支持多个多播组业务的多中继协作NOMA系统中断性能研究.pdf

研究与开发 支持多个多播组业务的多中继协作NOMA系统中断性能研究 褚翼飞，杨新杰（宁波大学信息科学与工程学院，浙江 宁波 315211）摘 要：提出在协作非正交多址接入（non-orthogonal multiple access，NOMA）系统中使用多中继方案支持主用户和多个多播组业务。考虑在瑞利信道下，从每个多播组中选出信道条件最好的次级用户作为中继节点协助解码转发目标单播主用户的信号，在主用户处使用最大比合并（maximum ratio combining，MRC）技术以提升信干噪比（signal to interference and noise ratio，SINR）。分别对全双工和半双工模式下应用多中继同时转发（multi-relay simultaneous forwarding，MRSF）和最优中继转发（optimal relay forwarding，ORF）两种策略的主用户中断概率进行理论分析并通过蒙特卡洛仿真验证。结果显示，全双工对半双工中继具有性能优势，并发现对相同个数多播组，MRSF 策略相比 ORF 策略可有效提升单播主用户的中断性能且随多播组个数增加变得更显著。关键词：非正交多址接入；多播业务；全双工多中继；中断概率 中图分类号：TN925 文献标志码：A doi:10.11959/j.issn.10000801.2023135 Outage performance of multi-relay collaborative NOMA systems supporting multiple multicast services CHU Yifei,YANG Xinjie Faculty of Electrical Engineering and Computer Science,Ningbo University,Ningbo 315211,China Abstract:A cooperative non-orthogonal multiple access(NOMA)system was proposed to support unicast primary user and multiple multicast services based on multiple relays strategy.Under the Rayleigh channel,the secondary us-er with the best channel condition from each multicast group was selected as full-duplex relay to decode and forward the unicast primary users signal,and the primary user employed the maximum ratio combining(MRC)technique to improve the signal to interference and noise ratio(SINR).The closed-form expressions for the outage probability of primary user in full-duplex and half-duplex modes with multi-relay simultaneous forwarding(MRSF)and optimal relay forwarding(ORF)were derived and verified by Monte Carlo simulations.The results verify that full-duplex re-lay outperforms half-duplex relay scheme.Furthermore,with same number of multicast groups,the MRSF strategy effectively improve the unicast primary user outage performance,in comparison with ORF strategy,when the number 收稿日期：20230418；修回日期：20230612 基金项目：国家重点实验室开放基金资助项目（No.SKLNST-2021-1-12）；宁波市自然科学基金资助项目（No.2019A610073）Foundation Items:The Chinese National Key Laboratory Open Foundation Project(No.SKLNST-2021-1-12),The Ningbo City NaturalScience Foundation Project(No.2019A610073)研究与开发 36 of multicast groups increases,the improvement becomes more significant.Key words:non-orthogonal multiple access,multicast service,full-duplex multi-relay,outage probability 0 引言 当今，5G 技术逐步进入商用，且正在向下一代移动通信技术演进1-2。