有限字母表输入的上行非正交多址接入
信息论
2017-09-05 v1 math.IT
摘要
本文关注具有有限字母表输入的经典两用户多址信道（MAC）的非正交多址接入（NOMA）设计。我们考虑两个发射机处实用的正交幅度调制（QAM）星座，其大小假定不一定相同。我们提出通过调整两个用户的缩放因子（即瞬时发射功率和相位）来最大化接收和星座的最小欧氏距离，并采用最大似然（ML）检测器。公式化问题是一个混合连续-离散优化问题，通常不易解决。通过仔细观察目标函数的结构，我们发现法里序列（Farey sequence）可用于处理公式化问题。然而，当两用户的星座大小不同时，现有法里序列不适用。受此启发，我们定义了一种新型法里序列，称为打孔法里序列（punched Farey sequence）。基于此，我们设法通过对整个可行域划分为有限个法里区间，然后取所有可能区间上的最大值，获得了原问题的闭式最优解。所得和星座被证明是更大尺寸的正则QAM星座。此外，严格证明了在最小欧氏距离方面NOMA优于时分多址（TDMA）。进而，在两用户间获得了最优速率分配的闭式解，以在总速率约束下进一步最大化接收信号的最小欧氏距离。最后，提供仿真结果以验证我们的理论分析，并展示所提NOMA相对于现有正交和非正交设计的优点。
引用
@article{arxiv.1709.00509,
title = {Uplink Non-Orthogonal Multiple Access with Finite-Alphabet Inputs},
author = {Zheng Dong and He Chen and Jian-Kang Zhang and Lei Huang and Branka Vucetic},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.00509},
year = {2017}
}
备注
Submitted for possible journal publication