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基于非正交多址技术的无线网络系统建模与

仿真

第一章：引言

无线网络已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。在现代

社会中，越来越多的设备需要无线通信，如手机、电脑、车辆等，

无线通信技术的发展日新月异。而无线通信的关键问题之一就是

如何在同一时间，同一频率上实现多个用户之间的数据传输，而

不会互相干扰，这就需要引入非正交多址技术（NOMA）。

本文将基于非正交多址技术对无线网络系统进行建模与仿真，

并对NOMA技术的理论背景、应用场景、系统模型、仿真结果等

方面进行探讨。

第二章：非正交多址技术的理论背景

2.1多址技术的发展史

随着科学技术的不断发展，多址技术也在不断演进。多址技术

是指在同一频带内实现多个用户之间的数据传输。最开始的多址

技术是时分多址技术（TDMA），它采用的是分时的方式，将时

间划分为若干个时隙，每个时隙只分配给一个用户。接下来出现

了频分多址技术（FDMA），将频率划分为若干个子频段，每个

子频段只分配给一个用户。然而随着用户数量的增多，这两种技

术的用户接入并行度较低，带宽利用率较低，无法满足日益增长

的数据通信需求。

2.2非正交多址技术的概念

非正交多址技术（NOMA）则采用在同一频带内将多个用户的

信号叠加在一起，通过解码器将不同用户的信息进行分离，实现

多个用户之间的数据传输。其原理是通过将不同用户的信号进行

叠加，将多个用户的信号混在一起，发送给接收端。接收端通过

自适应滤波算法、最小均方误差（MMSE）算法等，将信号分离，

得到原始信息。NOMA技术的特点是在时间和频率两方面都实现

了复用，接入并行度比以前的技术更高。

第三章：NOMA技术的应用场景

3.1低功耗宽域物联网（LPWAN）

在低功耗宽域物联网（LPWAN）中，传输的数据量通常较小，

但需要高连接密度，如智能家居、智能城市、工业自动化控制等。

采用NOMA技术，可以使得多个设备同时传输数据，增加了带宽

的利用率。

3.2超密集小区

在超密集小区中，用户数量非常多。采用传统的多址技术，带

宽利用率会非常低。采用NOMA技术，可以将多个用户的信号混

在一起发送，分离出多个用户的信号，从而在同一时隙内实现多

用户传输。

第四章：基于NOMA技术的无线网络系统建模

4.1系统参数的定义

建模一个系统需要考虑的参数非常多，包括通信技术、用户数

量、发射功率、信道模型等。在NOMA技术中，需要考虑的参数

包括：

（1）用户数量：指在同一频带内进行数据传输的用户数量。

（2）发射功率：指数值上的大小决定了信号传输的距离和传

输速率。

（3）信道模型：NOMA技术中的信道模型通常有两种，一种

是同步信道模型，另一种是异步信道模型。

4.2系统模型的建立

在建立系统模型时，需要考虑到以下几个方面：

（1）发送端：发送端需要对多个用户进行叠加，然后将混合

后的信号发射出去。

（2）信道：在传输过程中，信号会经过传输介质的干扰和衰

减。因此在建立系统模型时，信道模型的选择非常重要。

（3）接受端：接收端需要通过解码器将混合后的信号进行分

离，得到原始信息。

（4）误码率：误码率是衡量信号传输质量的指标，能够反映

系统总体性能的好坏。在NOMA系统中，误码率也是一个重要参

数。

基于以上因素，建立NOMA技术的系统模型可以采用基于概

率建模的方法。

第五章：NOMA系统的仿真结果分析

为了验证NOMA系统模型的正确性，需要通过仿真实验来进

行验证。通过控制变量的方式，可以观察到NOMA系统中各种参

数的不同取值对系统性能的影响。

通过仿真实验，可以得到以下结论：

（1）与TDMA、FDMA等传统多址技术相比，NOMA技术可

以显著提高带宽利用率，并减少干扰的影响。

（2）接入密度增加时，NOMA系统中用户容量的增长率比普

通多址系统高。

（3）在信道干扰较高的情况下，NOMA技术的误码率比传统

多址技术更低。

第六章：结论

本文主要介绍了基于非正交多址技术的无线网络系统建模与仿

真，分析了NOMA技术的理论背景、应用场景、系统模型、仿真

结果等方面。通过仿真实验验证了NO