基于授权的接入协议中频谱效率、用户密度与能耗的相互作用

我们针对具有小载荷的多个用户,特别是在低频谱效率(SE)下,采用带重传的基于授权的接入。无线资源通过NOMA在时域上划分为$T$个时隙和频域维度进行分配,非正交度量为$\eta$。重传存储在大小为有限的接收机缓冲$C_{\sf buf}$中,并通过HARQ使用Chase合并(CC)和增量冗余(IR)进行合并。我们利用有限块长度分析,针对给定用户数$J$和块长度$n$,确定了在和速率最优机制以及干扰被视为噪声(TIN)时,SE(比特/rdof)与用户密度$J/n$相对于每比特信噪比(即$E_b/N_0$比值)的最佳缩放关系。将经典方案(无重传)与TIN及和速率最优情形下的CC-NOMA、CC-OMA和IR-OMA策略进行对比,关于SE的数值结果表明,CC-NOMA在几乎所有机制中都优于其他方法。在和速率最优机制中,$J/n$相对于$E_b/N_0$的缩放随$T$恶化,但从最差到最优的方案排序为(i)经典、(ii)CC-OMA、(iii)IR-OMA和(iv)CC-NOMA,显示了CC-NOMA的鲁棒性。对比低$\rho$下的TIN模型,基于CC的模型的$J/n$缩放改善最佳,而在高$\rho$下,由于更高干扰,CC-NOMA的缩放较差,而CC-OMA因合并重传且干扰减小而变得突出。该缩放结果适用于低接收信噪比下一定范围的$\eta$、$T$、$C_{\sf buf}$和$J$。所提出的分析框架为基于授权的接入中的资源分配以及大规模URLLC上行接入的特定5G用例提供了见解。