摘要：移动互联网和物联网技术的蓬勃发展给人们带来了更便利的生活，智能终端的快速发展使得现有移动通信技术难以满足其需求。5G要求我们研发更高频谱效率的相关技术，这是新时代新的目标。NOMA（非正交多址接入）和MIMO（多入多出）技术作为候选技术，可在提升频谱效率的同时，极大地增加用户连接数目。二者的结合最终可以实现5G海量流量和大容量无线传输，因此相关研究具有重要意义。

传统的MIMO信道模型在物理空间域上仍有许多的问题没有解决，但近年来波束空间领域波束算法的快速发展给到了合适的发展空间。

NOMA系统在同一时频资源上调度多个用户，其用户之间的时频资源满足非正交性。基站发射端对多用户传输信号在功率域或码域上进行叠加，接收端通过串行干扰消除技术恢复原始信号。在同一时频资源上，用户间存在较强的干扰问题，因此用户编组方案对系统性能有较大影响。同时MIMO系统中波束选择算法一定程度上左右了组间干扰，因此设计波束选择算法也会对系统性能产生影响。基于此，本文重点研究波束空间MIMO-NOMA系统的相关技术。

关键词：MIMO；NOMA；用户编组方案；波束选择

目 录

摘 要

ABSTRACT

第一章 绪  论-1

1.1本课题研究的背景-1

1.2研究领域现状-1

1.3发展趋势-1

1.4所做的主要工作-2

第二章 MIMO-NOMA系统-4

2.1 非正交多址接入NOMA-4

2.1.1 功率域非正交多址接入PD-NOMA原理-4

2.1.2 功率域非正交多址接入PD-NOMA系统模型-4

2.1.3 串行干扰消除SIC原理-6

2.2 MIMO-NOMA-7

2.2.1 MIMO原理-7

2.2.2 MIMO-NOMA系统构成-8

2.3 MIMO-NOMA系统相应技术-8

2.3.1 用户编组-9

2.3.2 功率分配-10

2.3.3波束赋形-10

2.5 本章小结-10

第三章 MIMO-NOMA用户编组方案研究-12

3.1 用户编组-12

3.1.1 随机用户编组算法-12

3.1.2 遍历搜索编组算法-13

3.1.3 预分组编组算法-13

3.1.4 用户编组方案性能分析-14

3.2 用户公平性-16

3.3 保证用户公平性的用户编组方案-16

3.3.1 问题建模-16

3.3.2系统模型-17

第四章 MIMO-NOMA系统波束选择算法研究-19

4.1波束空间原理-19

4.1.1 MIMO多径信道模型-19

4.1.2 系统模型-20

4.2波束选择算法-20

4.2.1 最大幅值选择-21

4.2.2 最大信干噪比选择-21

4.2.3 最大容量选择-22

4.3 波束选择算法在NOMA中的应用-32

第五章 算法改进及仿真结果-24

5.1改进算法设计-24

5.1.1 算法流程-24

5.2仿真结果与分析-25

5.2.1 改进算法对系统吞吐量的影响-26

5.3 本章小结-27

结束语-28

致谢-29

参考文献-30