面向下行捏合天线系统的QoS感知NOMA设计

捏合天线通过在波导上施加小尺寸介电粒子实现，已作为一种有前景的柔性天线技术涌现，适用于下一代无线通信系统。与传统柔性天线系统不同，捏合天线通过在靠近用户处的波导上激活天线来创建视距链路，具有独特优势。本文研究了一个典型的双用户非正交多址（NOMA）下行场景，其中多个捏合天线在单个介电波导上被激活以辅助NOMA传输。通过联合优化天线位置和功率分配系数，本文构建了在一个用户数据速率最大化且满足另一用户服务质量约束的问题。所构建的问题是非凸的且难以求解，原因在于天线位置对大规模路径损耗以及两类相移——波导内相移和自由空间传播相移——的影响。为此，本文提出了一种基于块坐标下降和逐次凸逼近技术的迭代算法。此外，本文考虑了单捏合天线的特殊情况，这是多天线情况的简化版本。尽管所构建的问题仍为非凸，但利用问题本身的内在特征，本文推导了闭式全局最优解，为捏合天线系统的性能提供了重要洞见。仿真结果表明，捏合天线系统显著优于传统固定位置天线系统，所提出的算法实现了与计算密集型穷举搜索方法相当的性能。