0　引言

D2D是直接在用户设备（UE）之间进行通信的技术[1]，非正交多址接入(NOMA)是指通过发射端功率域实现多用户复用以及使用接收端连续干扰消除（SIC）区分叠加用户信号。在蜂窝网络中引入D2D通信能有效增强系统容量，引入NOMA技术可以使用户在功率域上进行多路复用，从而实现多个用户重用同一资源同时传输信号，有效提高频谱效率[2]。对于D2D和蜂窝用户之间的干扰可以通过连续干扰消除（SIC）消除并解码用户信号。

目前有大量针对D2D或者针对NOMA技术的研究，对于D2D和NOMA技术结合的文章还比较少。文献[3]提出了D2D用户可以在4种频谱共享模式下运行，考虑了蜂窝用户和DUE解码阈值约束下的用户配对、模式选择和功率控制，可以最大化系统的连通性。文献[4]提出了一种改进的比例公平干扰控制方案，该方案通过调整用户的发射端功率来优化系统的吞吐量，改善了系统整体的公平性[4]，但该方案没有考虑与NOMA技术相结合来提高频谱资源的利用率。文献[5]提出了一种基于NOMA实现蜂窝用户全双工协作协议的D2D通信方案，该方案考虑D2D发射端中继NOMA远程用户的信号并同时传输D2D用户的信号，在完全和不完全干扰消除的假设下，理论上研究了该方案的遍历容量、中断概率和多样性顺序。但该方案着重于比较全双工协作NOMA的性能增益和D2D-NOMA的容量，未能兼顾NOMA用户的公平性。文献[6]提出了一种基于队列的D2D信道分配方案，其中D2D对以最大阈值时间排在队列中，使用具有先入先出（FIFO）原理的TDMA方案将信道分配给D2D对，利用基于NOMA的功率分配和基于TDMA的时隙共享，共享具有D2D对的移动用户的上行链路资源。但该方案只考虑了一个D2D对和蜂窝用户的非正交资源共享。

为了解决上述问题，本文的主要贡献如下：

（1）提出一种基于NOMA的D2D用户和蜂窝用户共享研究方案。该方案将两对D2D对和一个蜂窝用户分为一个NOMA组，并且非正交复用一个资源块。在保证蜂窝用户和D2D用户QOS的前提下，对于NOMA组中的两对D2D用户选择最佳的蜂窝用户来复用频谱资源，并为每一组NOMA用户选择最优信道进行分配，增加了边缘蜂窝用户获取资源块的机会，提升了系统整体吞吐量。

（2）对该方案性能展开仿真分析，仿真结果表明：与传统方案比较，本方案在系统平均吞吐量、D2D用户接入率以及蜂窝系统边缘用户吞吐量的方面有显著提升。

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作者信息：

朱丽媛1，王斌1，2，王文鼐1，2

（1.南京邮电大学 通信与信息工程学院，江苏 南京 210003；

2.南京邮电大学 宽带无线通信与传感网技术教育部重点实验室，江苏 南京 210003）