12、双向NOMA与OMA网络的性能分析

双向NOMA与OMA网络的性能分析

1. 系统模型

考虑双向中继非正交多址接入（NOMA）系统，其中一个中继协助两对NOMA用户进行数据通信。用户分为两组，$G1 = {U1,U2}$ 和 $G2 = {U3,U4}$，通信需要采用解码转发（DF）模式的中继，中继配备两个天线。$U1$ 和 $U3$ 为附近用户，$U2$ 和 $U4$ 为远处用户。

所有无线信道假设为独立的准静态块瑞利衰落信道，且用户节点到中继（$R$）以及中继到用户节点的信道是互易的。$h1, h2, h3$ 和 $h4$ 分别表示 $U1 →BS$、$U2 →BS$、$U3 →BS$ 和 $U4 →BS$ 链路的复信道系数，信道功率增益 $|h1|^2, |h2|^2, |h3|^2, |h4|^2$ 是参数为 $\mu_i$（$i = 1, 2, 3, 4$）的指数分布随机变量。噪声项为加性高斯白噪声（AWGN），其平均功率为 $N0$。

在第一个时隙的上行链路中，左侧的两个用户向中继 $R$ 发送信号，同时 $R$ 接收右侧组的信号，因此会出现来自第二组用户对的干扰信号。中继 $R$ 接收到的信号为：
[y_{RX1} = h_1\sqrt{\gamma_1P}(x_1 + \kappa) + h_2\sqrt{\gamma_2P}(x_2 + \kappa) + h_3\sqrt{\theta_1\gamma_3P}(x_3 + \kappa) + h_4\sqrt{\theta_2\gamma_4P}(x_4 + \kappa) + \eta_{RX1}]
其中，$\theta_1, \theta_2 \in [0, 1]$ 表示中继处自干扰的影响水平，$P$ 为NOMA用户的发射