非正交多址技术.docx

5G:非正交多址接入(NOMA)与串行干扰删除(SIC)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。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。虽然采用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的本质即为通过提高接收机的复杂度来换取良好的频谱效率。作为一项多用户检测技术,SIC早在第三代移动通信技术(CDMA)中被采用。SIC在性能上与传统检测器相比有较大提高,而且在硬件上改动不大,从而易于实现。串行干扰删除(SIC)的基本原理是逐步减去最大信号功率用户的干扰,SIC 检测器在接收信号中对多个用户逐个进行数据判决,判决出一个用户就同时减去该用户信号造成的多址干扰(MAI),按照信号功率大小的顺序来进行操作,功率较大信号先进行操作。这样一直进行循环操作,直至消除所有的多址干扰为止。SIC 检测器的每一级只检测一个信号,因此 K 个用户就需要 K 级判决。各用户的操作顺序是根据其功率值排列进行的,功率越大的信号越先处理,因为最强的用户越容易捕获。每级输出的是功率最大用户的数据判决和去除该用户造成的 MAI 以后的接收信号,这样可以将多址干扰降到最低,并且信号越弱获益越大,大大增加了检测的可靠性。多级结构将上一级的输出信号作为下一级的输入信号,重复“检测、估计、检测……”的循环操作,逐步消除接收信号中的多址干扰。SIC检测器的结构框图如图1所示。图1例如,在一个由3个用户共享的子信道上,叠加后的信号为x=x(1)+x(2)+x(3)其中,x(i)(i=1,2,3)分别代表3个用户信号,其中,信号功率x(1)<x(2)<x(3),为了简单起见。在接收端,接收信号y(i)=h(i)x+w(i)其中,h(i)是信道系数,w(i)是信道高斯白噪声和小区干扰。则SIC接收机解调3个用户过程如下图2所示:图2  在第一级检测之前,先要将接收信号按照信号功率大小进行排序,这里由于x(3)信号功率最强,先要对x(3)进行判决,输出x(3)。然后恢复出对x(3)的信号估计值,从接收信号中减去x(3)的估计值,得到x(1)+x(2),然后将h(2)(x(1)+x(2))+w(2)作为下一级输入。按照功率顺序依次执行相同的操作,最后先后输出x(2)和x(1),完成对所有的用户信号检测。  在SIC信