 次優(yōu)的功率分配168
7.6.3 仿真結(jié)果171
7.7最大化折中的功率分配172
7.7.1 折中的功率分配優(yōu)化問題172
7.7.2 多用戶多簇折中的功率分配174
7.7.3 仿真結(jié)果176
7.8本章小結(jié)178
參考文獻178
第八章 理想硬件單小區(qū)上行NOMA的功率分配方法180
8.1 研究背景180
8.2 上行NOMA系統(tǒng)模型181
8.3 最大化權(quán)重和速率的功率分配方案182
8.3.1 最大化權(quán)重和速率的優(yōu)化問題182
8.3.2 優(yōu)化問題的求解184
8.3.3 仿真結(jié)果186
8.4 最大化能量效率的功率分配189
8.4.1 最大化能量效率的優(yōu)化問題189
8.3.2 最大化能量效率的功率分配190
8.3.3 仿真結(jié)果193
8.5 本章小結(jié)194
參考文獻194
第九章 硬件損傷NOMA傳輸技術(shù)及性能196
9.1 研究背景196
9.2 系統(tǒng)模型197
9.3 性能分析199
9.3.1 中斷概率199
9.3.2 漸進分析202
9.3.3 信道容量204
9.4 仿真結(jié)果209
9.5 本章小結(jié)213
參考文獻214
第十章 非理想CSI硬件損傷下行NOMA傳輸技術(shù)及性能1
10.1 研究背景1
10.2 系統(tǒng)模型2
10.2.1 非協(xié)作NOMA4
10.2.2 協(xié)作NOMA5
10.3 系統(tǒng)性能分析6
10.3.1 中斷概率6
10.3.2 遍歷容量13
10.3.3 能量效率17
10.4 仿真分析17
10.5 本章小結(jié)23
參考文獻23
第十一章 基于能量收集的硬件損傷多中繼NOMA傳輸技術(shù)及性能1
11.1 研究背景1
11.2 系統(tǒng)模型2
11.3 中繼選擇方案6
11.3.1 任意中繼選擇方案6
11.3.2 部分中繼選擇方案6
11.3.3 最優(yōu)中繼選擇方案7
11.4 性能分析7
11.4.1 中斷概率7
11.4.2 漸進分析12
11.4.3 分集增益13
11.4.4 能量效率14
11.5 系統(tǒng)仿真15
11.6 本章小結(jié)19
參考文獻19
縮略語對照表20