Z 信道中具有有限字母表输入的非正交多址接入研究

本文专注于经典双发射机双接收机 Z 信道中的非正交多址接入（NOMA）设计，其中一个发射机通过直连链路向其目标接收机发送信息，而另一个发射机通过直连链路和交叉链路向两个接收机发送信息。与大多数使用（连续）高斯输入分布的现有设计不同，我们考虑了实际的有限字母表（即离散）输入，假设两个发射机均采用广泛使用的正交幅度调制（QAM）星座图。为了平衡两个接收机的误码性能，本文应用了最大最小公平性设计准则。具体而言，我们提出联合优化两个发射机的缩放因子，这些因子控制发射星座图的最小欧几里得距离，旨在在每个发射机的独立平均功率约束下，最大化两个接收机处所得星座图中较小的最小欧几里得距离。所构建的问题是一个混合连续 - 离散优化问题，因此通常难以处理。通过借助 Farey 序列，我们成功获得了该公式化问题最优解的闭式表达式。这是通过将原始优化问题的整体可行区域划分为有限数量的子区间，并推导每个子区间内的最优解来实现的。通过仔细观察所有子区间内最优解的结构，我们在由交叉链路相对强度定义的三种可能场景下，获得了原始问题最优解的紧凑闭式表达式。仿真研究验证了我们的分析，并展示了所提设计优于现有正交或非正交方案的优势。