与此同时，面对爆炸式增 长 的 数 据 业 务 量，传 统 正 交 多 址 接 入（orthogonal multiple access，OMA）技术显得捉襟见肘，频谱资源的紧缺促使业界对新型多用户接入技术展开研究，非正交多址接入（non-orthogonal multiple access，NOMA）技术作为其中一种具有发展前景的多用户接入方案引发了业界讨论。功率域 NOMA 支持发送端叠加编码（superposition coding，SC）发送信息，在接收端采用串行干扰消除（successive interference cancellation，SIC）技术解码目标信息，从而提高系统的频谱效率3-5。NOMA 还具有时延低、可大规模连接等优点，必将成为未来 6G 通信的关键性技术6。在 NOMA 系统中，使用中继协作目标用户是一种扩大通信覆盖范围、改善系统性能的有效技术手段。协作 NOMA 的相关方案第一次进入大众视野是在文献7中，为提升系统中弱用户的性能，文献7将信道条件较好的用户作为中继协助转发目标信号。依据中继节点处理信息方式的差异，可分为放大转发（amplify and forward，AF）中继、解码转发（decode and forward，DF）中继等8-11。文献8使用 AF 中继放大信号功率并转发给远端用户，提高了系统吞吐量，但也存在放大噪声的问题。文献9将 DF 中继与部分中继选择策略相结合，先解码得到用户需要的信息再重新编码转发给接收端用户，提高了系统信息传输的可靠性。依据中继节点工作模式的不同，可分为全双工（full-duplex，FD）中继、半双工（half-duplex，HD）中继，科研人员将不同中继技术与 NOMA系统相结合进行了广泛探索12-14。文献12在通信感知一体化系统中引入 FD-NOMA 框架，探讨了在满足下行用户 SINR 要求时的感知信号最大化方案。文献13分析了 HD-NOMA 系统双向中继网络的平均可达速率与中断性能表达式，相比 FD模式极大降低了复杂度。文献14研究了基于FD-NOMA 的设备到设备（device to device，D2D）网络中弱用户的中断性能。FD 中继理论上可以实现信号同时发送和接收，相比 HD 中继可以提高一倍的系统容量，但会出现自干扰现象，自干扰消除技术的发展正在逐步改善该问题。另一方面，从业务需求的方向看，当前对于协作 NOMA 系统的分析研究主要聚焦在单播业务通信场景15-19和一个单播多播场景20-22。单播场景中，文献19针对服务质量（quality of service，QoS）优先级不一的两个 NOMA 系统用户，提出功率分配方案并分析了平均可达速率性能。多播是同时为一组用户提供无线服务从而提高带宽利用率的有效机制，在一个单播多播业务混合的场景里，选择多播用户群充当中继为目标提供服务，即协作多播 NOMA 系统是多播研究的一个新进展。文献21研究了可移动用户在单播多播协作 NOMA 系统中的安全性能，所提方法经验证可实现多播流的可靠性和单播流的保密性之间的权衡。虽然实际通信场景大多是包括位置、天气、管控等多播类型消息同时发送，但现在很少有科研人员在协作 NOMA 网络中探讨多个多播业务同时传输的技术方案。基于以上分析，本文提出新颖的支持单播和多个多播业务组的协作多中继 NOMA 技术方案。规定单播用户为主用户，享有最高 QoS 优先级，从多个多播组中选出合适的终端采用 DF 协议为主用户提供中继服务，主用户随后利用 MRC 技术联合解码以改善信号质量。本文推导出 FD 和 HD37 电信科学 2023 年第 7 期 模式下分别采取MRSF与ORF中继选择策略时主用户的中断概率闭式表达式及近似解，仿真结果与理论分析高度一致。结果表明，使用 MRSF 策略的主用户中断性能在多播组数目相同时优于ORF 策略，并且这种优势程度随着多播组数目的增加而扩大，FD 中继对 HD 中继均有鲜明性能优势。此外，本文研究了多播组数目以及每个多播组内次级用户数目对主用户中断概率的影响。1 系统模型分析 下行链路协作 NOMA 系统模型如图 1 所示，构建包括一个基站（base station，BS）、一个单播主用户（user，U）和 M 个多播组的下行链路协作NOMA 系统。其中，可作为辅助网络的多个多播组位于同一区域内，每个多播组内有 N 个次级用户，接收同一种业务信号，定义次级用户为mnG，1,2,mM，1,2,nN。基站与主用户之间相距较远，所以信道条件差，两者间的直连链路不能实现可靠通信。考虑在每个多播组中选择与基站之间信道增益最大的次级用户作为中继节点，中继使用 DF 协议转发信号给主用户。