基于混合预编码的同时进行无线信息和功率传输的毫米波海量MIMO-NOMA

在5G通信技术中，毫米波技术因其宽带宽和高频谱的特性得到广泛关注，而非正交多址（NOMA）技术可以在同一时频空间资源上同时支持多个用户，并且可以通过叠加编码将用户之间的不同信道增益转换为多路复用增益，从而增加信道的频谱效率，所以两者的结合有很大应用前景。2019年4月1日，实验室范典等人在IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing 期刊上发表了题为《Channel Estimation and Transmission Strategy for Hybrid mmWave NOMA Systems》文章。介绍了一种混合毫米波NOMA系统的信道估计算法和传输策略。

针对毫米波的同方向上不同用户信道紧密相关的信道特性以及定向波束的优势，设计了结合NOMA技术的混合毫米波系统模型，如图1所示。本文使用Saleh-Valenzuela 模型作为信道模型，设计IDCE算法按照信道路径强度的大小顺序，逐一估计每个信道路径的波达方向（DOA）和信道增益，从而获取所有用户的信道估计。对于混合预编码信道，还需要估计模拟和数字预编码矩阵，通过设计增强混合预编码，将每个波束中的最大信道功率向量作为代表向量，进一步获取模拟预编码矩阵，并借助传统ZF预编码获取数字预编码矩阵。为了最大程度地提高系统可达总和速率，将优化问题分解为用户调度和功率分配两个问题，针对前者设计MTBUS算法，将用户和波束进行匹配达到交互最大化，根据用户调度结果设计一种迭代优化算法，实现功率动态分配。

基于混合预编码的同时进行无线信息和功率传输的毫米波海量MIMO-NOMA