具有非线性功率放大器失真的NOMA容量分析与吞吐量最大化
网络与互联网体系结构
2023-08-25 v1 信息论
math.IT
摘要
在未来的B5G/6G宽带通信系统中，由发射功率放大器（PA）损伤引起的非线性信号失真会严重降级通信性能，尤其当上行用户采用非正交多址（NOMA）方案共享无线介质时。这是因为NOMA中使用的连续干扰消除（SIC）解码技术无法消除PA失真引起的干扰。因此，每个用户的解码过程都受到所有上行用户累积失真噪声的影响。本文基于真实世界测量建立了一个新的且易处理的PA失真信号模型，其中失真噪声功率是PA发射功率的多项式函数，有别于现有研究中常用的过度简化的线性函数。应用所提信号模型，我们通过优化用户发射功率刻画了多用户上行NOMA的容量速率区域。我们的发现揭示了NOMA容量区域因多项式失真噪声功率而显著收缩。针对实际工程应用，我们在各用户速率约束下构建了通用加权求和速率最大化（WSRMax）问题，并进一步提出一种高效的功率控制算法以达到最优性能。数值结果表明，在所提非线性PA模型下的最优功率控制策略相比假设理想线性PA模型的策略平均实现13%更高的吞吐量。总体而言，我们的发现证明了精确的PA失真建模对NOMA性能的重要性，并据此提供了高效的最优功率控制方法。
引用
@article{arxiv.2308.12662,
title = {Capacity Analysis and Throughput Maximization of NOMA with Nonlinear Power Amplifier Distortion},
author = {Xiaojia Wang and Suzhi Bi and Xian Li and Xiaohui Lin and Zhi Quan and Ying-Jun Angela Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.12662},
year = {2023}
}
备注
The paper has been submitted for potential journal publications