mR为第 m 个多播组中的中继，*R为M个多播组中的最优中继。mR由1,2,arg maxmmnnNR从相应多播组选出，mn表示第m个多播组中，第n个次级用户mnG与基站之间信道增益的平均功率。进一步地，*R可由*1,2,argmaxmmMRR选出。假设所有信道均服从独立同分布的瑞利衰落，噪声均是均值为0、方差为0N的加性白高斯噪声。基站与主用户配备单天线，中继配备双天线。考虑FD中继引起的剩余环路自干扰（loop self-interference，LSI）不可忽略，故假设其为瑞利衰落反馈信道，信道衰落因子是LSIh，对应的信道增益与平均功率分别为2LSI|h、LSI。基站与主用户、中继*/mRR链路的衰落因子分别为B,Uh、*B,B,/mRRhh，中继*/mRR与主用户链路的衰落因子为*,U,U/mRRhh，基站与多播组中除中继外的其他次级用户链路的衰落因子为B,mwGh，其中，mwNR。对 应 的 增 益 分 别 为2B,U|h、*22B,B,|/|mRRhh、*22,U,U|/|mRRhh、2B,|mwGh，功率分别为B,U、*B,B,mRR/、*,U,UmRR/、B,mwG。基站发送含有1M个不同消息的复合信号BSB0Miiixa P x给单播主用户和M个多播组内的 图 1 下行链路协作 NOMA 系统模型 研究与开发 38 次级用户。其中，BP 是基站发射功率，0 x 表示发送给主用户的信号，1x 至Mx 分别是发送给多播组 1至多播组 M 内次级用户的信号，ix 均为归一化单位功率信号。0a 是基站分配给主用户的功率系数，1a 至Ma 分别是分配给多播组 1 至多播组 M 内次级用户的功率系数。位于远处的主用户信道条件较差需要被分配相对较多的功率，因此0maa且满足01Miia。根据SIC原理，中继mR在收到复合信号后，首先解码主用户信号0 x，然后清除0 x并解码自身信号。中继mR解码信号0 x时的SINR表示为：20BB,22BLSIB0B,|mmmRRmRha Pha PhPN（1）其中，FD模式时1；HD模式时0。假设基站发射信噪比BB0PN，代入得：20BB,22BLSIBB,|1mmmRRmRhahah（2）同理，最优中继*R解码信号0 x时的SINR为：*2B,0B22B,*BLSIB|1RRRhahah（3）其中，*a指分配给最优中继*R所在多播组的功率系数。多播组中除中继mR外的其他次级用户mwG解码信号0 x时的SINR为：20BB,2BB,|1mwmwmwGGmGhaha（4）MRC技术是一种分集合并技术，当接收端收到多个独立路径信号时，可用其改善信号质量。在本系统中，主用户会收到基站的直连信号和中继的转发信号，从中继到主用户的转发路径相较于基站到主用户的路径存在时延，但考虑时延通常不超过一个码片的长度，所以在主用户处可对来自中继的转发链路信号和来自基站的直接链路信号使用MRC技术进行合并。在考虑中继选择时，本文提出了两种中继选择策略。策略 1 最优中继转发（ORF），即仅考虑将来自最优中继*R的转发链路信号和来自基站的直接链路信号使用MRC技术进行合并。此时主用户接收0 x时的SINR为：*2B,U0Bmrc2U,UR2B,U*B|1Rhahha（5）其中，RR0PN表示中继发射信噪比，RP表示中继发射功率。策略 2 多中继同时转发（MRSF），即考虑将来自不同多播组中继mR的M个转发链路信号和来自基站的直接链路信号使用MRC技术进行合并。此时主用户接收0 x时的SINR为：1222B,U0BB,U0BMRCU22B,U1BB,U2B2B,U0B2B,UB222R,U,U,U2B,U0B2R2,U1B,UB|1|1|1(|)|1MmMRRRMRmmhahahahahahahhhhahha（6）将两种选择策略与中继双工方式相组合，4种应用方案示意图如图2所示。图 2 4 种应用方案示意图 2 系统中断性能分析 对于移动通信系统而言，中断概率是评价信号传输可靠性的关键指标，在本系统中，保障QoS优先级最高的单播主用户成功接收信号至关重要，所以本节对应用图2所述的4种方案的主用户中断概率进行讨论。39 电信科学 2023 年第 7 期 由SIC技术原理可知，NOMA系统正常运行的前提是强用户解调弱用户的信号，即所有次级用户至少成功解码信号0 x。然后，主用户需要成功解调利用MRC合并后的信号0 x，此时所有信号接收节点均成功解码信号0 x。简而言之，主用户的中断事件含义是系统中至少存在一个信号接收节点无法成功解码信号0 x。2.1 FD-ORF 方案 当辅助网络内只有一个多播组（1M）时，最优中继*R即唯一中继mR，主用户中断概率FDUP可表示为：*1FDmrcFDUU11111mwNRGwPPPP （7）当多播组个数超过一个（2M）时，未被选中的其他1M 个中继mR被视同一般次级用户，不考虑FD通信引起的自干扰。此时FDUP可表示为：*FDmrcFDUU1111FD111111mmwRMMNRGmmwPPPPP （8）其中，1为FD模式下解码信号0 x的SINR阈值，min121V，minV指解码信号0 x的最小目标速率。