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随着智能手机、平板电脑等智能移动设备迅速普及和新型业务的不断出现,无线网络正面临着数据流量指数增长的巨大挑战。为了满足更高的网络性能需求,异构网络(Heterogeneous Network,HetNet)、大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)、全双工(Full-Duplex,FD)以及非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)等成为构建第五代(fifth generation,5G)网络的主流选择。然而,HetNet的致密性导致回程问题日益凸显。因此,本文结合FD和NOMA技术研究了5G异构网络无线回程方案及实现。首先,本文通过探究有线回程的局限性以及大多无线回程方法占用更多频谱的弊端,结合NOMA技术叠加功率域从而不占用额外频谱的优势,设计了全双工大规模MIMO辅助多层HetNet实现无线回程的网络模型。其中,宏小区被密集部署的单天线小小区基站(Small cell Base Station,SBS)覆盖。在SBS上采用NOMA技术,SBS根据功率分配系数在上/下行链路叠加回程。宏基站(Macro Base Station,MBS)配备大规模MIMO天线阵列,且SBS和MBS都工作在FD模式,MBS和SBS上的所有传输都在相同的时频资源上执行。其次,对于设计的上行链路(Uplink,UL)回程网络模型,使用随机几何工具,研究和评估了小小区UL回程传输覆盖。一方面,将两个MU之间的距离近似为一个MU与一个干扰MU的接入点(SBS或MBS)之间的距离,并得到了相应的统计特性。另一方面,采用近似的同分布泊松点过程(Poisson Point Process,PPP),得到了小小区上行链路和上行回程链路的信干比(Signal to Interference Ratio,SIR)统计特性及相应的覆盖性能。仿真结果表明,NOMA功率分配系数对小小区UL回程链路覆盖影响较大,且MU的发射功率对UL和UL回程覆盖会产生不同的影响。最后,对于设计的下行链路(Downlink,DL)回程网络模型,使用随机几何和PPP,研究小小区DL传输的覆盖概率。使用基于最近距离的用户级联规则,得到了下行链路SIR统计特性和相应的覆盖性能。仿真结果验证了在SBS上采用FD和NOMA技术是解决网络回程的有效解决方案,设计合理的功率分配系数对于网络的覆盖范围至关重要。