5G：非正交多址技术(NOMA)的性能优势
noma原理
noma原理Noma原理是一种用于无线通信的算法，它的全称是Non-orthogonal Multiple Access，意为非正交多路访问。
Noma原理可以帮助提高无线通信的效率和容量，同时减少功耗等问题。
下面将介绍Noma原理的几个重要特点和应用场景。
一、特点1. 非正交多址：Noma原理允许多个用户同时使用同一频率和时间资源，而不需要像传统的TDMA、FDMA、CDMA等技术一样进行频率和时间划分。
2. 超密集：Noma原理在使用相同频段的情况下，可以支持更多的用户接入，从而提高了网络的容量。
3. 非对等服务：Noma原理通过给不同的用户分配不同的功率和速率，以满足不同用户的需求，这种非对等服务模式可以应用于各种场景。
4. 算法复杂度低：Noma原理的处理复杂度较低，能够满足现有的无线通信系统的要求。
二、应用场景1. 5G通信：5G网络是一个高密度的网络，需要支持大量设备的同时接入，而Noma原理能够提高网络的容量和覆盖范围，因此能够对5G网络的建设起到积极的促进作用。
2. 物联网：物联网需要支持大量设备的同时接入，这正是Noma原理的强项，因此可以被广泛应用于物联网场景中。
3. 多用户信道：在有多个用户接入的情况下，Noma原理可以提高系统的容量和效率，以达到更好的性能。
4. 再生能源：再生能源的发电机组通常需要通过无线通讯系统进行监测和控制，而Noma原理能够提高通讯效率和容量，因此是再生能源监测的一个较好的选择。
总之，Noma原理是一种新的无线通信技术，它能够提高网络的容量和效率，同时支持多种应用场景。
虽然它还存在一些技术上的挑战，但随着无线通信技术的发展，Noma原理将会得到更加广泛的应用和推广。
面向5G的非正交多址接入技术
面向5G的非正交多址接入技术董园园;张钰婕;李华;王春雷;刘晓菲;戴晓明【摘要】在频谱资源受限的情况下,非正交多址接入(non-orthogonal multiple access,NOMA)技术由于其良好的过载性能而受到广泛关注.首先,提出了基于复杂度受限的NOMA理论设计模型;接着,对目前主流的NOMA技术方案进行了研究分析,并针对每种方案给出了其设计原理;进一步,设计了基于期望值传播(expectation propagation,EP)的低复杂度接收机;最后,通过仿真比较了NOMA 与传统正交多址接入(orthogonal multiple access,OMA)技术的性能.结果表明,NOMA较传统的OMA技术能够显著提升系统容量和误码率(block error rate,BLER)性能.【期刊名称】《电信科学》【年(卷),期】2019(035)007【总页数】10页(P27-36)【关键词】资源受限;非正交多址接入;复杂度受限;低复杂度接收机【作者】董园园;张钰婕;李华;王春雷;刘晓菲;戴晓明【作者单位】北京科技大学计算机与通信工程学院,北京100083;北京科技大学计算机与通信工程学院,北京100083;北京科技大学计算机与通信工程学院,北京100083;北京科技大学计算机与通信工程学院,北京100083;北京科技大学计算机与通信工程学院,北京100083;北京科技大学计算机与通信工程学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TP393多址接入技术是无线通信系统网络升级的核心问题，决定了网络的容量和基本性能，并从根本上影响系统的复杂度和部署成本[1]。
从1G到4G无线通信系统，大都采用了正交多址接入（orthogonal multiple access，OMA）方式来避免多址干扰，其接收机复杂度相对较低，但限制了无线通信资源的自由度（degree of freedom，DoF）[2]。
浅析非正交多址接入技术
浅析非正交多址接入技术作者：王波梅晓莉来源：《卷宗》2015年第04期摘要：网络正以超乎我们想象的速度向前发展着，当人们刚刚享受4G网络带给我们便利的时候，5G正在实验室里孕育，相信不久的将来，5G会为我们带来更大的冲击。
虽然现在5G的很多关键技术还没有定论，但普遍认为非正交多址接入（NOMA）将是未来5G理想的多址接入复用技术。
关键词：5G；非正交多址接入（NOMA）1 非正交多址接入（NOMA）技术产生背景IMT-2020（5G）推进组《5G愿景与需求白皮书》中提出，5G定位于频谱效率更高、速率更快、容量更大的无线网络，其中频谱效率相比4G需要提升5～15倍。
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。
2 非正交多址接入（NOMA）基本思想我们知道3G采用直接序列码分多址（Direct Sequence CDMA ，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（Fast transmission power control ，TPC）来解决手机和小区之间的远-近问题。
而4G网络则采用正交频分多址（OFDM）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）的方法来实现链路自适应。
NOMA希望实现的是，重拾3G时代的非正交多用户复用原理，并将之融合于现在的4G OFDM技术之中。
从2G，3G到4G，多用户复用技术无非就是在时域、频域、码域上做文章，而NOMA在OFDM的基础上增加了一个维度——功率域。
新增这个功率域的目的是，利用每个用户不同的路径损耗来实现多用户复用。
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。
《5G非正交多址接入技术 理论 算法与实现》读书笔记思维导图
第9章 硬件损伤
011 NOMA传输技术及性 能
012
第10章 非理想CSI硬 件损伤下行NOM...
