面向5G的非正交多址接入技术的比较_张长青

5G：非正交多址技术（NOMA）的性能优势移动通信技术发展到今天，频谱资源也变得越来越紧张了。

同时，为了满足飞速增长的移动业务需求，人们已经开始在寻找既能满足用户体验需求又能提高频谱效率的新的移动通信技术。

在这种背景下，人们提出了非正交多址技术（NOMA）。

非正交多址技术（NOMA）的基本思想是在发送端采用非正交发送，主动引入干扰信息，在接收端通过串行干扰删除（SIC）接收机实现正确解调。

虽然，采用SIC技术的接收机复杂度有一定的提高，但是可以很好地提高频谱效率。

用提高接收机的复杂度来换取频谱效率，这就是NOMA技术的本质。

NOMA的子信道传输依然采用正交频分复用（OFDM）技术，子信道之间是正交的，互不干扰，但是一个子信道上不再只分配给一个用户，而是多个用户共享。

同一子信道上不同用户之间是非正交传输，这样就会产生用户间干扰问题，这也就是在接收端要采用SIC技术进行多用户检测的目的。

在发送端，对同一子信道上的不同用户采用功率复用技术进行发送，不同的用户的信号功率按照相关的算法进行分配，这样到达接收端每个用户的信号功率都不一样。

SIC接收机再根据不同户用信号功率大小按照一定的顺序进行干扰消除，实现正确解调，同时也达到了区分用户的目的，如图1所示。

图1：下行链路中的NOMA技术原理总的来说，NOMA主要有3个技术特点：1、接收端采用串行干扰删除（SIC）技术。

NOMA在接收端采用SIC技术来消除干扰，可以很好地提高接收机的性能。

串行干扰消除技术的基本思想是采用逐级消除干扰策略，在接收信号中对用户逐个进行判决，进行幅度恢复后，将该用户信号产生的多址干扰从接收信号中减去，并对剩下的用户再次进行判决，如此循环操作，直至消除所有的多址干扰。

与正交传输相比，采用SIC技术的NOMA的接收机比较复杂，而NOMA技术的关键就是能否设计出复杂的SIC接收机。

随着未来几年芯片处理能力的提升，相信这一问题将会得到解决。

1引言第一代移动通信是模拟通信，主频率450MHz，终端天线是长约30cm的半波直线天线。

因电源、收发机和天线等部件较大，当年的“大哥大”尤如一块砖头；第二代移动通信是电路交换的数字通信，主频率900～1800MHz，终端天线约16～8cm。

天线的小型化与数字集成电路和镍锌充电电池的应用，使得移动终端小巧别致、耳目一新；第三代移动通信仍为数字通信，话务为电路交换，数据为IP交换，主频率2GHz，虽然基站开始使用智能多天线，但终端仍使用长约7cm的半波天线。

超大集成电路、锂电池、短天线和数据业务的应用，推动了3G手机向智能终端发展；第四代移动通信是全IP交换数字通信，主频率2.3～2.6GHz，基站和终端都用MIMO天线，但终端最多只能使用2根长约6cm的半波天线。

可以说，4G移动互联网与数据业务的广泛应用，与超大集成电路、超薄锂电池及超高分辨率显示器应用有关，但更得益于基站与终端间MIMO 天线建立起来的高速无线信道。

5G网络的频谱效率更高、速率更快、容量更大，说明5G无线信道必须承载更高速率、更大带宽和更加可靠的无线信息，这将对基站，特别是终端天线系统提出更高的要求。

同时频全双工（Co-time Co-frequencyFull Duplexing，CCFD）传输新技术可将广泛应用的TDD（Time Division Duplexing，时分双工）和FDD （Frequency Division Duplexing，频分双工）无线传输能力提高一倍，但要求同设备发射天线与接收天线分立，发射信号对接收天线无明显干扰。

MIMO多天线技术优点之一是赋形波束的方向性和发射信号能量的集中性，这恰好有助于消除或减少CCFD的发射信号对接收天线的干扰。

显然，移动终端的天线技术，在每一代移动通信系统中起到了举足轻重的作用。

本文利用方向图函数和FDTD算法，从解析和仿真两方面研究了高频率短波长半波天线阵列的方向图和电磁波传播模型，提出了面向5G终端天线系统的最佳架构模式，为5G终端无线信道的研发提供了有益的技术参考。

“移动通信设备与测试”专题72018年第6期5G基站天线OTA测试方法研究对5G 基站大规模MIMO 有源天线OTA 测试方法进行了研究。

文中分析了5G 基站天线一体化OTA 测试的必要性，介绍了远场、紧缩场、多探头近场、单探头近场等不同的OTA 测试方案，通过实际测试对各个测试方案的优缺点进行了对比分析，指出了当前5G 基站天线OTA 测试所面临的问题并提出了解决方案。

