我，菜拐拐，今天又來了！今天的筆記是關于非正交多址技術（NOMA），就大體康康>==<啊！

NOMA的簡要介紹？

1. 在正交多址技術中，只能為一個用戶分配單一的無線資源，例如按頻率分割或按時間分割，然而，非正交多址技術（NOMA）方式可將一個資源分配給多個用戶，在某些場景中，比如遠近效應場景和廣覆寫多節點接入的場景，特別是上行密集場景，采用功率復用的非正交接入多址方式較傳統的正交接入有明顯的性能優勢，更適合未來系統的部署，
2. 其優點是可以提高頻譜效率和接入量，這恰好符合了即將到來的5G時代的爆炸性的資料增長和接入需求，目前已經有研究驗證了在城市地區采用NOMA的效果，并已證實，采用該方法可使無線接入宏蜂窩的總吞吐量提高50%左右，非正交多址復用通過結合串行干擾消除能取得容量極限，因此技術實作的難點在于是否能設計出低復雜度且有效的接識訓演算法，
3. 其解決的問題是：頻譜短缺，

由頻分多址到NOMA的發展（原理）？

• 正交頻分復用技術（OFDM）是在頻分復用(FDMA)的基礎上進一步壓縮頻帶，提高頻譜利用率，

• LTE系統的視瞥澩結構，時間上每個單位叫做一個OFDM符號，頻域上每個單位叫做一個子載波，LTE系統可以同時利用時域和頻域進行區分用戶，

• NOMA跟以往的多址接入技術不同，NOMA采用非正交的功率域來區分用戶，所謂非正交就是說用戶之間的資料可以在同一個時隙，同一個頻點上傳輸，而僅僅依靠功率的不同來區分用戶，
• NOMA在發送端采用非正交發送（疊加編碼），主動引入干擾資訊，在接收端通過串行干擾洗掉技術實作正確解調，借此，在相同的時瞥澩塊上，通過不同的功率級在功率域實作多址接入，
• NOMA在發送端根據對信道傳輸質量的評估來分配用戶發射功率的非正交發送，主動引入干擾資訊，對信噪比高的信道分配較小的功率，對信噪比低的信道分配較大的功率，在接收端通過SIC接識訓消除干擾，實作正確解調，

給定例子來說明功率分配對每一個用戶的吞吐量的影響

• 看下行鏈路中串行干擾洗掉接識訓采用NOMA方案的示意圖，有一臺發射機，兩臺接識訓，并且每個接識訓有一個接收天線，系統帶寬1hz，基站發送一個信號x，給兩個用戶發送的功率為x1,x2，采用疊加編碼即 x = P 1 x 1 + P 2 x 2 x = \sqrt {{P_1}} {x_1} + \sqrt {{P_2}} {x_2} x=P1? ?x1?+P2? ?x2?，
• 每個用戶收到的信號為： y i = h i x + w i {y_i}={h_i}x+{w_i} yi?=hi?x+wi?，
• 在下行鏈路，SIC由用戶接識訓完成，當其他用戶解碼后，便可以將對本用戶的干擾消除，本用戶便可以成功解碼，以兩個用戶為例子在滿足：
• 先解調出第二個用戶的信號，使用y1減去第二個用戶的成分，因此，第一個用戶可成功解碼，資訊速率在這里代表吞吐量，則可以表示為：
• 由此可見，功率分配對對于每一個用戶的吞吐量都有著很大的影響，

NOMA的分類(大類單載波和多載波)？

單載波非正交多址技術指的是較早提出的，利用單個載波傳輸多個用戶信號的非正交多址技術，包括傳統的功率疊加非正交多址和認知無線非正交多址，功率疊加非正交多址和認知無線非正交多址利用功率的不平衡分配來區分用戶，實作多用戶并行傳輸，

• 功率疊加非正交多址
  

  • 功率疊加非正交多址技術的本質是將更多的發送功率分配給信道條件更差的用戶，檢測時，用戶1將用戶2視為噪聲，首先檢測出自己的信號，用戶2則利用串行干擾抵消技術，先檢測出用戶１的信號，再將它從原始接收信號中減去，最后得到自身信號，