目录
013 第11章 基于能量收 集的硬件损伤多中继 N...
015 关于本书
014 缩略语对照表 016 内容简介
《5G非正交多址接入技术理论算法与实现》从理论研究、标准化、实际实现角度出发，详细介绍了NOMA/ 协作NOMA的基本理论及影响其性能的硬件损伤问题。主要围绕硬件损伤协作通信中继选择方案及性能、无人机 NOMA传输性能、非完美CSI协作NOMA及基于能量收集协作NOMA系统衰落性能进行研究，详细分析了影响 NOMA系统性能的硬件损伤因素，为NOMA系统设计及标准化提供理论指导。为便于研究，本书提供了衰落信道 生 成 M AT L A B 代 码 。
7.7 单小区最大化折 中的功率分配
7.8 多小区最大公平 的功率分配
7.9 本章小结 参考文献
第8章 理想硬件单小区上行 NOMA的功率...
0 1
8.1 研究 背景
0 2
8.2 上行 NOMA系 统模型
0 4
8.4 最大 化能量效率 的功率分配
0 6
参考文献
0 3
8.3 最大 化权重和速 率的功率分 配方案
04
第2章 NOMA的基 本原理
06 第4章 硬件损伤和非 完美CSI对多中继网...
目录
07 第5章 理想硬件无人 机NOMA协作通信 性...
第6章 理想硬件单小
08 区下行两用户簇 NOM...
第7章 理想硬件下行
09 多用户簇NOMA的 功...
第8章 理想硬件单小
010 区上行NOMA的功 率...
非正交多址技术
非正交多址技术非正交多址技术（Non-Orthogonal Multiple Access，NOMA）是一种新型的多址技术，它采用功率调制的方式，将多个用户的发射信号合并到一起，通过空时分集和带宽分配的方法在用户机上进行分离，使多个用户可以使用同一个信道、共用同一段时间和频段，从而实现性能增加，功效提高。
1. 工作原理NOMA的工作原理主要是通过功率调制来实现不同用户的信号合成，基于发送用的的功率差异，把归一化的比特序列按不同的功率值发送，接收端则可以根据收到的信号利用空时分集技术将不同用户间的信号分离出来，最终实现多址的传输。
2. 优势（1）提高系统容量：由于NOMA采用了空时分集技术，可以把不同用户的信号合成到一起发出，利用较小的带宽容量，可以提供大量的用户容量，大大提高系统的容量效率。
（2）功效提高：较其他多址技术，NOMA能够提高不同用户之间无线信道下的功效，由于采用了功率调制，可以对多个用户的发射功率进行更精细的调节，最终提高信道的功效。
（3）较好的业务可扩展性：NOMA可以进行动态的分配方法，根据业务的不同，可以调节用户间的信号聚合程度，以实现发射功率的优化，从而实现不同业务的扩展。
3. 缺点（1）复杂的接收结构：要实现NOMA多址传输，接收端需要建立较复杂的结构，其中需要采用SIC技术，用以实现比较精确的空时分集，而这部分增加了接收端的复杂度。
（2）受功率差异制约：NOMA的信号分离依赖于不同用户的发射功率差异，如果这个发射功率差距太小，则不存在足够的发射功率差异，从而不能有效的实现信号分离，这也有可能影响系统的效率。
4. 应用NOMA可以应用于移动通信、宽带接入等，可以有效地提高不同用户之间的连接容量，降低用户之间的无线信道功效，有效地满足无线信道容量和功效之间双重要求。
目前，NOMA已经应用在5G移动通信系统，未来也会用于更多的现代通信系统，以满足动态变化的应用环境。
5G通信网络中的非正交多址技术研究
5G通信网络中的非正交多址技术研究随着技术的不断发展和社会的进步，无线通信的需求越来越迫切。
为了更好地满足人们对高速、高容量、低延迟的通信需求，5G通信网络成为业界关注的焦点。
在5G通信网络中，非正交多址技术（Non-Orthogonal Multiple Access，NOMA）应运而生，成为提高系统容量和频谱效率的重要手段。
本文将对5G通信网络中的非正交多址技术进行研究，并探讨其在未来通信系统中的应用。
首先，我们需要了解非正交多址技术的基本原理。
在传统的多址技术中，用户通过时分多址（Time Division Multiple Access，TDMA）或频分多址（Frequency Division Multiple Access，FDMA）来共享无线资源。
而在非正交多址技术中，多个用户在同一个时间和频率资源上同时进行传输，通过采用功率域多址（Power Domain Multiple Access，PDMA）或码域多址（Code Domain Multiple Access，CDMA）等技术手段实现。