5G ；基站天线；OTA 测试（大唐移动通信设备有限公司，北京 100083）李勇，徐黎*，李文*通信作者收稿日期：2018-05-07doi:10.3969/j.issn.1006-1010.2018.06.002 中图分类号：TN929.5 文献标志码：A 文章编号：1006-1010(2018)06-0007-04引用格式：李勇,徐黎,李文. 5G基站天线OTA测试方法研究[J]. 移动通信, 2018,42(6): 7-10.【摘 要】【关键词】Research on OTA Testing Method of 5G Base Station AntennasThe OTA testing method of massive MIMO active antennas of 5G base station is investigated. In this paper, the necessity of integrated OTA testing of 5G base station antennas is analyzed. Different OTA testing schemes for far field, compact field, multi-probes near field and single probe near field are introduced. The advantages and disadvantages of different testing schemes are compared and analyzed through practical tests. The problems faced by OTA tests of 5G base station antenna at present are pointed out and the corresponding solution is proposed.5G; base station antennas; OTA test(Datang Mobile Communication Equipment Co., Ltd., Beijing 100083, China)LI Yong, XU Li, LI Wen[Abstract][Key words]1 引言5G 移动通信技术能够满足人们对于高速、大容量、高可靠、低时延等快速增长的移动通信业务的需求[1-3]。

5G移动网络非正交多址接入关键技术研究随着移动通信技术的不断发展，人们对于移动网络的需求也越来越高。

为了满足这一需求，5G移动网络应运而生。

5G移动网络作为下一代移动通信技术的代表，其具备了更高的数据传输速率、更低的延迟和更大的连接密度等特点，极大地提升了移动通信的性能。

非正交多址接入（Non-Orthogonal Multiple Access，简称NOMA）作为5G移动网络的关键技术之一，被广泛应用于多用户之间的数据传输。

传统的多址接入技术（如CDMA）中，不同用户之间通过时域、频域或码域的分离来实现多用户之间的数据传输。

而NOMA通过在相同的时频资源上同时传输多个用户的数据，将用户之间的信号进行叠加，在接收端通过信号解码技术将各个用户的数据分离出来。

这种方式能够提高频谱的利用效率，增加网络的容量。

在5G移动网络中，NOMA技术的应用面临着一些关键的挑战。

首先，多用户之间的信号叠加会导致干扰的增加，降低系统的性能。

为了解决这一问题，研究人员提出了不同的干扰管理策略，如干扰消除、干扰抑制和干扰分离等技术。

其次，NOMA技术对于用户之间的信道状态信息的要求更高。

传统的多址接入技术中，用户之间的信道状态信息是相互独立的，而NOMA技术中，用户之间的信道状态信息是相互关联的。

因此，需要设计适应NOMA技术的信道估计和反馈算法，以提高系统的性能。

此外，NOMA技术还需要考虑用户之间的公平性。

由于NOMA技术将信号叠加在一起进行传输，可能导致某些用户的信号质量较差，影响用户的体验。

因此，研究人员需要设计公平的资源分配算法，以保证每个用户都能够得到适当的资源。

总之，5G移动网络非正交多址接入是5G移动通信技术的重要组成部分。

通过研究非正交多址接入的关键技术，可以提高移动通信网络的性能，满足人们对于移动通信的需求。

未来，随着技术的不断发展，非正交多址接入技术将在5G移动网络中发挥更加重要的作用。

移动改变生活--5G前世今生知到章节测试答案智慧树2023年最新哈尔滨工业大学绪论单元测试1.本门课程除了课程简介外，一共分为7章。

参考答案:对第一章测试1.传统移动通信网络和现代移动通信网络的区别在于是否使用电或者电磁波作为通信的载体。

（）参考答案:对2.以下哪些系统使用的是CDMA这种多址接入方式？（）参考答案:TD-SCDMA;IS-95;WCDMA3.以下哪些3GPP的标准版本属于5G标准的范畴？（）R15;R164.5G有三个典型的应用场景，它们分别是什么？（）参考答案:mMTC;eMBB;uRLLC5.中国移动于2013年12月正式商用TD-LTE，2015年2月工信部向联通和电信颁发了第二张4G业务牌照（LTE FDD），为何两者不是同时颁发？（）参考答案:两种技术体制研发和产业化进度基本一致，但按照规划先商用TD-LTE第二章测试1.5G网络中，下行用户体验速率达到100Mbps是以下哪种场景的需求？（）参考答案:eMBB2.蜂窝移动通信系统中，用于区分系统中不同用户的技术是哪一种？（）参考答案:3.3G系统中采用的语音编解码技术称之为AMR，那么这种技术属于以下哪类技术呢？（）参考答案:信源编码技术4.自适应编码调制是现代蜂窝移动通信系统常用的技术手段之一，该技术能够根据信道条件的变化来自适应地选择发射端的调制方式和信道编码的码率，那么你觉得以下哪些说法是正确的呢？（）参考答案:在信噪比比较高的时候尽量采用高阶调制;在信噪比比较高的时候尽量采用高码率的信道编码5.根据香农公式，随着发射功率的增大，信道容量一般会呈现出什么趋势？（）参考答案:增大第三章测试1.当发射功率恒定，用户固定不动时，哪种衰落影响因素可能会导致接收信号的变化？（）参考答案:多径衰落2.若只考虑自由空间传输损耗，则当工作频率为2GHz，接收机距离发射机的距离为1km时，自由空间传输损耗的大小是多少？（）参考答案:98.45dB3.对于20W的功率，当其用dBm的形式表示时，数值应该是43dBm。

非正交多址接入理论及技术研究非正交多址接入（Non-Orthogonal Multiple Access，简称NOMA）是一种新的多址接入技术，广泛应用于无线通信系统中。

