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基于改进Alamouti编码设计的高效非正交多址传输方案

万德焕 黄容兰 季飞 刘景贤 梁耀坤 吕璐 李兴旺 岳新伟

万德焕, 黄容兰, 季飞, 刘景贤, 梁耀坤, 吕璐, 李兴旺, 岳新伟. 基于改进Alamouti编码设计的高效非正交多址传输方案[J]. 电子与信息学报. doi: 10.11999/JEIT260567
引用本文: 万德焕, 黄容兰, 季飞, 刘景贤, 梁耀坤, 吕璐, 李兴旺, 岳新伟. 基于改进Alamouti编码设计的高效非正交多址传输方案[J]. 电子与信息学报. doi: 10.11999/JEIT260567
WAN Dehuan, HUANG Ronglan, JI Fei, LIU Jingxian, LIANG Yaokun, LÜ Lu, LI Xingwang, YUE Xinwei. Efficient Non-Orthogonal Multiple Access Scheme Based on Modified Alamouti Code Design[J]. Journal of Electronics & Information Technology. doi: 10.11999/JEIT260567
Citation: WAN Dehuan, HUANG Ronglan, JI Fei, LIU Jingxian, LIANG Yaokun, LÜ Lu, LI Xingwang, YUE Xinwei. Efficient Non-Orthogonal Multiple Access Scheme Based on Modified Alamouti Code Design[J]. Journal of Electronics & Information Technology. doi: 10.11999/JEIT260567

基于改进Alamouti编码设计的高效非正交多址传输方案

doi: 10.11999/JEIT260567 cstr: 32379.14.JEIT260567
基金项目: 国家自然科学基金(61971149, 62501176, 62271368, 62571182)
详细信息
    作者简介:

    万德焕:男,副教授,研究方向为新一代信息技术与人工智能等

    黄容兰:女,副教授,博士研究生,研究方向为下一代多址接入、功率分配与优化等

    季飞:女,教 授,研究方向为无线与水声通信等

    刘景贤:男,副教授,研究方向为信号与信息处理、无人机航迹规划与数字孪生等

    梁耀坤:男,讲师,研究方向为信道均衡与低复杂度的收发设计等

    吕璐:男,副教授,研究方向为非正交多址接入、物理层安全等

    李兴旺:男,教 授,研究方向为无线通信、智能交通、物联网等

    岳新伟:男,教 授,研究方向为非正交多址接入、智能超表面等

    通讯作者:

    黄容兰 eerlhuang@mail.scut.edu.cn

  • 中图分类号: TN929.5

Efficient Non-Orthogonal Multiple Access Scheme Based on Modified Alamouti Code Design

Funds: The National Natural Science Foundation of China (61971149, 62501176, 62271368, 62571182)
  • 摘要: 为抑制非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access, NOMA)方案多用户组内干扰导致的可靠性差问题,通常是引入空时块编码(Space-Time Block Coding, STBC)技术中最经典的Alamouti编码设计来实现分集提升。然而,现有基于Alamouti辅助的NOMA方案是一种中心与边缘用户需求符号采用等额发送的编码模式。这种模式传承的是传统正交方案所需的Alamouti编码风格,它忽视了非正交传输下中心与边缘用户存在的显著信道差异的事实,不仅浪费中心用户天然信道好的优势,还无形中削弱了STBC技术抑制用户组内干扰的性能。基于此,本文根据用户信道差异显著的特点,提出了非正交通信场景下边缘与中心用户需求符号采用不等额发送的Alamouti编码设计,即构造Alamouti分组发送码的边缘用户需求符号通常比中心用户少。这种通过减少发送符号的做法,一方面对本身信道质量就差的边缘用户来说非常有好处,它可以极大地降低了组内的多用户干扰;另一方面,边缘用户自身符号发送数量的减少会带来它单位发送符号所获得功率的增大,在极大地提升接收端的信干噪比的同时提供更宽的功率优化空间,使得低信噪比场景下还可以获得更高的系统和速率。我们还推导了所提方案在可达和速率与中断概率的精确闭式解。数值仿真显示了所提方案的有效性。
  • 图  1  无误差传播场景下P-NOMA与C-NOMA方案可达和速率和中断概率的性能对比

    图  2  P-NOMA和C-NOMA方案的可达和速率和中断概率性能对比

    图  3  P-NOMA和C-NOMA方案的公平性对比:(1)存在误差传播(实线所示);(2)无误差传播(虚线所示)

    表  1  所提非等额P-NOMA方案的性能表现(相比传统等额C-NOMA方案的基准)

    码率分集增益用户公平性中断概率和速率
    性能表现3/2,降低1/22,不变无误码传播降低,有则提升显著提升低信噪比区域高
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  • 修回日期:  2026-08-10
  • 录用日期:  2026-08-10
  • 网络出版日期:  2026-08-12

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