面向蜂窝连接无人机的上行协作 NOMA

空地干扰抑制是蜂窝连接无人机（UAV）通信中的一个挑战性问题。由于强视距（LoS）空对地（A2G）信道，无人机对蜂窝基站（BS）的上行/下行干扰可能比地面用户更严重。为应对该挑战，我们提出在无人机到蜂窝基站的上行通信中应用非正交多址（NOMA）技术，并与现有地面用户共享频谱。然而，对于我们考虑的系统，具有本地干扰消除（IC）的传统 NOMA（称为非协作 NOMA）相比 OMA 可能增益非常有限。这是因为由于 LoS A2G 信道存在许多同信道基站，因此无人机的速率性能受到与无人机信道条件最差的基站的严重限制。为提升无人机可达速率，利用基站间回程链路提出了一种新的协作 NOMA 方案。具体而言，选择一些具有较好信道条件的基站首先解码无人机信号，然后将解码信号转发给其回程连接的基站进行 IC。为研究协作 NOMA 的最优设计，我们通过联合优化无人机在多个资源块上的速率与功率分配，最大化无人机和地面用户的加权和速率。然而，该问题难以求得最优解。为获得有用见解，我们首先分别考虑具有利己和利他传输策略的两种特殊情况，并最优地求解其对应问题。接着，我们考虑一般情况，并通过交替优化提出一种高效的次优解。数值结果表明，所提协作 NOMA 相比 OMA 和非协作 NOMA 基准取得了显著的吞吐量增益。