NOMA通过在相同的时间和频域资源上分配信号给不同的用户，从而实现多用户共享资源的目的。

相比传统的正交多址接入（Orthogonal Multiple Access，简称OMA）技术，NOMA在系统容量、频谱效率以及用户体验等方面具有明显的优势。

非正交多址接入的研究起源于信息论和多用户检测技术的发展。

信息论研究了在有限带宽和功率条件下，如何最大化信道容量。

而多用户检测技术研究如何在接收端正确地区分和检测多个用户的信号。

非正交多址接入技术的设计要求在保证系统容量的同时，能够有效地区分和检测多个用户的信号。

非正交多址接入的核心思想是利用干扰来增强信号的可区分性。

在传统的OMA技术中，不同用户的信号在时间和频域上是正交的，即彼此之间不存在干扰。

而在NOMA技术中，不同用户的信号是非正交的，彼此之间存在干扰。

通过综合利用信号的功率、相位和时移等信息，接收端可以实现对不同用户信号的分离和检测。

非正交多址接入的实现涉及到信号设计、多用户检测和资源分配等关键问题。

在信号设计方面，需要考虑信号的编码和调制方式，以及不同用户信号之间的干扰控制。

在多用户检测方面，需要设计高效的接收算法，以实现对多个用户信号的准确检测。

在资源分配方面，需要根据不同用户的信道质量和业务需求，合理分配时间、频率和功率等资源。

非正交多址接入技术在5G移动通信系统中得到了广泛的应用和研究。

由于NOMA技术可以大幅度提高系统容量和频谱效率，可以支持更多的用户接入，提供更高的数据传输速率和更低的延迟。

同时，NOMA技术还可以提升用户体验，减少用户之间的干扰，提高网络覆盖和服务质量。

非正交多址接入技术的研究仍然存在许多挑战和问题。

首先，如何设计高效的信号检测算法，以实现对多个用户信号的准确检测。

非正交多址接入中的若干关键技术研究非正交多址接入（Non-Orthogonal Multiple Access，简称NOMA）是一种新型的无线通信技术，其在5G和未来的无线通信系统中具有广阔的应用前景。

NOMA的核心思想是通过将不同用户的数据流叠加在同一个频谱上进行传输，从而实现频谱资源的高效利用和系统容量的显著提升。

然而，在实现NOMA技术的过程中，涉及到许多关键技术的研究和解决。

首先，信道估计是NOMA中的一个关键技术。

由于不同用户的数据流叠加在同一频谱上进行传输，因此在接收端需要准确地估计各个用户的信道状态信息（Channel State Information，简称CSI），以实现准确的用户分离和数据恢复。

信道估计的准确性直接影响到NOMA系统的性能。

其次，功率分配是NOMA中的另一个重要问题。

由于不同用户处于不同的信道条件下，NOMA系统需要合理地分配功率以保证各个用户的服务质量和性能。

传统的功率分配算法无法满足NOMA系统的需求，因此需要研究新的功率分配算法，以实现性能的最大化。

此外，用户分离也是NOMA中的一个挑战。

由于不同用户的数据流叠加在同一频谱上进行传输，因此在接收端需要对不同用户的数据流进行准确的分离和恢复。

传统的用户分离方法无法满足NOMA系统的需求，因此需要研究新的用户分离算法，以实现准确且高效的用户分离。

另外，多天线技术也是NOMA中的一项重要技术。

通过使用多天线技术，可以实现对不同用户的数据流进行空间分离和信道增益的提升，从而进一步提高系统性能和容量。

在NOMA系统中，多天线技术能够有效地抑制多径信道的干扰，提高信号的传输质量。

此外，NOMA系统中的交互设计也是一个重要的研究方向。

NOMA系统需要处理多个用户同时传输数据的情况，因此需要设计合适的交互机制以实现数据的高效传输和处理。

同时，还需要研究用户之间的干扰管理机制，以提高系统的性能和容量。

总之，非正交多址接入（NOMA）作为一种新型的无线通信技术，在5G和未来的无线通信系统中具有广阔的应用前景。

面向6G的非正交多址接入关键技术作者：董园园巩彩红李华张振宇刘新雅惠峥戴晓明来源：《移动通信》2020年第06期【摘要】非正交多址接入技术凭借其良好的过载性能被认为是满足下一代移动通信（6G）超大连接、超低时延和高可靠性需求的关键技术之一，但目前相关理论研究尚不充分，且其应用仍面临着接收机实现复杂度过高等问题。

首先提出了复杂度受限下NOMA设计理论模型，接着给出了NOMA系统的发送端理论分析和接收端方案设计，进一步提出了一种基于可靠性的期望值传播算法，仿真结果表明在性能损失可接受范围内，复杂度较EP接收机降低了约35%，最后，将NOMA与多入多出技术相结合，进一步提升系统的性能，为低复杂度、逼近容量界的NOMA方案设计提供了理论和关键技术支撑。

【关键词】6G;非正交多址接入;复杂度受限;低复杂度接收机;期望值传播0 引言多址接入技术是无线通信系统网络升级的核心问题，决定了网络的容量和基本性能，并从根本上影响着系统的复杂度和部署成本[1]。

从1G到4G无线通信系统，大都采用正交多址接入（OMA， Orthogonal Multiple Access）的方式来避免多址干扰，其接收机复杂度相对较低，但限制了无线通信资源的自由度（DoF， Degree of Freedom）[2]。

面对移动数据流量呈爆炸式增长的趋势，5G无线通信系统需要满足高频谱效率、低传输时延和海量连接的需求，而6G将在5G的基础上进一步扩展和深化物联网应用的范围和领域。

