Outage Constrained Power Efficient Design for Downlink NOMA Systems With Partial HARQ
Outage Constrained Power Efficient Design for Downlink NOMA Systems With Partial HARQ
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具有部分 HARQ 的下行链路 NOMA 系统的断电约束节能设计
DOI：
10.1109/tcomm.2020.2993080
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发表时间：
2020-08
影响因子：
8.3
通讯作者：
Zhu Gang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xu Yanqing;Cai Donghong;Fang Fang;Ding Zhiguo;Shen Chao;Zhu Gang
在本文中，我们的目标是设计一种自适应功率分配方案，以最小化的平均发射功率的混合自动重传请求与追赶合并（HARQ-CC）使能的非正交多址接入（NOMA）系统在严格的中断限制的用户。具体地，我们假设基站仅知道用户的统计信道状态信息。为了实现功率有效设计并科普用户的可靠传输，提出了部分HARQ-CC方案。我们首先关注两个用户的情况。为了评估两用户部分HARQ-CC使能NOMA系统的性能，我们首先分析每个用户的中断概率。然后，平均功率最小化问题制定。然而，得到的中断概率的表达式是非凸的，从而使问题具有挑战性的解决。因此，我们建议使用一个连续的凸近似（SCA）为基础的算法来迭代地解决这个问题。同时，我们证明了该算法能够收敛到原问题的一个Karush-Kuhn-Tucker点.对于更多的实际应用，我们还研究了多用户场景中的部分HARQ-CC使能传输。考虑了用户配对和功率分配问题。借助匹配理论，提出了一种低复杂度的用户配对算法。然后，每个用户对的功率分配问题，解决了所提出的基于SCA的算法。仿真结果表明，所提出的传输策略的有效性和所提出的算法的近最优性。
In this paper, we aim to design an adaptive power allocation scheme to minimize the average transmit power of a hybrid automatic repeat request with chase combining (HARQ-CC) enabled non-orthogonal multiple access (NOMA) system under strict outage constraints of users. Specifically, we assume that the base station only knows the statistical channel state information of the users. To achieve power efficient design and cope with the reliable transmissions of users, a partial HARQ-CC scheme is proposed. We first focus on the two-user case. To evaluate the performance of the two-user partial HARQ-CC enabled NOMA system, we first analyze the outage probability of each user. Then, an average power minimization problem is formulated. However, the attained expressions of the outage probabilities are nonconvex, and thus make the problem challenging to solve. Hence, we propose to use a successive convex approximation (SCA) based algorithm to solve the problem iteratively. Meanwhile, we prove that the proposed algorithm can converge to a Karush-Kuhn-Tucker point of the original problem. For more practical applications, we also investigate the partial HARQ-CC enabled transmissions in the multi-user scenario. The user pairing and power allocation problem is considered. With the aid of matching theory, a low complexity algorithm is presented to first handle the user pairing problem. Then the power allocation problem for each user pair is solved by the proposed SCA-based algorithm. Simulation results show the efficiency of the proposed transmission strategy and the near-optimality of the proposed algorithms.
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影响因子：
8.3
作者：
Jinho Choi
通讯作者：
Jinho Choi
DOI：
10.1109/tit.1974.1055215
发表时间：
1974-05
期刊：
IEEE Trans. Inf. Theory
影响因子：
--
作者：
D. Mandelbaum
通讯作者：
D. Mandelbaum
DOI：
10.1109/glocom.2018.8647914
发表时间：
2018-12
期刊：
2018 IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM)
影响因子：
--
作者：
Yanqing Xu;Donghong Cai;Fang Fang-Fang;Z. Ding;Chao Shen;Gang Zhu
通讯作者：
Yanqing Xu;Donghong Cai;Fang Fang-Fang;Z. Ding;Chao Shen;Gang Zhu
DOI：
10.1109/glocomw.2018.8644156
发表时间：
2018-12
期刊：
2018 IEEE Globecom Workshops (GC Wkshps)
影响因子：
--
作者：
Cesar Vargas Anamuro;N. Varsier;J. Schwoerer;X. Lagrange
通讯作者：
Cesar Vargas Anamuro;N. Varsier;J. Schwoerer;X. Lagrange
DOI：
10.1109/jsac.2014.2328098
发表时间：
2014-06-01
影响因子：
16.4
作者：
Andrews, Jeffrey G.;Buzzi, Stefano;Zhang, Jianzhong Charlie
通讯作者：
Zhang, Jianzhong Charlie