*FDR为最优中继处于FD模式时解码信号0 x的SINR，即式（3）中1时的值；FDmR为其他非最优中继mR解码0 x的SINR，视其处于HD模式，即式（2）中0时的值。各部分求解结果如下：*0 B11RR*B22,UB,U*0111R,U*B,UB,UB,U*mrcmrcU1U12B,U0B21,U2RRB,U*B(1)|00(1)0B,U ()1()|1|(|1)1()()d d1eeeedRRRRyayahhyayyaPPhaPhhafx fyx yy 111R,UB,UB,U*()00B,U*B,U1eee1d(1)RyRyayya 11R,UB,U*11B,UB,U*11R,UB,U*11B,UB,U*B,U000*B,UB,U0BB,U0*BR,U1eeeded(1)1ee1eed(1)RRyyRyRyayyyayayya （9）其中，11B01*()aa，令*B1gya，有：1B,U*B*B,U1*1*B*B,U01*01*1B*B,U1*B,U01*0B020*BR,UBR*R,U0002BR*,U()B*B,U0 ed(1)eedd1e1 ed1yRggaaaaaaaaRgaaaayaayyaagggaaagg （）（10）1B,UB*B,U*10B*B,U2BR*,U1*B*B,U01*B*B,U1 ee11Ei1EiaRaaaaaaaa（）*221BLSIB,*B0*1B,LSI*1BB0*1*1B,B*2FD21LSIB1B,B0*1(1)|0()(1)0()LSIB,(B,LSI1B,0*1(1|)()|()()()d d11ededeRRRRRxhhaayxxaaRRRhPPhaafx fyx yxyaa 0*1)aa （11）研究与开发 40 1B01B,()FD1emmRmaaRP（12）1B01B,()1emmGwmwaaGP（13）考虑实际通信系统中基站的背景噪声通常较小，由BB0PN知，可假设B，应用等价无穷小原理e1xx 得0*BR,*(1)e1Uyaya *0*B,U(1)Ryaya，式（9）-（）得证。式（10）-（）的证明应用指数积分函数（exponential integral，Ei），eEi()duxxuu，0 x，且 有 定 理0ede(Ei()Ei()xxxx（其中、均为常数）符合式（10）-（）中的表现形式，代入有1*01*aaa，B*B,U1a，1，式（10）-（）得证。由11B01*()aa知，当0*1aa时，10，链路不存在分集增益。因此，该解法的成立条件是01*aa。结合式（12）、式（13）可知，01maa也是前提条件。2.2 HD-ORF 方案 当辅助网络内只有一个多播组（1M）时，与FD模式相似，主用户中断概率HDUP可表示为：*1HDmrcHDUU22211mwNRGwPPPP （14）多播组个数超过一个(2M)时，HD模式下的 M 个中继mR（包括最优中继*R）均不必考虑自干扰。此时HDUP可表示为：*HDmrcHDUU2211HD221111mmwRMMNRGmmwPPPPP （15）其中，2为HD模式下解码信号0 x 的SINR门限值，min2221V。HDmR、*HDR为HD中继解码信号0 x 的SINR，即式（2）、式（3）中0时的SINR。各部分求解结果如下：*0B22RR*B22,UB,U*22R,UB,U*22B,UB,U*mrcU22B,U0B22,U2RRB,U*B(1)|00B,U0BB,U0*BR,U ()1|(|1)1()()d d1ee(1e)ed(1)RRRyayahhyRPPhahhafx fyx yyayya （16）2B,U*2B,UB*B,U0B020*BR,UBR*,U1B*B,U2*B*B,U02*B*B,U ed(1)1 ee11Ei1EiyRRayaayyaaaaaaaa （17）其中，22B02*()aa，该解的成立条件是02*aa。2B,B0*2*()HD2()eRaaRP（18）2B02B,()HD2()emmRmaaRP（19）2B02B,()2()emmGwmwaaGP（20）同理，以上各解的成立条件是02maa。2.3 FD-MRSF 方案 当辅助网络内只有一个多播组（1M）时，最优中继*R即唯一中继mR，主用户中断概率表达式及解法与式（7）相同，此处不再赘述。41 电信科学 2023 年第 7 期 当多播组个数超过一个（2M）时，M个中继mR均处于FD模式，需要考虑自干扰问题。