隨著時(shí)代的發(fā)展，全球移動(dòng)寬帶用戶數(shù)量激增，移動(dòng)數(shù)據(jù)需求呈爆炸式增長(zhǎng)，這對(duì)網(wǎng)絡(luò)能耗和成本造成了巨大的壓力。為了應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)，已經(jīng)有不少擴(kuò)展通信容量、提升系統(tǒng)吞吐量、節(jié)省網(wǎng)絡(luò)能耗的技術(shù)被提出，其中，D2D通信作為5G的關(guān)鍵技術(shù)之一，受到了廣泛的關(guān)注[1]。

NOMA也是非常有潛力的5G技術(shù)，目前有著大量的研究[2]。文獻(xiàn)[3]提出一種基于匹配度的用戶配對(duì)方法進(jìn)行最佳功率分配，提高了基于NOMA的下行多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)的容納量。文獻(xiàn)[4]提出了一種在基于NOMA技術(shù)的D2D通信中聯(lián)合子信道與功率分配的方案。文獻(xiàn)[5]中使用順序凸規(guī)劃獲得了基于NOMA的D2D組的最優(yōu)功率分配。文獻(xiàn)[6]設(shè)計(jì)了一個(gè)子載波分配算法，為D2D用戶分配上行鏈路和下行鏈路資源，然后把功率分配問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一個(gè)凸優(yōu)化問(wèn)題，求解出最佳的功率分配。

上述文獻(xiàn)均未考慮中繼技術(shù)，將中繼技術(shù)運(yùn)用于蜂窩系統(tǒng)中，可以將一個(gè)質(zhì)量較差的鏈路替換為兩個(gè)或多個(gè)質(zhì)量較好的鏈路，以獲得更高的鏈路容量以及更好的覆蓋。文獻(xiàn)[7]提出了一個(gè)中繼輔助系統(tǒng)，在滿足蜂窩鏈路的最低吞吐量要求下，提升了D2D鏈路的能量效率。文獻(xiàn)[8]提出了一個(gè)聯(lián)合模式選擇、中繼選擇和資源分配優(yōu)化的中繼輔助D2D通信系統(tǒng)，提升了系統(tǒng)吞吐量。

將NOMA和中繼結(jié)合，可顯著提高D2D系統(tǒng)的性能。文獻(xiàn)[9]研究了一個(gè)聯(lián)合NOMA和D2D的協(xié)作中繼系統(tǒng)，通過(guò)研究系統(tǒng)的遍歷總?cè)萘?/a>來(lái)分析系統(tǒng)的性能。文獻(xiàn)[10]提出一種基于信噪比（SNR）的功率分配策略，使NOMA輔助的協(xié)作中繼系統(tǒng)獲得更大的容量擴(kuò)展。文獻(xiàn)[11]提出了一種基于NOMA的兩跳D2D通信復(fù)用蜂窩用戶方案，分析了系統(tǒng)的遍歷總?cè)萘浚瑢?duì)比了采用OMA的傳統(tǒng)兩跳D2D通信系統(tǒng)的遍歷總?cè)萘俊?/p>

上述文獻(xiàn)所采用的中繼都是單向中繼，本文的貢獻(xiàn)在于提出了一個(gè)基于NOMA的雙向中繼D2D通信系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)各信號(hào)SINR的分析，計(jì)算出系統(tǒng)的遍歷總?cè)萘俊７抡娼Y(jié)果對(duì)比表明，本文所采用的雙向中繼模型在系統(tǒng)遍歷總?cè)萘可舷噍^于單向中繼模型有顯著提升，并且采用NOMA比采用OMA性能更優(yōu)越。

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【作者信息】

顧蔡晨1，王斌1，2，黃純?nèi)A1，王文鼐1，2

（1.南京郵電大學(xué) 通信與信息工程學(xué)院，江蘇 南京 210003；2.南京郵電大學(xué) 寬帶無(wú)線通信與傳感網(wǎng)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210003）