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可见光通信网络中自适应混合下行

NOMA-TDMA的设计

TuanA.Hoang,ChuyenT.Nguyen,andThanhV.Pham,SeniorMember,IEEE

摘要—本文提出了一种适用于多用户可见光通信（VLC）多址（FDMA）或时分多址（TDMA）。这些正交多址

网络的自适应混合非正交多址接入（NOMA）-时分多址接入（OMA）方案为每个用户提供不同的频率或时间资源以

（TDMA）方案，旨在提高用户的总速率性能同时保持低复杂避免干扰。然而，当用户数量增加时，OMA方案通常会

度。在所提出的方案中，用户被分为若干组，每组使用TDMA

遭受低频谱效率的问题。为了克服这一限制，非正交多

在不同的时间槽内提供服务。在每个小组内部，最多可以同时为

本两名用户提供服务使用NOMA。一个核心挑战在于确定哪些用址（NOMA）作为一种关键技术引起了广泛关注，特别

译户应该配对进行NOMA，因为NOMA采用的连续干扰消除是在未来通信系统中，包括VLC[5],[6]。与OMA不同

（SIC）的有效性取决于用户的信道增益差异。为此，对于一对的是，NOMA允许多个用户同时访问相同的频率和时

中用户，我们确定其信道增益比值范围内该对用户从NOMA或间资源。最常见的NOMA形式是功率域NOMA，在这

1TDMA中受益更多的情况。识别这一范围的下限和上限被制定种模式下，根据用户的信道条件分配不同的功率水平：

v为两个优化问题，并使用逐次凸逼近（SCA）方法高效解决。仿

0具有更强信道增益的用户被分配较低的功率，而那些具

8真结果表明，在不同数量的用户和发射LED功率条件下，所提

3出的方案优于传统的混合NOMA-TDMA方法。有较弱信道增益的用户则被分配较高的功率[7]。在接

4收器处，使用逐次干扰消除（SIC）来按信号功率级别

0IndexTerms—可见光通信（VLC）、非正交多址接入

.顺序解码信号。首先解码来自信道增益较弱用户的较高

8（NOMA）、时分多址（TDMA）、逐次凸近似（SCA）。

0功率信号，将强用户信号视为干扰。成功解码后，从接

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2I.介绍收到的信号中减去弱用户的信号，使接收器能够解码强

:

v用户的信号。尽管NOMA在提高频谱效率方面具有优

i随着无线设备和数据密集型应用（如云计算、视频

x势，但由于需要SIC，它引入了额外的复杂性，这可能

r流、在线游戏和虚拟现实(VR)）的广泛使用，近年来

a会增加接收器处的解码延迟和计算负载，特别是在用户

对可靠、高速、低延迟无线通信的需求呈指数级增长

数量较大时更为明显。为了平衡性能与复杂性之间的权

[1]。由于无线电频率(RF)系统的有限频谱资源不足以

衡，许多实际实现采用混合OMA-NOMA方法，通常

满足这种增长需求，可见光通信(VLC)作为一种有前

基于两用户模型[8],[9]。在这种配置中，两个用户配对

景的技术，作为RF的补充