同5G相比，6G具有超高速率、超低时延和更广的覆盖深度，并将充分共享毫米波（MMW， Millimeter Wave）、太赫兹（THz， Terahertz）和可见光（VL， Visible， Light）等超高频无线频谱资源，融合地面移动通信、卫星互联网和微波等技术，形成一个具备“全覆盖、全频谱、全应用”的一体化绿色网络，而传统基于OMA的无线网络将无法满足这些需求[3]。

5G非正交多址关键技术研究和性能评估张宏莉　韩玲　王星妍(中国信息通信研究院泰尔终端实验室,北京100191)摘要:移动通信技术发展已经过五代技术更迭演进,作为关键物理层技术的多址技术一直采用正交多址接入技术㊂传统正交多址技术就其本身而言在实际非理想状态下基本接近频谱资源利用效率和系统容量的上限㊂非正交多址技术是一个全新的物理层设计,可以使无线通信突破正交资源限制,进一步提升系统的传输性能㊁增加系统容量㊁减少时延和降低功耗㊂非正交多址的价值已得到产业界的重视,近十年来世界开展了大量的研究,并将其作为一项5G重要的物理层备选技术,在3GPP内进行了大量的讨论㊂关键词:5G;非正交多址接入;功率复用;串行干扰消除中图分类号:TN929.531㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码:A引用格式:张宏莉,韩玲,王星妍.5G非正交多址关键技术研究和性能评估[J].信息通信技术与政策,2022,48(6):85-90.DOI:10.12267/j.issn.2096-5931.2022.06.0150㊀引言传统的蜂窝移动通信系统主要采用多址接入技术,包括时分多址接入技术(Time Division MultipleAccess,TDMA)㊁频分多址接入技术(Frequency Division Multiple Access,FDMA)㊁码分多址接入技术(Code Division Multiple Access,CDMA)等,这些均属于正交多址接入技术(Orthogonal Multiple Access, OMA)㊂正交多址接入技术的用户数量受到其可用正交资源数量的限制,随着系统设计优化,在频谱资源日渐紧张的今天,其频谱资源利用效率和系统用户容量已接近极限㊂为进一步提升频谱效率,突破正交多址技术限制,学界和产业界提出了一种被称为非正交多址的接入技术(Non-Othogonal Multiple Access,NOMA),使频谱效率和系统容量进一步提升㊂根据文献[1-3],早在2010年日本NTT DoCoMo公司就提出了多用户信号功率相互叠加㊁接收端串行干扰消除(Successive Interference Cancellation,SIC)为基础的功率域非正交多址接入技术;2014年,3GPP在4G LTE 多用户叠加编码传输(Multi-User Superposition Transmission, MUST) 研究项目中对下行NOMA技术进行了研究;2018年,3GPP继续在5G NR框架下开展了上行非正交多址技术研究,并在R16阶段形成了NR NOMA技术的研究报告[3]㊂1㊀NOMA技术特点NOMA在发送端采用功率复用或多址接入签名码,使多用户信号能够共享同一时频资源块,接收端采用SIC等多址干扰消除技术对不同用户区分解码㊂(1)功率复用技术㊂功率复用技术的核心是在时域和频域外增加一个功率的维度,利用不同用户之间的信道增益差异进行线性叠加传输[4]㊂功率复用技术是非正交多址技术中最简单的类型㊂由于功率域的引入系统可以放松时频物理资源块的正交性限制,从而使系统容量㊁频谱效率得到提升㊂(2)多址接入签名码技术㊂多址接入签名码技术是经典的功率域非正交多址技术的演化升级版本,除了传统的功率域,还引入了码域的扩频㊁加扰㊁交织,甚至包含了空域编码的多址信道标签,有助于进一步减少非正交多址带来的多址干扰(Multiple Access Interference ,MAI ),提高接收机对多用户信号的检测性能㊂(3)串行干扰消除技术㊂串行干扰消除技术的核心是对不同功率的多用户信号进行逐次干扰消除㊂接收信号中功率最大的信号最先被接收机检测出来并被消除,然后根据功率大小依次对各用户信号进行检测,最后完成对所有叠加信号的接收和解调㊂图1㊀5G NOMA 上行信号处理流程2㊀NOMA 技术的性能优势NOMA 技术性能优势如下㊂(1)提升频谱效率和系统容量㊂NOMA 技术可以区分同一时间-频率域上的不同的用户,使得多个用户可以在相同时间域和频率域上进一步复用资源㊂NOMA 的系统过载率相对于OMA 技术更高,更加接近多用户系统的理论容量界,在保证一定的通信质量的前提下进一步增加了系统总吞吐量㊂由于资源的非正交分配,不同用户的信号可以在相同的时频资源上叠加,实际上相对于OMA 系统进一步拓展了可接入用户的数量,提升了系统的用户容量㊂(2)改善小区边缘用户性能㊂非正交多址技术为保障通信质量和用户公平性,会为小区边缘用户和信道条件较差的用户配置更高的功率㊂仿真显示,采用NOMA 技术方案时,小区边缘用户的吞吐量得到有效提升㊂(3)更小时延和低信令开销[5]㊂在目前研究的一些NOMA 技术方案中,NOMA 可以设计成免调度的接入方案,终端可以使用开环功控选择合适的功率一次性上传数据,无需与基站进行多次交互,减少了接入时延,降低了信令交互的开销㊂(4)更强的系统鲁棒性㊂基于功率域的NOMA 系统对接收端反馈的信道状态信息CSI 的准确性的敏感度降低,在传输信道状态不发生大幅㊁快速改变的情况下,不准确的信道状态信息不会对系统性能产生严重影响㊂同时,由于接收端采用了SIC 技术,系统具备一定的干扰消除能力,减少了干扰对通信的影响㊂3㊀NOMA 