无蜂窝大规模MIMO-NOMA系统的低复杂度频效优化算法

来源：电子与信息学报杂志2025年第10期北京时间：

作者：周围, 杨瑜, 向波, 张艺, 黄华

单位：1.重庆邮电大学电子科学与工程学院 重庆 4000652.重庆邮电大学移动通信技术重庆市重点实验室 重庆 4000653.重庆邮电大学集成电路学院 重庆 400065

摘要：针对传统无蜂窝大规模多输入多输出(MIMO)非正交多址接入(NOMA)系统频谱效率优化算法复杂度高的问题，该文提出一种低复杂度的用户分簇与功率分配联合优化算法。首先构建下行链路总频谱效率最大化模型，将其分解为用户分簇与功率分配子问题；然后提出基于簇首选择与信道差异最大化的用户分簇算法，通过优化簇首选择降低配对搜索复杂度。基于分簇结果，引入用户最小速率增强约束机制，结合逐次凸逼近(SCA)方法将非凸功率分配问题转化为凸优化形式。通过理论分析与仿真验证，对比了不同用户分簇算法和功率分配方案下系统的频谱效率以及计算复杂度。结果表明：所提分簇算法在不同接入点部署和天线配置下能显著提升系统性能，且复杂度较统计学分簇方法降低47.5%；联合功率分配方案较全功率控制方案在频谱效率与用户公平性方面均展现出显著优势，验证了所提方案的高效性与实用性。

关键词：无蜂窝, 非正交多址接入, 用户分簇, 功率分配, 逐次凸逼近

基金资助：国家自然科学基金(61701062)，重庆市基础与前沿研究计划(cstc2019jcyj-msxmX0079)