上行鏈路協作NOMA 中基于TOA 定位的研究*

石皓南 孫順遠

（江南大學物聯網工程學院 無錫 214122）

1 引言

定位作為無線網絡中重要的技術，被廣泛地應用于各種領域中的移動設備中［1］。在蜂窩網絡中，定位技術通常是基于對無線信號參數的估計。例如基于到達時間（Time-of-Arrival，TOA）、基于到達時間差（Time Difference-of-arrival，TDOA）、基于到達角（Angle-of-Arrival，AOA）、基于接收信號強度（Received Signal Strength Indication，RSSI）等［2~3］。這些定位技術應用范圍更廣、更適合搭載在對于功耗有要求的移動設備上。例如在LTE 和LTE-A 的蜂窩網絡中，定位參考信號（Positioning Reference Signal，PRS）被用于估計定位中的信號參數，并通過正交頻分復用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）技術周期性地向基用戶設備（User Equipment，UE）和基站（Base Station，BS）進行廣播［4］。隨后UE 會估計信號參數，并返回給移動服務定位中心，移動服務定位中心再通過某種定位估計算法，如TDOA，來確定UE的位置。

在5G 網絡的多種多址技術中，非正交多址（Non-Orthogonal Multiple Access），或稱功率域非正交多址是一種具有強大競爭空間的多址技術，有望在未來的5G 網絡中得到應用［5~8］。與OFDMA 等正交多址（Orthogonal Multiple Access，OMA）方案不同，NOMA 通過將相同的時頻時隙分配給多個用戶來提供比OMA 更高的頻譜效率［9］。在功率域NO-MA 中，不同的功率系數根據不同的信道條件分配給不同的用戶［9~10，17］。不同用戶的信號通過疊加編碼技術（Superposition Coding，SC）進行傳輸。為實現用戶公平，通常采取的策略是將較大的功率系數分配給信道條件較差的用戶。隨后，用戶在UE 端使用串行干擾消除（Successive Interference Cancellation，SIC）方案對自己的信號進行解碼［11~12］。

協作中繼策略也可以和NOMA相結合，以提高蜂窩邊緣用戶的性能［12~15］。這種NOMA 被稱為協作NOMA。協作NOMA 又分為兩種類型，即上行和下行。在上行鏈路中，多個UE 在同一時隙將各自的功率系數傳輸到中繼節點，中繼節點接收到再轉發給BS［14，20］?！?br>