上行 NOMA 随机接入的吞吐量分析与用户禁止设计
信号处理
2020-02-11 v1 信息论
math.IT
摘要
能够在单一信道上容纳多次同时传输的非正交多址接入（NOMA）看似一种有吸引力的方案，用以支持面临大量设备竞争有限共享无线资源的大规模机器类通信（mMTC）。本文中，我们首先解析研究基于 NOMA 的随机接入（RA）（即 NOMA-RA）的吞吐量性能。我们表明，虽然增加 NOMA-RA 中的功率级数会带来最大吞吐量的进一步增益，但吞吐量增益的增长慢于线性。这是由于文献中已知功率域 NOMA 的高功率主导特性。我们在本文中首次显式量化了该吞吐量增益。借助我们的解析模型，通过与基线多信道时隙 ALOHA（MS-ALOHA）（含与不含捕获效应）比较，我们验证了所提 NOMA-RA 方案的性能优势。尽管存在高功率主导效应，具有四个功率级的 NOMA-RA 的最大吞吐量达到 MS-ALOHA 的三倍以上。然而，我们的解析结果也揭示了负载对 NOMA-RA 吞吐量的敏感性。为应对 mMTC 场景中潜在的突发业务，我们通过一种实用的用户禁止算法提出自适应负载调节。该算法基于可观测的信道反馈估计当前负载，自适应控制用户接入以维持信道的最优负载从而实现最大吞吐量。当应用所提用户禁止算法时，仿真表明 NOMA-RA 的瞬时吞吐量始终接近最大吞吐量，证实了我们的负载调节的有效性。
引用
@article{arxiv.2002.03458,
title = {Throughput Analysis and User Barring Design for Uplink NOMA-Enabled Random Access},
author = {Wenjuan Yu and Chuan Heng Foh and Atta ul Quddus and Yuanwei Liu and Rahim Tafazolli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.03458},
year = {2020}
}