非正交多址技术具有许多优势。
首先，它可以提高系统容量和频谱效率。
由于多个用户同时传输，频谱资源得到了更充分的利用，从而提高了系统的总体容量。
其次，非正交多址技术在保证频谱效率的同时，可以较好地满足不同用户的通信需求。
通过控制不同用户的发送功率和码率，可以根据用户的要求提供不同的服务质量。
此外，在非正交多址技术中，用户之间的相互干扰可以通过适当的信号处理技术进行抑制，从而减小系统的总体干扰。
非正交多址技术在5G通信网络中有多种应用场景。
首先，非正交多址技术可以用于提高物联网（Internet of Things，IoT）设备的连接密度。
由于IoT设备数量庞大，传统的多址技术往往难以满足其连接需求。
而采用非正交多址技术可以允许多个IoT设备同时传输数据，从而有效提高连接密度。
其次，非正交多址技术还可以用于提供定位服务。
5G：非正交多址技术(NOMA)的性能优势
5G：非正交多址技术（NOMA）的性能优势移动通信技术发展到今天，频谱资源也变得越来越紧张了。
同时，为了满足飞速增长的移动业务需求，人们已经开始在寻找既能满足用户体验需求又能提高频谱效率的新的移动通信技术。
在这种背景下，人们提出了非正交多址技术（NOMA）。
非正交多址技术（NOMA）的基本思想是在发送端采用非正交发送，主动引入干扰信息，在接收端通过串行干扰删除（SIC）接收机实现正确解调。
虽然，采用SIC技术的接收机复杂度有一定的提高，但是可以很好地提高频谱效率。
用提高接收机的复杂度来换取频谱效率，这就是NOMA技术的本质。
NOMA的子信道传输依然采用正交频分复用（OFDM）技术，子信道之间是正交的，互不干扰，但是一个子信道上不再只分配给一个用户，而是多个用户共享。
同一子信道上不同用户之间是非正交传输，这样就会产生用户间干扰问题，这也就是在接收端要采用SIC技术进行多用户检测的目的。
在发送端，对同一子信道上的不同用户采用功率复用技术进行发送，不同的用户的信号功率按照相关的算法进行分配，这样到达接收端每个用户的信号功率都不一样。
SIC接收机再根据不同户用信号功率大小按照一定的顺序进行干扰消除，实现正确解调，同时也达到了区分用户的目的，如图1所示。
图1：下行链路中的NOMA技术原理总的来说，NOMA主要有3个技术特点：1、接收端采用串行干扰删除（SIC）技术。
NOMA在接收端采用SIC技术来消除干扰，可以很好地提高接收机的性能。
串行干扰消除技术的基本思想是采用逐级消除干扰策略，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。
与正交传输相比，采用SIC技术的NOMA的接收机比较复杂，而NOMA技术的关键就是能否设计出复杂的SIC接收机。
随着未来几年芯片处理能力的提升，相信这一问题将会得到解决。
非正交多址接入通信系统性能分析
非正交多址接入通信系统性能分析作者：李伟琪王浩贾子彦来源：《软件导刊》2019年第04期摘要：为解决5G时代频谱资源紧张问题，非正交多址接入技术（Non-Orthogonal Multiple Assess，NOMA）成为最佳选择。
对NOMA技术基本原理及关键技术如功率复用叠加编码技术和串行干扰消除（Successive Interference Cancellation，SIC）技术进行了阐述。
研究了下行链路中基于功率域NOMA通信系统的误码性能，得到合适的功率分配比范围。
在此基础上加入Turbo码，并对加入Turbo码后的NOMA系统误码性能进行了比较分析。
关键词：非正交多址接入技术;功率复用;叠加编码;串行干扰消除;Turbo码;误码性能DOI：10. 11907/rjdk. 182311中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2019）004-0163-050 引言随着移动用户数量的急剧增加和物联网的高速发展，面向2020年的第五代移动通信系统（5G）研究已在全球展开。
2013年，中国成立了IMT-2020（5G）推进组，发布了《5G愿景与需求白皮书》，提到了相关的关键技术指标及8个具有代表性的5G应用场景[1-2]。
2015年，由全球八大移动通信运营商成立的NGMN发布了《5G白皮书》[3]，为保证5G运行提供基础设施、服务平台以及终端功能。