技术的备选技术方案为区分同一时频资源上的不同用户,一个行之有效的手段就是为每个用户分配多址接入签名码(MA Signature )㊂3GPP TR 38.812研究报告总结了当前主要通信企业的NOMA 上行信号处理方案和多址接入签名码的设计方案㊂图1给出了5G NOMA 上行信号处理的流程,在5G 原有正交信号处理流程的基础上通过替换或增加相应的信号处理环节实现用户上行信号的非正交化㊂目前,多址接入签名码方案包含以下几类㊂3.1㊀比特级处理技术(Bit Level Processing Based )比特级处理技术的原理是通过为不同用户配置特定的随机序列或交织图案,达到区分不同用户的目的㊂比特级处理技术目前有两种技术路线:UE 特定比特级加扰和UE 特定比特级交织㊂(1)UE 特定比特级加扰技术现有两种技术方案:低码率扩频方案(Low Code Rate Spreading ,LCRS )和非正交编码多址接入方案(Non-Orthogonal CodedMultiple Access,NCMA)㊂比特级加扰的非正交多址接入方案使用了与3GPP R15PUSCH相同的上行信号处理流程㊂(2)UE特定比特级交织技术目前也有两种技术方案:交织域多址接入方案(Interleave Division Multiple Access,IDMA)和交织网格多址接入方案(Interleave-Grid Multiple Access,IGMA)㊂UE特定的交织图案作为多址接入签名码使用㊂3.2㊀符号级处理技术(Symbol Level Processing)符号级处理技术有如下类型㊂3.2.1㊀使用NR原有调制方式的UE特定扩频使用NR原有调制方式的UE特定扩频技术一般采用低正交相关或低密度的符号级扩频序列㊂符号级扩频序列是这一类方案设计的核心㊂目前,研究的扩频序列包括韦尔奇界等式序列(Welch Bound Equality,WBE)㊁量化复值序列(Complex-Valued Sequences with Quantized Elements,CSQE)㊁ETF (Equiangular Tight Frames)/格拉斯曼序列(Grassmannian Sequence,GS)㊁广义韦尔奇等式序列(Generalized Welch-Bound Equality,GWBE)㊁稀疏扩频图案序列㊁QPSK序列以及多用户干扰参数准则序列(MUI-Qualified)㊂(1)采用韦尔奇界等式序列有两种技术方案:韦尔奇界扩频多址接入(Welch-bound Spreading Multiple Access,WSMA)和资源扩频多址接入(Resource Spread Multiple Access,RSMA)㊂这两种方案使用的韦尔奇界等式序列在设计上要遵从签名码矢量集的相关函数平方之和的边界要求㊂(2)采用量化复值函数序列的方案只有多用户共享接入技术(Multi-User Shared Access,MUSA)㊂MUSA码序列是一种低相关性的复数域星座式短序列多元码㊂MUSA在相同时频资源用户层数上要优于功率域NOMA技术㊂(3)等角紧框架ETF/格拉斯曼序列使用了一种更严格的韦尔奇界等式序列以缩小两条序列相关性的最大值㊂NCMA方案使用了ETF/格拉斯曼序列㊂格雷斯曼序列设计问题可理解为最大化序列对间的最小弦距㊂格雷斯曼序列还可以通过M-QAM星座产生M-QAM量化格雷斯曼序列㊂(4)广义韦尔奇等式序列是韦尔奇等式序列的扩展,考虑了功率域差异对序列相关性的影响[6]㊂用户特定广义韦尔奇界多址接入方案(User-specific Generalized Welch Bound Multiple Access,UGMA)采用了该序列㊂(5)稀疏扩频图案序列在扩频码序列中包含了零元素,根据稀疏扩频图案中的零元素的个数是否相等,具体可分为等权重序列㊁非等权重序列㊂等权重序列即为稀疏码多址接入技术(Sparse Code Multiple Access,SCMA),非等权重序列为图样分割多址接入技术(Pattern Division Multiple Access,PDMA)㊂SCMA 在多址技术上采用了低密度扩频和滤波OFDM (Filtered-OFDM)两项关键技术㊂扩频用码本的码字稀疏,不同用户信号之间不易产生干扰,而滤波OFDM 指结合子载波滤波技术使资源单元RE的子载波间隔和OFDM符号时长可调,以满足5G空口业务多样性和灵活性要求[7-8]㊂PDMA主要基于多用户不等分集的PDMA图样矩阵实现时频 功率 空间多维非正交信号叠加传输,以获取更高的多用户复用㊁分集增益[9]㊂(6)QPSK序列的产生方法与NR DMRS序列产生的方法相同,通过对某个序列进行循环移位可以得到其他的序列㊂相同根值但不同循环移位量的2个QPSK序列的相关性为0,不同根值的序列的QPSK序列的相关性则很低㊂非正交编码接入方案(Non-Orthogonal Coded Access,NOCA)采用了该序列㊂3.2.2㊀使用非NR原有调制方式的UE特定扩频现有的方案中稀疏码多址接入方案SCMA采用了非NR原有调制方式的UE特定扩频技术㊂SCMA 采用了与传统QAM星座调制不同的一种高维调制, SCMA可以增大星座点之间的欧几里得距离,进而降低用户间干扰,最终提高多用户叠加信号中解调出用户信号的成功率㊂3.2.3㊀符号级加扰现有方案中资源扩频多址接入RSMA使用了短码扩频和长码加扰的符号级MA签名码方案㊂扰码序列可以是UE组级的也可以是小区级的;也可以是Gold序列或ZC序列,或者二者的组合㊂3.2.4㊀填零的UE特定交织现有方案中交织网格多址接入IGMA使用了符号级交织方案㊂UE根据网络配置要求获取数据矩阵的稀疏密度信息和填零位置序号,然后将符号序列映射到资源元素RE上,并对映射的符号进行符号级交织㊂3.3㊀UE特定稀疏RE映射(UE-Specific