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网络空间安全基础与前沿交叉,未来可期绿色背景图

时间:2023-05-05 17:40:18 阅读:53029 作者:4824

3358www.Sina.com/传统蜂窝通信系统主要使用正交多址技术OMA,以低复杂度促进技术引入背景:。 但是,OMA可以一个分离出不同用户信号所携带的信息是支持的3358www.Sina.com/可用正交资源数量的OMA的此外,尽管使用了正交的时间-频率编码资源,但是当信号通过信道时由于延迟、频率偏移和多普勒移位通常削弱其正交性。 因此,它仍然仅限于OMA技术,必须在有限的资源内访问更多的用户,才能达到5G的频谱效率和大规模的连接要求。

3358www.Sina.com/该技术可实现缺陷,接收端凭借先进的接收机技术与用户数量或OMA技术相比,显著提高了传输速度和系统容量

与http://www.Sina.com/OMA技术相比,NOMA技术可以提供3358www.Sina.com/。 具体而言,NOMA的优势体现在以下方面:

限制

通过标记,NOMA技术在NOMA的作用:OMA技术中,而NOMA技术在有限频谱资源的复用用户之间,在分离每个用户的数据。中,为NOMA技术

NOMA的优势:

在NOMA上,在更高的传输速率AWGN信道上,OMA和NOMA均达到容量界,但NOMA大于(1) 信道容量的3358www.Sina.com/

不同的用户可以在时间域和频率域上复用资源

在NOMA中,支持的用户数不受正交时频率资源的严格限制。 因此,在资源短缺的情况下,NOMA可以显著表示更接近多用户系统的容量界,因此可以表示公平性、调度的灵活性以及传输速率总和

(2) 提升频谱效率和小区边缘吞吐量

在依赖于常规接入准许请求的OMA中,用户必须首先向基站发送调度请求以发起连接,其中,基站在接收到请求之后,通过下行链路发送信号以响应用户的接入请求。 因此,这大大增加了传输延迟和信令开销,在5G大规模连接的情况下是不可接受的。 LET的允许接入过程需要大约15.5ms,这不能满足用户对5G的延迟保持在1ms以下的要求。 在NOMA的一些上行链路中,例如用户分享非正交的时频资源,例如SCMA的上行链路中,与时域和频域中定义的预配置资源(例如码本)相关联的用户http://www.ssw 此外,在接收机处,http://www.Sina.com/(压缩感测,CS )可以用于数据检测,并且http://www.Sina.com/允许传输延迟和信令

保证

在功率域NOMA中,信道状态信息仅用于功率分配,因此对信道状态信息的准确性的要求较低。 除非信道迅速变化,否则不准确的信道状态信息对系统的性能不会有很大的影响。

用户公平性

3358www.Sina.com/的设计是(3) 大连接的重要手段。 通过在链路上替换和添加模块,是现有NOMA技术签名设计的方法。 各通信公司分别提出基于不同签名设计方案的NOMA方案,常用的签名方案有特级加扰器、特级交织器、符号级加扰序列、符号级扩频序列、调制方式、映射方式以及功率分配等。

增加同时连接的用户数量

可以支持大规模连接。

在低清晰度(LDS )多址系统中,由于资源分配的非正交性,用户之间存在相互干扰。 在各正交资源上重叠符号的最大数量不确定,用户的特定的扩频序列或码字将直接影响接收机的干扰消除能力。 因此,必须使用(4) 更低的延迟和更少的信令开销,才能在接收器复杂性和支持的用户负载之间达成折衷。

不需要动态调度

NOMA和MIMO的组合意味着MIMO系统的空间分集增益和

复用增益来进一步提高频谱效 率。 但是,这也存在技术难题,以功率域 NOMA 为例,其关键思想是根据不同用户的信道增益分配不 同的发送功率。 对于单天线系统来说,因为信道增益是标量,所以可以比较不同用户的信道增益。 但 是,在 MIMO的场景中,信道增益由矩阵表示,因此, 很难确定哪个用户的信道状态更好,这种情况导致 了NOMA实现的困难。

(3) 接收机设计

对于 5G 中的 mMTC 场景,基于最大后验概率 (Maximum A posteriori Probability,MAP)的接收器的 复杂性可能会变得过高。 因此,MPA 的一些近似解决方案可用于降低接收机的复杂性。 例如干扰的高斯近似,它将干扰加噪声建模为高斯分布。 当连接数量变多时,这种近似变得更加精确。 对于基于串行干扰抵消( Successive Interference Cancellation, SIC)的接收机,传播错误会造成系统性能的下降, 因此,良好的接收机设计是有必要的。

(4) 与认知无线电相结合

通过认知无线电网络的概念,可以体现出 NOMA 技术的优势,将 NOMA 系统中信道条件较差的用户 视为认知无线电网络中的主要用户。 如果使用传统的OMA,则分配给该主要用户的带宽资源仅由该用户独占,即使该用户与基站的连接较差,也没有其他用户可以使用这些带宽资源。 使用 NOMA 的好处在于认知无线电网络中,可以允许其他用户使用主要用户占用的频带资源。 尽管这些用户可能会对主要用户造成干扰,但可以显著提高总体系统吞吐量

(5) 信道估计

在大多数研究 NOMA 的论文中,都假定使用完美的信道状态信息(Channel State Information,CSI) 进行资源分配或多用户检测。 然而,在真实系统中获得完美的CSI是不切实际的,因此在NOMA中存 在信道估计误差。 随着未来 5G 系统中用户数量的增加,将导致更大的用户间干扰,进而可能导致严重的信道估计误差。 因此,需要更高级的信道估计算法以在 NOMA 系统中实现准确的信道估计。

(6) 全双工 NOMA

全双工NOMA在上下行同时使用NOMA传输,有效地确保了上行和下行链路用户之间的频谱共享,并避免了信道条件差的下行链路(或上行链路)用户占用稀缺带宽的情况,相比于半双工 NOMA ( Half - Duplex NOMA,HD-NOMA),能够增加系统的容量。 然而, FD-NOMA 可能会在上行链路和下行链路传输中引起强烈的同频道干扰。 例如,对于上行链路传输,由 FD-NOMA 引起的残留自干扰会降低基站的接收可靠性,而对于下行链路传输,来自上行用户的信号会对下行用户造成强烈干扰。 因此,如何有效地抑制同频干扰是使用FD-NOMA的一个难点

文章引用自:活力的睫毛膏,陶醉的硬币,含糊的香水,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.

 

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