目前，5G研究的关键技术[4-6]有大规模天线阵列、超密集组网、全频谱接入、新型网以及新型多址接入技术等。
其中，新型多址接入技术有华为提出的基于多维调制和稀疏码扩频的稀疏码分多址接入（Sparse Code Multiple Access，SCMA）技术[7]，中兴提出的基于复数多元码及增强叠加编码的多用户共享接入（Multi-UserSharedAccess，MUSA）技术[8]，大唐提出的基于非正交特征图样的图样分割多址接入（Pattern Division Multiple Access，PDMA）技术[9]，以及日本NTT; DoCoMo公司研究的功率域非正交多址接入（Non-Orthogonal Multiple Access，NOMA）技术[10-11]。
非正交多址技术
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。
非正交多址接入(NOMA)含代码
NOMA原理介绍：NOMA代表"Non-Orthogonal Multiple Access"，是一种多址接入技术，旨在提高无线通信系统的频谱效率和连接性能。
与传统的正交多址接入技术（如OFDMA）不同，NOMA允许多个用户在相同的时间和频率资源上传输数据，而不需要将资源划分为互不干扰的子通道。
关键特点和原理包括：1.非正交资源分配：NOMA允许多个用户共享相同的时间和频率资源，这些用户的信号可以在接收端以非正交的方式叠加。
这意味着用户之间的信号可以重叠在一起，而不会引起严重的干扰。
2.功率分配：在NOMA中，不同用户被分配不同的功率水平，以确保弱用户的信号在强用户的信号之上。
这种功率分配有助于提高系统性能，特别是在高信噪比条件下。
3.多用户检测：接收端使用多用户检测技术，例如迭代干扰取消（ICIC）或干扰消除等，来分离和解码不同用户的信号。
这需要高度复杂的信号处理算法。
4.频谱效率：NOMA可以实现较高的频谱效率，因为多个用户可以共享相同的频谱资源，提高了频谱利用率。
NOMA的应用领域包括5G和更高一代移动通信标准，以满足日益增长的设备连接和高速数据传输需求。
通过允许多个用户共享资源并使用非正交信号传输，NOMA有望提高通信系统的性能，并支持更多用户同时连接。
然而，NOMA也需要复杂的信号处理和功率分配算法，以实现最佳性能。
以下是实现NOMA原理的matlab代码：定义系统参数num_users = 2; 用户数量num_symbols = 4; 符号数量SNR_dB = 20; 信噪比（dB）生成随机数据符号user_symbols = randi([0, 1], num_users, num_symbols);创建信道h = (randn(num_users, 1) + 1i * randn(num_users, 1)) / sqrt(2); 随机复数信道增益生成非正交信号tx_signal = zeros(num_users, num_symbols);for i = 1:num_userstx_signal(i, :) = sqrt(10^(SNR_dB/10)) * user_symbols(i, :); 调整功率end合并信号composite_signal = sum(tx_signal, 1);添加噪声SNR = 10^(SNR_dB/10); 线性信噪比noise_power = 1 / (SNR * 2); 噪声功率noise = sqrt(noise_power) * (randn(1, num_symbols) + 1i * randn(1, num_symbols));接收信号received_signal = composite_signal + noise;检测和解码decoded_symbols = zeros(num_users, num_symbols);for i = 1:num_usersdecoded_symbols(i, :) = received_signal .* conj(h(i)) / (abs(h(i))^2);end显示结果disp('发送的数据符号:');disp(user_symbols);disp('接收到的数据符号:');disp(decoded_symbols);\。
noma 5g标准 -回复