Sparse REMapping)㊀㊀非正交多址接入技术方案SCMA㊁PDMA㊁IGMA 采用了稀疏RE映射作为MA签名码方案㊂根据相同共享资源的用户数量,可以确定用户签名码稀疏度参数和填零RE的数量,并尽可能使相同资源上同时出现不同用户的概率降到最低㊂3.4㊀OFDM符号交错传输图案(OFDM SymbolStaggered Transmission Pattern)㊀㊀目前,只有异步编码多址接入技术(Asynchronous Coded Multiple Access,ACMA)采用OFDM符号交错传输图案作为MA签名码㊂每个用户特定的起始发射时间为该用户的关键特征㊂根据该方案设计[10],每个NOMA用户的起始时间分布与前N-1个时隙上某个OFDM符号,并在第N个时隙结束时结束所有用户的传输㊂表1梳理了当前3GPP的5G NOMA备选技术方案的提出公司和每种方案支持的技术类型[3]㊂4㊀非正交多址的接收技术方案针对目前5G的各类非正交多址备选技术方案,接收机的信号检测算法主要包含最小均方差MMSE㊁匹配滤波器MF㊁基本信号估计ESE㊁最大后验概率估计MAP㊁消息传递算法MPA㊁期望传递算法EPA等,干扰消除技术存在硬消除㊁软消除㊁混合消除以及串行㊁并行㊁串并混合等多种手段㊂3GPP TR38.812中研究的接收机技术方案包括MMSE-IRC㊁MMSE-硬消除㊁MMSE-软消除㊁ESE+SISO㊁EPA+混合消除等㊂根据3GPP的仿真分析,MMSE-IRC 和MMSE-硬消除接收机的实现复杂度相对较低㊂5㊀非正交多址的仿真性能评估3GPP在NR非正交多址接入研究项目中,针对mMTC㊁eMBB㊁URLLC等部署场景,对各NOMA技术方案的性能进行了链路级和系统级的仿真评估㊂5.1㊀链路级评估结果3GPP对mMTC㊁eMBB㊁URLLC等5G部署场景的共35种具体信道场景进行BLER和SNR仿真评估㊂3GPP采用的链路级仿真参数参见表2㊂通过比较各公司提交的链路级仿真结果,大致形成如下结论㊂(1)对于低传输块大小,单UE频谱利用率<0.15 bit/s/Hz,总频谱利用率<1.8bit/s/Hz,只要仿真参数配置合理,各个NOMA/MA签名码方案的性能差距较小㊂(2)对于中㊁高传输块大小,单UE频谱利用率在0.3~0.55bit/s/Hz,总频谱利用率<3.6bit/s/Hz,仿真参数配置合理,不同NOMA/MA签名码方案的性能差距也较小㊂LDPC低编码速率(<0.5)的仿真结果要由于高编码速率(>0.5)㊂(3)各技术方案均显示UE数量越多,性能恶化越明显㊂5.2㊀系统级评估结果系统级仿真中,3GPP设置了基准的仿真参数(见表3),各公司的实际开展的仿真时在时频资源配置㊁表1㊀5G非正交多址备选技术方案NOMA方案提出方比特级处理符号级处理加扰交织扩频加扰交织特殊调制稀疏RE映射交错传输SCMA华为是是是PDMA大唐是是MUSA中兴是IDMA InterDigital是IGMA三星是是是LCRS Intel是NCMA LG是是NOCA诺基亚是RSMA高通是是UGMA NTT DoCoMoWSMA爱立信是ACMA Hughes是表2㊀3GPP非正交多址链路级仿真参数部署场景mMTC URLLC eMBB载波频率/Hz700M700M㊁4G4G接收天线数/根2或444 SNR分布相同或不同相同相同或不同波形CP-ofdm或DFT-s CP-ofdm CP-ofdm签名码分配固定或随机固定固定或随机信道编码LDPC LDPC LDPC 信道模型Tdl-A或Tdl-C Tdl-A或Tdl-C Tdl-A或Tdl-C TBS大小10㊁20㊁40㊁60㊁7510㊁6020㊁40㊁80㊁150 UE数量4㊁6㊁8㊁10㊁12㊁244㊁6㊁124㊁8㊁12㊁16㊁24表3㊀3GPP非正交多址系统级仿真参数部署场景mMTC URLLC eMBB组网层级单层-宏蜂窝:HEX-Grid基站间距/m17324GHz频段:200700MHz频段:500200载波频率/Hz700M700M㊁4G4G 仿真带宽起始点6个PRB12个PRB12个PRB 信道模型UMaUE发射功率/dBm23基站天线配置700MHz频段:2Rx和4Rx 4GHz频段:4Rx和16Rx基站高度/m25基站天线增益+连接器损耗/dBi8基站接收机噪声系数/dB5UE天线配置1TxUE天线增益/dB0UE功控开环自定义自定义UE分布20%室外,3km/h80%室内,3km/h20%室外,3km/h80%室内,3km/h20%室外,3km/h80%室内,3km/h信道估计真实信道估计接收机类型㊁链路-系统映射关系可能与基准参数配置不尽相同㊂系统级仿真重点评估给定负载时的高层包到达率PDR(mMTC场景和eMBB场景)㊁满足可靠性和时延用户比例(URLLC场景),并鼓励各公司提供资源利用率曲线㊂根据各公司提交的仿真结果,评估结果如下㊂(1)mMTC场景,丢包率PDR为1%Packet/s/cell 时,共有6家企业提交了仿真结果,部分企业的仿真结果相对于基准方案有40%~100%的增益,但个别企业仿真结果认为未显示出增益㊂(2)URLLC场景,丢包率PDR为1%Packet/s/cell 时,共有3家企业提交了仿真结果,其中2家显示相对于基准方案增益最高可到300%,1家无增益㊂(3)eMBB场景,丢包率PDR为1%Packet/s/cell 时,共有6家企业提交了仿真结果,2家企业的结果相对于基站方案有2~4倍的增益,2家显示有20%~ 