• 認知無線非正交多址

  • 傳統功率疊加非正交多址技術為了保障用戶的公平性，為信道條件較差的用戶分配更多的功率，然而，它并不能嚴格保證每個用戶預期的服務質量，認知無線非正交多址CR-NOMA技術對功率疊加非正交多址技術進行了優化和改進，嚴格確保所有用戶的QoS需求得到滿足，其思想是將非正交多址看作認知無線的特例，設計相應的功率分配策略去滿足用戶預定的QoS需求，其主要優勢體現在能盡可能滿足所有用戶的QOS需求，假設用戶１是一個物聯網設備，速率需求相對較低，而用戶2卻有很高的速率需求，傳統的正交多址接入系統（如OFDMA）會為每個用戶分配一個相同帶寬的子載波，這樣，用戶１所分配到的帶寬比它的實際需求大，而用戶2分配的帶寬則不足以滿足其需求，使用CR-NOMA技術則不僅可以使用戶1的目標QoS需求得到滿足，還盡可能地將剩余的頻帶資源與額外用戶（用戶2）共享，從而提高整個系統的吞吐量，滿足所有用戶的QoS需求，

多個子載波并行傳輸各用戶信號以提高系統容量，并利用對傳統多用戶信號檢測演算法的改進，提升整個系統的性能，

• 交織多址接入技術
  

  • 它基于不同的碼片交織器來區分每個用戶，以此獲得分集增益，抵抗深度衰落，如圖所示，在發送端，其先對每個用戶的編碼位元依次進行擴頻、碼片交織和符號調制，最后將所有用戶的調制符號疊加在同一物理資源塊上，在接收端，先利用高斯近似演算法對接收信號進行低復雜度檢測，然后將得到的各用戶編碼位元的軟資訊進行解交織和解擴頻，最后通過譯碼器進行譯碼，得到原始資訊位元，

• 稀疏碼多址接入技術
  

  • 將用戶資訊按組稀疏地疊加到有限的物理資源塊上，同組用戶共享相同的時瞥澩，也正因為這樣，SCMA相較于傳統的正交多址接入系統擁有更高的吞吐量，能夠同時服務于更多用戶，滿足5G大連接的需求，
  • 如圖2-6所示，在發送端，SCMA系統先將每個用戶的二進制編碼位元直接映射成復數域上的碼字，再根據預定好的用戶分組將這些碼字以稀疏的方式疊加到相應的時瞥澩上，由圖可知，同一物理資源塊將復用多個用戶的碼字資訊，這也正是SCMA提高吞吐率的關鍵，在接收端，利用訊息傳遞或串行干擾抵消等低復雜度非線性檢測演算法對疊加信號進行檢測，并結合譯碼器恢復出每個用戶的資訊位元序列，

• 圖分多址接入技術

  • PDMA在相同時頻域資源塊內，對每個用戶的信號在編碼域、空域和功率域進行聯合或單獨的編碼傳輸，能夠有效提高頻譜效率，增加接入用戶數，進而提高整體系統性能，

  • 在發送端，PDMA先將用戶分組，然后確定擴頻圖樣，最后將用戶按組疊加在有限時瞥澩塊上進行傳輸，在接收端，PDMA通過串行干擾抵消技術逐一檢測用戶資訊，并將得到的編碼位元資訊送入譯碼器進行譯碼，最侄訓復原始資訊位元序列，與其他非正交多址技術相同，PDMA也能有效提高系統的頻譜效率，提升用戶接入數量，擴大系統的吞吐量，與SCMA不同，PDMA的擴頻圖樣更具有靈活性，一方面，每一個物理資源塊上疊加的用戶數可以不同；另一方面，每個用戶資訊傳輸時所連接的時瞥澩塊也并未受到稀疏特性的限制，負載度相對更高，PDMA多用戶編碼矩陣為例，表示在三個時瞥澩單位上傳輸五個用戶的資訊，映射關系為：
    

  • 由式可知，PDMA多用戶編碼矩陣不同列之間的漢明重量和稀疏特性不同，不同行之間的多用戶數目應盡量一致，但并未做嚴格要求，

NOMA中的關鍵技術？

串行干擾洗掉（SIC）

在接收信號中對用戶逐個進行判決，進行幅度恢復后，將該用戶信號產生的多址干擾從接收信號中減去，并對剩下的用戶再次進行判決，如此回圈操作，直至消除所有的多址干擾，

功率復用

SIC在接收端消除多址干擾（MAI），需要在接收信號中對用戶進行判決來排出消除干擾的用戶的先后順序，而判決的依據就是用戶信號功率大小，基站在發送端會對不同的用戶分配不同的信號功率，來獲取系統最大的性能增益，同時達到區分用戶的目的，這就是功率復用技術，功率復用技術在其他幾種傳統的多址方案沒有被充分利用，其不同于簡單的功率控制，而是由基站遵循相關的演算法來進行功率分配，

參考？

知網文章《非正交多址系統信號疊加與檢測技術研究》
拐拐🐖愿大家天天順利，Happy!!!