多载波NOMA下行链路系统和速率最大化研究
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引用本文:李晴,宋荣方.多载波NOMA下行链路系统和速率最大化研究[J].南京邮电大学学报:自然科学版,2019,39(6):35~40
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作者单位
李晴 南京邮电大学 通信与信息工程学院江苏南京210003 
宋荣方 南京邮电大学 通信与信息工程学院江苏南京210003
南京邮电大学 江苏省通信与网络技术工程研究中心江苏南京210003 
基金项目:江苏省自然科学基金(BK20181392)和南京邮电大学江苏省通信与网络技术工程研究中心开放课题资助项目
中文摘要:非正交多址接入(Non Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术作为下一代无线通信系统的新技术之一,凭借其较高的系统容量备受关注。文中研究多载波NOMA下行链路系统资源分配问题,以系统发送功率和用户最小速率为约束条件来优化系统和速率。为了解决此非凸优化问题,文中分步进行研究:首先对用户进行子信道分配,每个用户只能占用一个子信道;其次对用户进行功率分配。对于子信道分配,采用了一种低复杂度的次优化子信道分配算法。对于功率分配,在子信道间采用分数阶功率分配(Fractional Transmit Power Allocation,FTPA)算法,子信道内通过分析Karush Kuhn Tucker(KKT)优化条件得到各个复用用户功率的闭式解。仿真结果表明,文中提出的子信道和功率分配方案可以有效地提高多载波NOMA系统的和速率。
中文关键词:非正交多址接入  和速率最大化  资源分配  KKT
 
Sum rate maximization for downlink of multicarrier non orthogonal multiple access system
Abstract:Non orthogonal multiple access (NOMA) is one of the new technologies for next generation wireless communication system,and has attracted much attention due to its high system capacity.This paper studies the resource allocation for the downlink of the multicarrier NOMA system aiming to maximize the system sum rate under the constraints of system transmission power and users’ minimum rates.To solve the non convex optimization problem,the step by step optimization idea is adopted:firstly,for the subchannel allocation problem,each user can only occupy one subchannel;then,for the power allocation problem,in the subchannel allocation scheme,a suboptimal subchannel allocation algorithm with low complexity is used.In the power allocation scheme,a fractional transmit power allocation (FTPA) algorithm is adapted between subchannels,and the closed form expressions of the power allocation in the subchannel are obtained based on the Karush Kuhn Tucker (KKT) optimality conditions.The simulation results demonstrate that the resource allocation scheme can improve the sum rate of the multicarrier NOMA system.
keywords:non orthogonal multiple access  sum rate maximization  resource allocation  Karush Kuhn Tucker(KKT)
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