noma 5g标准-回复什么是noma 5G标准？noma 5G标准是一种新一代的通信技术标准，旨在提供高速、可靠、低延迟的无线通信服务。
"noma" 是非正交多址访问（non-orthogonal multiple access）的缩写，是一种多用户接入技术，可在同一频带上同时传输多个用户的数据。
noma 5G标准的特点是什么？1. 提高频谱利用率：noma 5G标准通过将数据划分为不同的资源块，并为每个用户分配不同的功率与干扰，以有效利用频谱资源。
这使得在有限的频段内可以同时传输更多的用户数据。
2. 降低时延：noma 5G标准采用低延迟的传输机制，并在网络架构中引入了更多的边缘计算资源，从而减少了数据传输与处理的时间。
3. 提供高质量的服务：noma 5G标准通过优化调度和资源分配算法，可以根据用户需求提供不同的服务质量。
无论是高带宽、低时延还是大规模连接，noma 5G都能满足各类应用的需要。
如何实现noma 5G标准？实现noma 5G标准需要考虑以下几个方面：1. 多用户接入技术：noma 5G标准采用非正交多址访问技术，将数据划分为资源块，并为每个用户分配不同的功率和干扰。
这需要设计合适的调度和资源分配算法，以便在同一频段内同时传输多个用户的数据。
2. 网络架构升级：为了支持noma 5G标准，需要对现有的通信网络进行升级。
例如，在核心网络中引入更多的边缘计算资源，以减少数据传输和处理的时延。
3. 高效的信号处理算法：noma 5G标准中，各个用户的信号在同一频段内传输，并且存在干扰问题。
因此，需要设计高效的信号处理算法，以提高接收机的性能和数据传输的可靠性。
4. 多用户协作：noma 5G标准中，多个用户的数据在同一频段内传输，因此用户之间的干扰会增加。
为了减少干扰，需要引入用户之间的协作机制，例如联合传输或干扰消除。
5. 高频谱效率的调度算法：noma 5G标准中，频谱资源是有限的，因此需要设计高效的调度算法，根据用户的需求动态地分配频谱资源，以提高频谱的利用效率。
面向5G的非正交多址接入技术的比较_张长青
交多址接入技术都已达到了香农定理信道容量的极 限，这说明非正交多址接入技术在满足 5G 设计理念和 技术要求等方面，具有强大的竞争优势。
目前，以我国为主的全球多家公司正在积极研发 面向 5G 的非正交多址接入技术，虽然它们的重点各有 不同，但目标只有一个，都想占据 5G 技术的制高点，掌 控 5G 技术的专利权，在未来移动通信领域谋得一席之 地。为此，笔者在简单分析了在非正交多址接入技术 中非常重要的串行干扰消除技术后，重点分析了当前 几种引人瞩目的非正交多址技术的基本原理，比较了 它们各自的技术优劣，并根据《5G 愿景与需求白皮书》 的基本标准，从基站和终端特点出发分析了哪些技术 更适合 5G 需求，提出了一些建议，以供相关技术人员 参考。
在 SIC 接收机中，第 1 个用户信号的检测并不能 从 这 种 干 扰 消 除 算 法 中 获 益 ，但 因 为 它 是 最 强 的 信 号，所以将它放在最前面进行检测也是最精确的。弱 信号可以从这种干扰消除算法中获得最大好处。因 此，接收信号必须按功率的大小由强到弱进行排序。 SIC 技术是消除多址干扰最简单最直观的方法之一， 性能上比传统检测器有较大提高，结构简单、实现容 易，适合 5G 系统的设计要求，但因运算复杂度与用户 数呈线性关系，同一资源单元上叠加的用户数不能太 多。SIC 接收机还存在每一级干扰消除都会带入一个 比 特 的 延 迟 、用 户 功 率 发 生 变 化 时 系 统 需 要 重 新 排 序、若初始信号比特估计不可靠则会对后级检测产生 极大影响等缺点。
浅谈非正交多址技术
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，5G。
1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.下面我们做一个简单的推导来简述原理。
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。
发射端假设基站发送给UE1的符号为 x1，发送给UE2的数据为 x2，功率分配因子为 a。
则基站发送的信号为s=sqrt(a) x1 + sqrt(1-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 < a < 0.5。