40%的增益,另外2家无增益或少许增益㊂6㊀结束语从目前的NOMA技术在3GPP研究进展来看,仅完成技术前期研究阶段的工作,尚未进入标准化的实操,离真正实现标准化仍有距离㊂NOMA技术未来可以考虑在NOMA-MIMO结合技术㊁最优低密度扩频码本设计㊁优化消息传递算法㊁性能和复杂度折中的最优接收机设计等方面开展更深入的研究,以提高该技术的实用性,更好地满足5G后续演进乃至6G的系统可靠性和性能要求㊂参考文献[1]OTAO N,KISHIYAMA Y,HIGUCHI K.Perfomace ofnon-orthogonal access with SIC in celluar downlink using proportional fair-based resource allocation[C]//2012 International Symposium on Wireless Communication Systems(ISWCS).Paris:IEEE Press,2012:476-480.[2]3GPP.Study on downlink multiuser superposition transmission(MUST)for LTE(release13)[R],2015.[3]3GPP.Study on non-orthogonal multple access(NOMA) for NR(release16)[R],2018.[4]TIAN F,CHEN X.Multiple-antenna techniques innonorthogonalmultiple access:a review[C]//Frontiers of Information Technology&Electronic Engineerin,2019.[5]杨一夫,武刚,李欣然,等.面向后5G的非正交多址技术综述[J].无线电通信技术,2020,46(1):26-34.[6]NTT DoCoMo.Transmitter design for uplink NOMA [R],2017.[7]张长青.面向5G的非正交多址接入技术的比较[J].电信网技术,2015(11):42-49.[8]Huawei,HiSilicon.Discussion on the design of SCMA [R],2017.[9]CATT.NOMA transmitter side signal processing [R],2017.[10]Hughes.NR-NOMA:partially asynchronous and multi-layered transmission of ACMA[R],2017.作者简介:张宏莉㊀中国信息通信研究院泰尔终端实验室工程师,主要从事科研管理与研究工作韩玲㊀㊀中国信息通信研究院泰尔终端实验室高级工程师,主要从事通信相关的研究工作以及通信相关新媒体运营工作王星妍㊀中国信息通信研究院泰尔终端实验室工程师,主要从事协议一致性检测的研究工作Study on5G Non-Orthogonal multiple access technology&performance evaluationZHANG Hongli,HAN Ling,WANG Xingyan(CTTL Terminal Labs,China Academy of Information and Communications Technology,Beijing100191,China)Abstract:The cellular communication technology has undergone five generations of evolution,yet its multiple access technologies as one of the key physical layer technologies still belongs among the orthognal multiple access technology. The legacy orthognal multiple access technology might have approached the ceiling of spectrum effeciency and system capacity in realistic senario.Non-orthogonal multiple access is an emerging design of physical layer,which can break the limitaion of finite orthogonal resource,fortifying transmission performance,increasing the system capacity,reducing latency and lower power comsuption.Non-orthogonal multiple access has become a highlighted research subject in the last decade,which leads to a large number of research finds.Non-orthogonal multiple access technology now is one of candidate technologies of5G physical layer,which is under intensive discussion in the3GPP organization. Keywords:5G;NOMA;power domain multiplexing;SIC(收稿日期:2022-03-10)。