此时主用户中断概率FD(U)P可表示为：FDMRC(U)U11FD111111mmwMMNRGmmwPPPP （21）各部分求解结果如下：0B1RRB122R,UB,U0B1B,URRBMRCMRCU1U12()B,U0B212,U11RRB,UB(1)|00(1)00B,UR,U 1|1|(|1)1()()d d111edmMMmmMmmMMRmmmYaYahhYYaYaPPhaPhhafX fYX YY R,U10B1R,URRBB,U1B,UB,UB,U1()(1)0B,U0B101B,UR,URRB10RB,UR,U0BRB,UR,Ued11e1ed111ed(1)1edeMMMmmMMXYaYYaYMmmYYXYYaYYaYaYYa 01Bd1MMmmY B,U11RR,U1e1MMmmZ （22）令B1mmgYa，有：BB,UBBBB,UB,UBB,UBB,U02BRB,UR,U00002RR,UBRB,UR,U()00RR,U eedd11eed1e1mmmMmMmmMmMmMmmmggaaaammmmmgaammmaZagggaaaaagga BB,U102BRB,UR,UBBB,UBB,Ue11Ei(1)EimamMmmmaaaaa （23）221LSIB,B01B,LSI1BB011B0B,2FD21LSIB1B,B01(1)|0()(1)0()LSIB,(B,LSI1B,01(1|)()(|)()()()d d11ededemmBmRmmRmmmmRmRRmxhhaayxxaaRaRRmhPP haafx fyx yxyaa 1)ma（24）1B01B,()1()emmGwmwaaGP（25）考虑系统中所有信道独立同分布，可假设M个中继到主用户之间信道增益之和2,U1|mMRmh为新的信道增益变量2R,U|h,其对应平均功率为R,U。令MRCU1，将2,U1|0mMRmh代入其中有：11B0B()1MMMmMmfaa，式（22）-（）中的M由此解得。式（22）-（）的推导参考式（9）-（）的证明过程，应用等价无穷小原理1exx得0 B1R,URRB11(1)0B11R,URRB11 e(1)MmmYaMYammYaYa，式（22）-（）得证。式（23）-（）的推导参考式（10）-（）的证明过程，同样应用Ei()x相关定理，代入有BMma，BB,U1ma，1，式（23）-（）得证。同理，该解的成立前提是01maa。2.4 HD-MRSF 方案 当辅助网络内只有一个多播组（1M）时，研究与开发 42 最优中继*R即唯一中继mR，主用户中断概率表达式及其解与式（14）相同，此处不再赘述。当多播组的个数超过一个（2M）时，M 个中继mR均处于HD模式，不考虑自干扰问题。此时主用户中断概率HD(U)P可表示为：HDMRCHD(U)U22112111mmwMRmMNGmwPPPP （26）各部分求解结果如下：HD0 B2RRB122R,UB,UHDB,UB,UMRCU22B,U0B222,11RRB,UB(1)|0020RB,UR,U0BRB,UR,UB()1|(|1)1()()d d1eded1mMMmmMMMRUmmmYaYahhYYmPPhahhafX fYX YYaYYYa HDHDB,U01HD21RR,U1e1MMMmMmmZ （27）HDB,UBB,UHD0RR,U102BRB,UR,UHDBBB,UBB,U 1e11Ei1EiMmmmamMmmmaZaaeaaaa （28）2B02B,()HD2()emmRmaaRP（29）2B02B,()2()emmGwmwaaGP（30）其中，HDM由HDHD2HD1B0B1MMMmMmfaa解得。同理，以上各解的成立条件是02maa。3 理论分析与仿真结果 本节对不同基站信噪比B时的主用户中断性能进行理论分析和蒙特卡洛仿真验证，研究在不同多播组数目（1,2,3,4M）下，4种应用方案对中继概率的影响。此外，本节研究了多播组个数M和每个多播组内次级用户数N对中断性能的影响。参数设置如下：每个多播组内均匀分布20N 个次级用户，M个多播组位于半径为300 m的辅助网络圆内，圆心坐标为(0,0)，基站坐标为(3 000,0)，主用户坐标为(0,3 000)。信道平均功率,i ji jd，,i jd为节点i与节点j间的归一化距离，路径损耗系数3。最小目标速率minV 1 bit/(s Hz)，中继信噪比R10 dB，自干扰信道平均功率LSI15 dB。考虑多播组均处于同一辅助网络区域信道条件差距不大，故假设分配给各个多播组的功率系数均为0.1ma，给主用户的功率系数011Mmmaa。主用户中断概率随基站信噪比变化情况如图3所示。图3(a)给出了1M时主用户中断概率随B变化的情况。此时最优中继即多播组内唯一中继，MRSF、ORF为同种策略。由图3可知，在两种双工方式下随着B增大，中断概率均呈下降趋势。在同一SNR时，虽然中继工作于FD模式会引入自干扰，但是该模式下主用户中断性能明显强于HD中继模式，因为FD中继对比HD中继可以同时发送和接收信号，传输效率高，所以在同样的最小目标速率minV下，主用户解码信号要求的SINR门限值小于后者，成功解码信号的概率也就更大。图3(b)给出了2M时4种方案下主用户中断概率随B变化情况。与图2(a)对比发现，2M时主用户中断概率均大于1M时的情形，因为需要考虑新增的多播组内所有次级用户成功解码信号的概率，且分配给主用户的功率系数0a相应降43 电信科学 2023 年第 7 期 低了。