浅谈非正交多址技术

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1、浅谈非正交多址技术(NOMA)摘要：在频谱资源紧缺的今天，作为一项潜在的5G关键技术，能很好地提高频谱效率的非正交多址接入(NOMA)越来越受到人们的关注。本文将先简述非正交多址技术的技术原理与特点，与3G,4G时代的技术性能对比以及与面向5G的其他多址接入技术作对比，来分析非正交多址技术(NOMA)的性能优势。关键字：非正交多址技术，5Go1非正交多址技术(NOMA)的基本原理NOMA的基本思想是在发送端采用非正交传输，主动引入干扰信息，在接收端通过串行干扰删除(SIC)实现正确解调。虽然釆用SIC接收机会提高设计接收机的复杂度，但是可以很好地提高频谱效率，NOMA的木质即为通过提尚接收

2、机的复杂度来换取良好的频谱效率.下面我们做一个简单的推导來简述原理。假设UE1位于小区中心，信道条件较好；UE2位于小区边缘，信道条件较差。我们根据UE的信道条件来给UE分配不同的功率，信道条件差的分配更多功率，即UE2分配的功率比UE1多。//VALX111发射瑞假设基站发送给UE1的符号为xl,发送给UE2的数据为x2,功率分配因子为ao则基站发送的信号为s=sqrt(a)xl+sqrt(l-a)x2因为UE2位于小区边缘，信道条件较差，所以我们给UE2分配较多的功率，即0

3、因为UE2的信号x2分配的功率较多，所以UE2可以直接把UE1的信号xl当作噪声，直接解调解码UE2的信号即可。UE1收到的信号为yl=hls+nl=hl(sqrt(a)xl+sqrt(l-a)x2)+nl因为UE1的信号xl分配较少的功率，所以UE1不能直接调节解码UE1自己的数据。相反，UE1需要先跟UE2—样先解调解码UE2的数据x2o解出x2后，再用yl减去归一化的x2得到UE1自己的数据，yl-h2sqrt(l-a)x2.最后再解调解码UE1自己的数据。2非正交多址技术的技术特点2.1NOMA在接收端采用SIC接收机來实现多用户检测。串行干扰消除技术的基本思想是采用逐级消除干扰策

4、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。2.2发送端采用功率复用技术。S1C接收机在接收端消除多址干扰(MA1),需要在接收信号中对用户进行判决来排出消除干扰的用户的先后顺序，而判决的依据就是用户信号功率大小。基站在发送端会对不同的用户分配不同的信号功率，來获収系统最大的性能增益，同时达到区分用户的目的，这就是功率复用技术。功率复用技术在其他几种传统的多址方案没有被充分利用，其不同于简单的功率控制，而是由基站遵循相关的算法来进行功率分配2.3不依赖用户反馈CS1。在现实

5、的蜂窝网屮，因为流动性、反馈处理延迟等一些原因，通常用户并不能根据网络环境的变化反馈出实时有效的网络状态信息。虽然在目前，有很多技术已经不再那么依赖用户反馈信息就可以获得稳定的性能增益，但是采用了STC技术的NOMA方案可以更好地适应这种情况，从而NOMA技术可以在高速移动场景下获得更好的性能,并能组建更好的移动节点冋程链路。3非正交多址技术(NOMA)的与CDMA和OFDM技术优势比较3G采用直接序列码分多址(DirectSequenceCDMA,DS-CDMA)技术,手机接收端使用Rake接收器，由于其非正交特性，就得使用快速功率控制(Fasttransmissionpowercont

6、rol,TPC)来解决手机和小区之间的远-近问题。在发送端对距离小区中心比较近的用户进行功率限制，保证在到达接收端每个用户的功率相当。而4G网络则采用正交频分多址(OEDM)技术，OFDM不但可以克服多径干扰问题，而且和MIMO技术配合，极大的提高了数据速率。由于多用户正交，手机和小区之间就不存在远-近问题，快速功率控制就被舍弃，而采用AMC(自适应编码)的方法來实现链路自适应。可以根据链路状态信息自动调整调制编码方式，从而给用户提供最佳的传输速度，但是在一定程度上要依赖用户反馈的链路状态。跟CDMA和OFDMA相比，NOMA子信道之间采用正交传输，不会存在跟3G—样明显的远近效应问题，多

7、址干扰(MAT)问题也没那么严重；由于可以不依赖用户反馈的CSI信息，在采用AMC和功率复用技术后，应对各种多变的链路状态更加自如，即使在高速移动的环境下，依然可以提供很好地速率表现；同一子信道上可以由多个用户共享，跟4G相比，在保证传输速度的同时，可以提高频谱效率，这也是最重要的一点。4非正交多址技术(NOMA)的与MUSA,SCMA和PDMA技术比较NOMA采用的是多个用户信号强度的线性叠加，硬件结构不复杂，技术性相