IRS-NOMA辅助多用户协作中继系统性能分析

来源：信号处理杂志 2024年第8期北京时间：

作者：林少娥, 郑逸帆, 温淼文, 郑倍雄

摘要：随着第五代（The Fifth Generation， 5G）通信技术的大规模应用，在网设备的数量迅速增长，带来了巨大的数据流量和连接需求。尽管5G通信技术已经显著提高了传输速率和网络容量，但随着物联网（Internet of Things， IoT）设备的普及和高速数据业务的增加，现有的频段资源已经难以满足未来的需求。预测显示，第六代（The Sixth Generation， 6G）通信技术的峰值传输速率将提升到1太比特每秒，约为5G的100倍。这种大幅度的速率提升将进一步加剧对带宽的需求，使得现有频段无法满足新型高速业务及大规模物联网终端的需求。因此，未来通信技术向更高频段拓展成为必然。在这种背景下，本文提出了一种将智能反射面（Intelligent Reflecting Surface， IRS）技术引入到非正交多址接入（Non-Orthogonal Multiple Access， NOMA）中继网络的新型多用户中继系统的方案，将IRS控制器与中继器整合，构建一个新的中继节点，实现对信号的中继转发，并发挥IRS的辅助通信作用，重构中继节点，使其不仅能够进行信号放大和转发，还可以通过IRS对信号质量和系统容量进一步提升。本文对下行侧的理论分析和仿真结果表明，加入IRS后系统性能平均提升了30%。这一显著的性能提升证明了IRS技术在NOMA中继网络中的应用潜力，为未来智能反射面的推广应用提供了新的思路和方法。随着6G时代的到来，智能反射面技术有望在更高频段的通信系统中发挥更大的作用，进一步推动无线通信技术的发展与进步。

关键词：非正交多址接入, 无线解码中继, 智能反射面, 下一代通信系统