移动通信│MOBILE COMMUNICATION44 2018年5期基于5G的非正交多址接入技术探讨朱武湖北电信工程有限公司，湖北武汉430000摘要：随着科学技术的快速发展，5G技术也得到了迅猛发展。

与传统方式相比，5G技术有其独特的优势和创新点，以多址接入技术作为主要特色，具有广泛的科学适用范围。

因此，主要从5G非正交多址技术出发，深入探讨5G技术中备受关注的非正交多址接入技术、稀疏码多址接入技术和多用户共享接入技术，从中找到各自技术的优势，借此丰富5G非正交多址接入技术的优缺点，力争打造出更具优势的5G非正交多址接入技术，给从业人员提供建议和帮助。

关键词：非正交多址接入；多用户共享接入；稀疏码多址接入中图分类号：TN929.5 文献标识码：ADiscussion on 5G-Based Non-Orthogonal Multiple AccessTechnologyZhu WuHubei Telecom Engineering Co., Ltd., Hubei Wuhan 430000Abstract: With the rapid development of science and technology, 5G technology has also developed rapidly. Compared with the traditional methods, 5G technology has its unique advantages and innovations. It takes multiple access technology as the main feature and has a wide range of scientific applications. Therefore, starting from the 5G non-orthogonal multiple access technology, the 5G technology has been deeply discussed about the non-orthogonal multiple access technologies, sparse code multiple access technologies, and multi-user shared access technologies that have attracted much attention. The advantages are to enrich the advantages and disadvantages of 5G non-orthogonal multiple access technology and strive to create a more advanced 5G non-orthogonal multiple access technology to provide advice and assistance to practitioners.Keywords: non-orthogonal multiple access; multi-user shared access; sparse code multiple access引言随着科学技术的发展，我国的经济发展已进入新台阶，移动通信技术也得到了大力发展。

卫星通信网络功率域非正交多址技术研究综述葛瑞星;李广侠;边东明;李龙【摘要】卫星通信网络正面临多用户、大容量、高效率的接入需求带来的挑战.非正交多址技术作为5G通信网络中提高接入用户数量与用户通信容量的关键技术,在卫星领域的应用受到了广泛的关注.以NOMA技术中的功率域NOMA(PD-NOMA)为研究重点,在介绍其基本原理的基础上,总结了卫星通信网络中该技术的研究现状,分析了应用存在的技术难点,提出了未来研究的发展趋势.【期刊名称】《移动通信》【年(卷),期】2019(043)005【总页数】7页(P33-39)【关键词】卫星通信网络;功率域;非正交多址【作者】葛瑞星;李广侠;边东明;李龙【作者单位】中国人民解放军陆军工程大学,江苏南京 210007;中国人民解放军陆军工程大学,江苏南京 210007;中国人民解放军陆军工程大学,江苏南京 210007;中国人民解放军78616部队50分队,云南昆明 650221【正文语种】中文【中图分类】TN9271 引言近年来，伴随着LEO（Low Earth Orbit，低轨道）星座卫星成为卫星通信发展新的热点，国内外公布了包括Oneweb、Stralink、鸿雁、虹云等在内的多个星座的研制与发射计划，卫星通信技术正向高通量卫星、立体卫星网络、星地一体化网络通方向发展[1]。

2016年，我国将天地一体化信息网络建设列入《“十三五”国家科技创新规划》，该网络以GEO（Geostationary Earth Orbit，地球静止轨道）卫星、LEO星座卫星为核心，与地面互联网和移动通信网互联互通，拟建成“全球覆盖、随遇接入、按需服务、安全可信”的天地一体化信息网络体系。

然而，在目前卫星通信系统频带资源受限、用频冲突的环境下，立体卫星网络、天地一体化信息网络的应用将加剧异构通信系统间的频率冲突与同频信号干扰，对系统运行控制带来了极大的挑战。

通信用户采用何种方式接入卫星网络，有效利用卫星频率资源、功率资源，在避免干扰的前提下提升通信容量成为当今卫星通信网络研究的重点问题。

基于无线光通信的非正交多址接入技术研究
李亮;董宇涵;关迅;宋健;张晓平
【期刊名称】《中兴通讯技术》
【年(卷),期】2024(30)1
【摘要】将非正交多址接入(NOMA)技术应用于无线光通信系统,可以提高系统容量和频谱效率。

首先阐述了基于无线光通信(OWC)的非正交多址技术的基本原理和系统结构,并综述了功率分配、用户分组、波束控制等优化技术的研究进展。

之后,展示了该项技术与无人机(UAV)、智能反射面(IRS)、混合光/射频(RF)等新兴技术的融合,这些融合技术可以使能更多的通信场景和需求。

最后,通过使用强化学习来优化一种新型无人机辅助无线光通信非正交多址方案,并展示了该方案在新型系统中综合性能提升的效果。

【总页数】7页(P12-18)
【作者】李亮;董宇涵;关迅;宋健;张晓平
【作者单位】清华大学深圳国际研究生院;鹏城实验室;清华大学
【正文语种】中文
【中图分类】TN9
【相关文献】
1.基于非正交多址接入的无线通信网络吞吐量优化
2.基于无线携能和非正交多址接入的认知中继网络中断性能分析
3.基于自适应功率分裂的协作非正交多址接入无
线携能通信网络性能分析4.云无线接入网络中的非正交多址接入技术研究5.基于连续凸逼近的协作式非正交多址接入联合无线携能通信的能效优化方案
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

面向5G的毫米波技术应用研究张长青【期刊名称】《邮电设计技术》【年(卷),期】2016(0)6【摘要】The 5G era is a high-speed network era of the interconnection ofal things,it can load the many terminals access and high da-ta transfers rate. The biggest characteristics of mil imeter wave technique are extremely-short wavelength and extremely-broad bandwidth. Its merits are narrow wave beam ,good directivity and high antenna gain,the weakness is propogation on range of visibility. When these merits and weakness are applied to the 5G ,it can just solve many needs of 5G networks. It firstly introduces microwave,mil imeter wave and 5G system,and describes mil imeter wave communication in detail. Based on the reference of LTE network architecture,it analyzes mil imeter wave network architecture for5G,discusses mil imeter wave antenna technique for 5G.%5G时代是一个万物互联的高速网络时代，既可以承载终端海量接入率，也可以传输网络的高数据率。