基于用户分组、功率分配与混合波束成形的毫米波 NOMA

本文研究非正交多址接入在毫米波通信中的应用（mmWave-NOMA）。特别地，我们考虑具有混合波束成形结构的下行传输。首先根据用户的信道相关性提出一种用户分组算法。随后，以最大化可达和速率为目标，在各用户最低速率约束下，建立混合波束成形与功率分配联合优化问题。为求解这一具有高维变量的非凸问题，我们首先在任意固定混合波束成形下得到功率分配的解，其分为组内功率分配与组间功率分配。然后，在任意固定模拟波束成形下，利用近似迫零法设计数字波束成形以最小化组间干扰。最后，具有恒模约束的模拟波束成形问题由所提边界压缩粒子群优化算法求解。仿真结果表明，所提包含用户分组、混合波束成形与功率分配的联合方法在可达和速率与能效方面优于现有最优方案及传统毫米波正交多址系统。