通过观察图 3(b)发现，应用FD-MRSF、HD-MRSF方案的主用户中断性能分别优于FD-ORF、HD-ORF方案，因为应用FD-MRSF/HD-MRSF方案的主用户相比FD-ORF/HD-ORF方案多收到一条来自中继链路的增益转发信号，利用MRC技术合并后的SINR大于后者。图3(c)、图3(d)分别给出了3 4M、时4种方案下主用户中断概率随B变化的情况。联同图3(b)观察发现，以所有用户节点成功解码信号为前提，随着多播组个数M的增多，主用户中断性能逐渐减弱。但相对FD-ORF/HD-ORF方案而言，FD-MRSF/HD-MRSF方案中断性能的优势变得更加显著，因为主用户使用MRC技术合并的信号增益变大。主用户中断概率随多播组个数变化情况如图4所示，给出了B20 dB时4种方案下主用户中断概率随多播组个数M变化的情况。由图4可知，采用FD-MRSF/HD-MRSF方案的主用户中断概率低于FD-ORF/HD-ORF方案，随着M增大，采用FD/HD-MRSF方案的主用户中断概率减小幅度相较FD-ORF/HD-ORF方案明显变大。因此，FD-MRSF/HD-MRSF方案相比FD-ORF/HD-ORF方案的优越性与多播组个数正相关，但在同一SNR下多播组个数与主用户中断性能负相关。图 3 主用户中断概率随基站信噪比变化情况 研究与开发 44 图 4 主用户中断概率随多播组个数变化情况 主用户中断概率随次级用户数变化情况如图5所示，给出了2M且B20 dB时，4种方案下主用户中断概率随每个多播组内次级用户数N变化的情况。由图5可知，随着N增大，采用4种方案的主用户中断概率均下降。这是因为当多播组内用户数增加时，存在更大的空间来选择性能最佳的次级用户作为中继。图 5 主用户中断概率随次级用户数变化情况 4 结束语 本文提出一种新颖的支持多个多播组业务的多中继协作NOMA系统应用方案，恰当运用了FD多中继、DF协议与MRC技术，克服FD中继引入自干扰带来的计算复杂度，理论推导出采用FD-ORF、HD-ORF、FD-MRSF、HD-MRSF这4种方案时，单播主用户中断概率的闭式表达式以及近似解、理论分析与仿真结果高度一致。结果表明，不同方案下中继处于FD模式时主用户的中断性能远强于HD模式，在多播组数目固定时，选择FD-MRSF是提高主用户中断性能的较佳方案，并且随着多播组数目增加，该方案对中断性能的提升程度逐步扩大。此外，结果还表明多播组内次级用户数目的增加以及基站发射信噪比的提高也有助于改善主用户中断性能。参考文献：1 张平,牛凯,田辉,等.6G 移动通信技术展望J.通信学报,2019,40(1):141-148.ZHANG P,NIU K,TIAN H,et al.Technology prospect of 6G mobile communicationsJ.Journal on Communications,2019,40(1):141-148.2 赵亚飞,闫冰,孙耀华,等.低轨星座通导一体化：现状、机遇和挑战J.电信科学,2023,39(5):90-100.ZHAO Y F,YAN B,SUN Y H,et al.Communication and navi-gation integration for LEO constellations:status,opportunities,and challengesJ.Telecommunications Science,2023,39(5):90-100.3 BACHAN P.SIC error impaired cooperative NOMA-IoT net-work:throughput and goodput analysisC/Proceedings of the 2022 International Conference on Industry 40 Technology(I4Tech).Piscataway:IEEE Press,2022:1-6.4 CHUNG K.Correlated superposition coding:lossless two-user NOMA implementation without SIC under user-fairnessJ.IEEE Wireless Communications Letters,2021,10(9):1999-2003.5 MOUNI N S,KUMAR A,UPADHYAY P K.Adaptive user pairing for NOMA systems with imperfect SICJ.IEEE Wire-less Communications Letters,2021,10(7):1547-1551.6 ISLAM S M R,AVAZOV N,DOBRE O A,et al.Power-domain non-orthogonal multiple access(NOMA)in 5G systems:poten-tials and challengesJ.IEEE Communications Surveys&Tuto-rials,2017,19(2):721-742.7 