物联网系统中的NOMA与SWIPT融合研究

"基于物联网系统的NOMA与SWIFT结合的研究探索了在5G网络背景下，如何利用非正交多路访问（NOMA）技术和无线信息与功率同时传输（SWIPT）来提升物联网（IoT）设备的性能。方案在毫米波（mmWave）无线异构系统中，通过低功率中继协助，实现多用户共享同一频谱资源，提高频谱效率。NOMA允许不同用户在同一时隙和频率上接收信号，通过功率分配策略确保多用户解码的可行性。文章提出了一种两阶段的下行NOMA传输方法，基站（BS）首先向用户设备（UE）和中继发送复合信号，然后分别发送解码消息给选定的UE。仿真结果显示，这种方法既可行又高效。 0引言部分指出，随着移动设备和IoT设备的大量增加，5G技术需要满足更高的数据速率、更低的延迟以及海量设备连接的需求。NOMA作为一种创新的多址接入技术，通过功率域的多用户复用，提高了频谱效率。文献中的分析和实验证明，NOMA相比于传统的正交多址接入（OMA）技术具有优势。 文章进一步探讨了SWIPT技术，它是解决IoT设备能源限制的有效手段。SWIPT分为时间切换和功率分配两种模式，前者通过专门的资源进行能量收集，后者则在接收信号的同时进行能量充电和信息解码。然而，大多数工作都假设线性的能量收集模型，这在实际应用中并不完全准确。因此，本文采用更符合实际的非线性能量收集模型。 1系统模型部分描述了一个包含大功率宏基站（MBS）、低功率中继和低功耗IoT设备的网络架构。这些低功率中继不仅协助信息传输，还参与到能量收集过程中，为IoT设备提供额外的能源。这种集成NOMA和SWIPT的解决方案旨在优化整体网络性能，尤其是对于电池寿命有限的IoT设备。 本文的核心贡献在于结合了NOMA的多用户接入优势和SWIPT的能源自给能力，针对IoT场景提出了一个实用的通信方案。通过仿真，证明了该方案的性能优越性和实用性，为未来5G及IoT网络的设计提供了理论依据和技术参考。"