PLC信道上的协作非正交的多址接入

张长青, 杨春光, 梁丽, 曹华锋, 孙广

(1.国网甘肃省电力公司电力科学研究院， 甘肃 兰州 730070；2.深圳友讯达科技股份有限公司， 广东 深圳 518018)

0 引言

非正交多址接入(NOMA)技术由于其良好的过载性能而受到广泛关注。NOMA的基本思想是允许多个用户共享相同的时间、频率和空间资源[1]。通常，NOMA可以应用于电源域或代码域。然而，电源域NOMA(PD-NOMA)中，信源以适当的功率分配将叠加信号发送给不同的用户，每个用户都能够通过应用连续干扰消除(SIC)来恢复其所需的信号。与时分多址(TDMA)和频分多址(FDMA)等正交多址(OMA)技术相比，NOMA具有更高的频谱效率和可实现速率[2]。然而，由于接收器的多址干扰增加，具有较好信道条件的用户自然比具有较差信道条件的用户在NOMA中受益更多[3]。

本文提出了一种适用于PLC系统的协作NOMA。由于直接链路的信号衰落较高，中继有助于信源和两个用户(近端用户和远端用户)之间的通信，研究了具有脉冲噪声特性的对数正态衰落假设下的PLC网络系统模型。此外，还证明了在SNR较高条件下，推导出的下限值能够近似中断概率。仿真结果表明，与无中继传输和传统正交多址(OMA)方案相比，AF-NOMA和DF-NOMA方案的中断概率和系统吞吐量性能均有所提高。

1 系统模型

PLC网络中协作中继的系统模型如图1所示。

图1 PLC网络中协作中继的系统模型

考虑图1中所示的协作电力线通信(PLC)网络，其中信源调制解调器S通过具有放大转发(AF)或解码转发(DF)协议的中继R与近端用户N和远端用户F进行通信。则信道状态信息(CSI)在所有接收调制解调器时，与距离相关的电缆衰落模型为式(1)。……