中文引用格式： 朱麗媛，王斌，王文鼐. 基于NOMA的D2D用戶和蜂窩用戶通信方案[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2023，49(3)：95-99.
英文引用格式： Zhu Liyuan，Wang Bin，Wang Wennai. D2D user and cellular user communication scheme based on NOMA[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(3)：95-99.
0 引言
D2D是直接在用戶設(shè)備（UE）之間進(jìn)行通信的技術(shù)[1]，非正交多址接入(NOMA)是指通過發(fā)射端功率域?qū)崿F(xiàn)多用戶復(fù)用以及使用接收端連續(xù)干擾消除（SIC）區(qū)分疊加用戶信號(hào)。在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中引入D2D通信能有效增強(qiáng)系統(tǒng)容量，引入NOMA技術(shù)可以使用戶在功率域上進(jìn)行多路復(fù)用，從而實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶重用同一資源同時(shí)傳輸信號(hào)，有效提高頻譜效率[2]。對(duì)于D2D和蜂窩用戶之間的干擾可以通過連續(xù)干擾消除（SIC）消除并解碼用戶信號(hào)。
目前有大量針對(duì)D2D或者針對(duì)NOMA技術(shù)的研究，對(duì)于D2D和NOMA技術(shù)結(jié)合的文章還比較少。文獻(xiàn)[3]提出了D2D用戶可以在4種頻譜共享模式下運(yùn)行，考慮了蜂窩用戶和DUE解碼閾值約束下的用戶配對(duì)、模式選擇和功率控制，可以最大化系統(tǒng)的連通性。文獻(xiàn)[4]提出了一種改進(jìn)的比例公平干擾控制方案，該方案通過調(diào)整用戶的發(fā)射端功率來優(yōu)化系統(tǒng)的吞吐量，改善了系統(tǒng)整體的公平性[4]，但該方案沒有考慮與NOMA技術(shù)相結(jié)合來提高頻譜資源的利用率。文獻(xiàn)[5]提出了一種基于NOMA實(shí)現(xiàn)蜂窩用戶全雙工協(xié)作協(xié)議的D2D通信方案，該方案考慮D2D發(fā)射端中繼NOMA遠(yuǎn)程用戶的信號(hào)并同時(shí)傳輸D2D用戶的信號(hào)，在完全和不完全干擾消除的假設(shè)下，理論上研究了該方案的遍歷容量、中斷概率和多樣性順序。但該方案著重于比較全雙工協(xié)作NOMA的性能增益和D2D-NOMA的容量，未能兼顧NOMA用戶的公平性。文獻(xiàn)[6]提出了一種基于隊(duì)列的D2D信道分配方案，其中D2D對(duì)以最大閾值時(shí)間排在隊(duì)列中，使用具有先入先出（FIFO）原理的TDMA方案將信道分配給D2D對(duì)，利用基于NOMA的功率分配和基于TDMA的時(shí)隙共享，共享具有D2D對(duì)的移動(dòng)用戶的上行鏈路資源。但該方案只考慮了一個(gè)D2D對(duì)和蜂窩用戶的非正交資源共享。
為了解決上述問題，本文的主要貢獻(xiàn)如下：
（1）提出一種基于NOMA的D2D用戶和蜂窩用戶共享研究方案。該方案將兩對(duì)D2D對(duì)和一個(gè)蜂窩用戶分為一個(gè)NOMA組，并且非正交復(fù)用一個(gè)資源塊。在保證蜂窩用戶和D2D用戶QOS的前提下，對(duì)于NOMA組中的兩對(duì)D2D用戶選擇最佳的蜂窩用戶來復(fù)用頻譜資源，并為每一組NOMA用戶選擇最優(yōu)信道進(jìn)行分配，增加了邊緣蜂窩用戶獲取資源塊的機(jī)會(huì)，提升了系統(tǒng)整體吞吐量。
（2）對(duì)該方案性能展開仿真分析，仿真結(jié)果表明：與傳統(tǒng)方案比較，本方案在系統(tǒng)平均吞吐量、D2D用戶接入率以及蜂窩系統(tǒng)邊緣用戶吞吐量的方面有顯著提升。
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作者信息：
朱麗媛1，王斌1，2，王文鼐1，2
（1.南京郵電大學(xué) 通信與信息工程學(xué)院，江蘇 南京 210003；
2.南京郵電大學(xué) 寬帶無線通信與傳感網(wǎng)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210003）
