STAR-IOS 辅助的 NOMA 网络：信道模型近似与性能分析
信息论
2021-07-06 v1 信号处理
math.IT
摘要
同时发射与反射智能全向面（STAR-IOS）能够实现全覆盖的“智能无线环境”。通过分割能量或改变 STAR-IOS 单元的有源数量，STAR-IOS 为非正交多址（NOMA）系统提供了高灵活性的连续干扰消除（SIC）顺序。基于上述优势，本文研究了一个具有随机分布用户的 STAR-IOS 辅助下行 NOMA 网络。我们首先针对不同的应用场景提出了三种易处理的信道模型，即中心极限模型、曲线拟合模型和 M 重卷积模型。更具体地，中心极限模型适用于大尺寸 STAR-IOS 的场景，而曲线拟合模型被扩展用于评估多小区网络。然而，这两种模型无法获得准确的分集阶数。因此，我们推导出 M 重卷积模型以得到准确的分集阶数。我们考虑了 STAR-IOS 的三种协议，即能量分割（ES）协议、时间切换（TS）协议和模式切换（MS）协议。基于 ES 协议，我们利用中心极限模型和曲线拟合模型推导了配对 NOMA 用户的解析中断概率表达式。基于三种 STAR-IOS 协议，我们利用 M 重卷积模型推导了 NOMA 用户的分集增益。分析结果表明，NOMA 用户的分集增益等于 STAR-IOS 单元的有源数量。数值结果表明：1）在高信噪比区域，中心极限模型表现为上界，而曲线拟合模型给出下界；2）TS 协议性能最佳，但比其他协议需要更多的时间块；3）ES 协议优于 MS 协议，因为 ES 协议具有更高的分集增益。
引用
@article{arxiv.2107.01543,
title = {STAR-IOS Aided NOMA Networks: Channel Model Approximation and Performance Analysis},
author = {Chao Zhang and Wenqiang Yi and Yuanwei Liu and Zhiguo Ding and Lingyang Song},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.01543},
year = {2021}
}