In millimeter-wave communication, digital beamsteering (DBS), only based on the user direction, is a promising angle-domain multi-antenna technique to mitigate the severe path loss and multiuser interference, with low-complexity and partial channel state information (CSI). In this paper, we design a power-domain non-orthogonal multiple access (NOMA) scheme that enhances the DBS performance trading-off complexity , energy-consumption and capacity performance. In particular, we propose a user-clustering algorithm to pair users, based on a geometric-interference metric, so that the inter-user interference is reduced. Afterward, based on a fixed inter-cluster power allocation, we derive analytically a sub-optimal intra-cluster power allocation optimization problem to maximize the network throughput. To address the issue of partial CSI, we rewrite the aforementioned optimization problem, by relying only on the user direction. Performance evaluation of the proposed schemes is developed in rural environment, based on the New York University millimeter-wave simulator. The obtained results demonstrate that the proposed low-complexity NOMA-DBS schemes with either full-or partial-CSI achieve significant performance improvement over the classical DBS, in terms of spectral-and energy-efficiencies (up to 26.8% bps/Hz rate gain for 45 users using the proposed scheme with partial CSI).
翻译:在毫米波通信中,仅以用户方向为基础的数字束式(DBS)只是一种有希望的角-角-门-门-多防线(DBS)技术,可以减轻严重路径丢失和多用户干扰,使用低复杂度和部分频道状态信息(CSI)。在本文中,我们设计了一种增强DBS性能交易复杂性、能源消耗和能力性能的多功能访问(NOMA)机制,以加强DBS性能交易复杂性、能源消耗和能力性能。特别是,我们根据几何干涉度度度标准,向对口用户建议一种用户组合算法,以减少用户之间的干扰。之后,基于固定的集群间电力分配,我们从分析角度得出一个次优化的集束内力分配优化问题,以最大限度地扩大网络的吞吐量。为了解决部分CSI的问题,我们只依靠用户方向来重写上述优化问题。根据纽约大学毫米波模拟仪,在农村环境中发展了对拟议办法的绩效评估。获得的结果表明,在拟议的45个基础-级-级-级-级-级-级-系统系统系统系统改进计划中,将45个部分的进度-级-级-级-升级-升级-升级-升级-升级-升级-升级-升级-升级-升级-升级-升级-升级-升级-升级-升级-全计划在全部-升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/全/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级/升级