DING Z,PENG M,POOR H V.Cooperative non-orthogonal multiple access in 5G systemsJ.IEEE Communications Let-ters,2015,19(8):1462-5.8 JEE A,AGRAWAL K,PRAKRIYA S.Performance of a new framework for coordinated direct AF relay-aided downlink NOMAC/Proceedings of the 2021 IEEE 32nd Annual Inter-45 电信科学 2023 年第 7 期 national Symposium on Personal,Indoor and Mobile Radio Communications(PIMRC).Piscataway:IEEE Press,2021:477-482.9 KIRAN K S G,SWAMINATHAN R.Performance analysis of DF-relaying-based cooperative NOMA system with partial relay selectionC/Proceedings of the 2022 14th International Con-ference on Communication Systems&Networks(COMS-NETS).Piscataway:IEEE Press,2022:574-580.10 KIM J B,LEE I H.Non-orthogonal multiple access in coordi-nated direct and relay transmissionJ.IEEE Communications Letters,2015,19(11):2037-2040.11 MEN J J,GE J H,ZHANG C S.Performance analysis of non-orthogonal multiple access for relaying networks over na-kagami-m fading channelsJ.IEEE Transactions on Vehicular Technology,2017,66(2):1200-1208.12 CHEN K,LI R,WANG L,et al.Beamforming optimization for full-duplex NOMA enabled integrated sensing and communica-tionC/Proceedings of the 2022 14th International Conference on Wireless Communications and Signal Processing(WCSP).Piscataway:IEEE Press,2022:264-268.13 HESAM A,BASTAMI A H.NOMA-based transmission in half-duplex two-way relay networkC/Proceedings of the 2020 28th Iranian Conference on Electrical Engineering(ICEE).Pis-cataway:IEEE Press,2020:1-6.14 ZHANG Z Q,MA Z,XIAO M,et al.Full-duplex de-vice-to-device aided cooperative non-orthogonal multiple accessJ.IEEE Transactions on Vehicular Technology,2017,66(5):4467-4471.15 IRADIER E,MONTALBAN J,FANARI L,et al.Using NOMA for enabling broadcast/unicast convergence in 5G networksJ.IEEE Transactions on Broadcasting,2020,66(2):503-514.16 AHN S,PARK S I,LEE J Y,et al.Large-scale network analysis on NOMA-aided broadcast/unicast joint transmission scenarios considering content popularityJ.IEEE Transactions on Broadcasting,2020,66(4):770-785.17 MAHMOUDI A,ABOLHASSANI B,RAZAVIZADEH S M,et al.Outage balancing in downlink NOMA over Nakagami-m fading channels