5G非正交多址技術(shù)(共4頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上5G：非正交多址技術(shù)（NOMA）的性能優(yōu)勢(shì)移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展到今天，頻譜資源也變得越來(lái)越緊張了。同時(shí)，為了滿足飛速增長(zhǎng)的移動(dòng)業(yè)務(wù)需求，人們已經(jīng)開(kāi)始在尋找既能滿足用戶體驗(yàn)需求又能提高頻譜效率的新的移動(dòng)通信技術(shù)。在這種背景下，人們提出了非正交多址技術(shù)（NOMA）。非正交多址技術(shù)（NOMA）的基本思想是在發(fā)送端采用非正交發(fā)送，主動(dòng)引入干擾信息，在接收端通過(guò)串行干擾刪除（SIC）接收機(jī)實(shí)現(xiàn)正確解調(diào)。雖然，采用SIC技術(shù)的接收機(jī)復(fù)雜度有一定的提高，但是可以很好地提高頻譜效率。用提高接收機(jī)的復(fù)雜度來(lái)?yè)Q取頻譜效率，這就是NOMA技術(shù)的本質(zhì)。NOMA的子信道傳輸依然采用正交頻分復(fù)用（O

2、FDM）技術(shù)，子信道之間是正交的，互不干擾，但是一個(gè)子信道上不再只分配給一個(gè)用戶，而是多個(gè)用戶共享。同一子信道上不同用戶之間是非正交傳輸，這樣就會(huì)產(chǎn)生用戶間干擾問(wèn)題，這也就是在接收端要采用SIC技術(shù)進(jìn)行多用戶檢測(cè)的目的。在發(fā)送端，對(duì)同一子信道上的不同用戶采用功率復(fù)用技術(shù)進(jìn)行發(fā)送，不同的用戶的信號(hào)功率按照相關(guān)的算法進(jìn)行分配，這樣到達(dá)接收端每個(gè)用戶的信號(hào)功率都不一樣。SIC接收機(jī)再根據(jù)不同戶用信號(hào)功率大小按照一定的順序進(jìn)行干擾消除，實(shí)現(xiàn)正確解調(diào)，同時(shí)也達(dá)到了區(qū)分用戶的目的，如圖1所示。圖1：下行鏈路中的NOMA技術(shù)原理總的來(lái)說(shuō)，NOMA主要有3個(gè)技術(shù)特點(diǎn)：1、接收端采用串行干擾刪除（SIC）技術(shù)。

3、NOMA在接收端采用SIC技術(shù)來(lái)消除干擾，可以很好地提高接收機(jī)的性能。串行干擾消除技術(shù)的基本思想是采用逐級(jí)消除干擾策略，在接收信號(hào)中對(duì)用戶逐個(gè)進(jìn)行判決，進(jìn)行幅度恢復(fù)后，將該用戶信號(hào)產(chǎn)生的多址干擾從接收信號(hào)中減去，并對(duì)剩下的用戶再次進(jìn)行判決，如此循環(huán)操作，直至消除所有的多址干擾。與正交傳輸相比，采用SIC技術(shù)的NOMA的接收機(jī)比較復(fù)雜，而NOMA技術(shù)的關(guān)鍵就是能否設(shè)計(jì)出復(fù)雜的SIC接收機(jī)。隨著未來(lái)幾年芯片處理能力的提升，相信這一問(wèn)題將會(huì)得到解決。2、發(fā)送端采用功率復(fù)用技術(shù)。不同于其他的多址方案，NOMA首次采用了功率域復(fù)用技術(shù)。功率復(fù)用技術(shù)在其他幾種傳統(tǒng)的多址方案沒(méi)有被充分利用，其不同于簡(jiǎn)單的功

4、率控制，而是由基站遵循相關(guān)的算法來(lái)進(jìn)行功率分配。在發(fā)送端中，對(duì)不同的用戶分配不同的發(fā)射功率，從而提高系統(tǒng)的吞吐率。另一方面，NOMA在功率域疊加多個(gè)用戶，在接收端，SIC接收機(jī)可以根據(jù)不同的功率區(qū)分不同的用戶。3、不依賴用戶反饋CSI。在現(xiàn)實(shí)的蜂窩網(wǎng)中，因?yàn)榱鲃?dòng)性、反饋處理延遲等一些原因，通常用戶并不能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的變化反饋出實(shí)時(shí)有效的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息。雖然在目前，有很多技術(shù)已經(jīng)不再那么依賴用戶反饋信息就可以獲得穩(wěn)定的性能增益，但是采用了SIC技術(shù)的NOMA方案可以更好地適應(yīng)這種情況，從而NOMA技術(shù)可以在高速移動(dòng)場(chǎng)景下獲得更好的性能，并能組建更好的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)回程鏈路。從上面的描述中我們也可以看出，

5、NOMA雖然是一種新的技術(shù)，但是也融合了一些3G和4G的技術(shù)和思想。例如，OFDM是在4G中用到的，而SIC最初是在3G中用到的。那么與傳統(tǒng)的CDMA（3G）和OFDM（4G）相比，NOMA的性能又有哪些優(yōu)勢(shì)呢？3G的多址技術(shù)采用的是直序擴(kuò)頻碼分多址（CDMA）技術(shù)，采用非正交發(fā)送，所有用戶共享一個(gè)信道，在接收端采用RAKE接收機(jī)。非正交傳輸有一個(gè)很?chē)?yán)重的問(wèn)題，就是遠(yuǎn)近效應(yīng)，在3G中，人們采用功率控制技術(shù)在發(fā)送端對(duì)距離小區(qū)中心比較近的用戶進(jìn)行功率限制，保證在到達(dá)接收端每個(gè)用戶的功率相當(dāng)。4G的多址技術(shù)采用的是基于OFDM的正交頻分多址（OFDMA）技術(shù)，不同用戶之間采用正交傳輸，所以遠(yuǎn)近效應(yīng)不

6、是那么明顯，功率控制也不再是必需的了。在鏈路自適應(yīng)技術(shù)上，4G采用了自適應(yīng)編碼（AMC）技術(shù)，可以根據(jù)鏈路狀態(tài)信息自動(dòng)調(diào)整調(diào)制編碼方式，從而給用戶提供最佳的傳輸速度，但是在一定程度上要依賴用戶反饋的鏈路狀態(tài)信息，如圖2所示。圖2：各種多址方式的技術(shù)方案跟CDMA和OFDMA相比，NOMA子信道之間采用正交傳輸，不會(huì)存在跟3G一樣明顯的遠(yuǎn)近效應(yīng)問(wèn)題，多址干擾（MAI）問(wèn)題也沒(méi)那么嚴(yán)重；由于可以不依賴用戶反饋的CSI信息，在采用AMC和功率復(fù)用技術(shù)后，應(yīng)對(duì)各種多變的鏈路狀態(tài)更加自如，即使在高速移動(dòng)的環(huán)境下，依然可以提供很好地速率表現(xiàn)；同一子信道上可以由多個(gè)用戶共享，跟4G相比，在保證傳輸速度的同時(shí)，可以提高頻譜效率，這也是最重要的一點(diǎn)。雖然5G的具體技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)目前還沒(méi)有制定，但是從國(guó)際的一些主要研