接收端UE2收到的信号为y2=h2 s + n2 = h2( sqrt(a) x1 + sqrt(1-a) x2 ) + n2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x1当作噪声，直接解调解码UE2的信号即可。
UE1收到的信号为y1=h1 s + n1 = h1( sqrt(a) x1 + sqrt(1-a) x2 ) + n1因为UE1的信号 x1 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UE2一样先解调解码UE2的数据 x2。
解出 x2 后，再用 y1 减去归一化的 x2 得到UE1自己的数据，y1 - h2 sqrt(1-a) x2 .最后再解调解码UE1自己的数据。
非正交多址接入理论及技术研究
非正交多址接入理论及技术研究非正交多址接入（Non-Orthogonal Multiple Access，简称NOMA）是一种新的多址接入技术，广泛应用于无线通信系统中。
NOMA通过在相同的时间和频域资源上分配信号给不同的用户，从而实现多用户共享资源的目的。
相比传统的正交多址接入（Orthogonal Multiple Access，简称OMA）技术，NOMA在系统容量、频谱效率以及用户体验等方面具有明显的优势。
非正交多址接入的研究起源于信息论和多用户检测技术的发展。
信息论研究了在有限带宽和功率条件下，如何最大化信道容量。
而多用户检测技术研究如何在接收端正确地区分和检测多个用户的信号。
非正交多址接入技术的设计要求在保证系统容量的同时，能够有效地区分和检测多个用户的信号。
非正交多址接入的核心思想是利用干扰来增强信号的可区分性。
在传统的OMA技术中，不同用户的信号在时间和频域上是正交的，即彼此之间不存在干扰。
而在NOMA技术中，不同用户的信号是非正交的，彼此之间存在干扰。
通过综合利用信号的功率、相位和时移等信息，接收端可以实现对不同用户信号的分离和检测。
非正交多址接入的实现涉及到信号设计、多用户检测和资源分配等关键问题。
在信号设计方面，需要考虑信号的编码和调制方式，以及不同用户信号之间的干扰控制。
在多用户检测方面，需要设计高效的接收算法，以实现对多个用户信号的准确检测。
在资源分配方面，需要根据不同用户的信道质量和业务需求，合理分配时间、频率和功率等资源。
非正交多址接入技术在5G移动通信系统中得到了广泛的应用和研究。
由于NOMA技术可以大幅度提高系统容量和频谱效率，可以支持更多的用户接入，提供更高的数据传输速率和更低的延迟。
同时，NOMA技术还可以提升用户体验，减少用户之间的干扰，提高网络覆盖和服务质量。
非正交多址接入技术的研究仍然存在许多挑战和问题。
首先，如何设计高效的信号检测算法，以实现对多个用户信号的准确检测。
noma技术的应用场景
noma技术的应用场景
noma技术可以应用于以下场景：
1. 移动通信网络：noma技术可以改善移动通信网络的频谱效率，提高移动通信网络的容量和覆盖范围，为用户提供更加稳定、高效和快速的通信服务。
2. 物联网：noma技术可以改善物联网的能源效率和频谱利用率，为物联网设备提供更加低功耗和高效的数据传输方案，从而更好地支持各种物联网应用。
3. 5G通信网络：noma技术可以用于5G通信网络中的多连接、多用户、高速率和高可靠性场景，提高5G通信网络的能力和效率，为用户提供更加高质量的通信服务。
4. 数据中心：noma技术可以用于数据中心的通信和网络建设中，提高数据传输的速率和效率，优化数据中心的应用和业务处理能力。
5. 无线电频谱管理：noma技术可以用于无线电频谱的管理和分配中，对无线电频谱资源进行有效利用和管理，提高频谱利用率和频谱共享效率。
第五代移动通信的关键技术
第五代移动通信的关键技术5G 是面向未来的通信发展需求的移动通信系统，第五代移动通信技术兴起的主要驱动力为互联网和物联网，将来人机交互和数据共享是人们日常生活的一部分，在这种交互下，人们的生活将会更加高效舒适。
第五代移动通信系统不仅通信容量大，速率高，其可靠性和安全性也比第四代移动通信有了更好的改进，具有很大的发展空间，下面简单介绍几种第五代移动通信的关键技术。
1.Massive MIMO技术大规模MIMO技术是指基站端采用大规模天线阵列，天线数超过十根甚至上百根，并且在同一时频资源内服务多个用户的多天线技术。
大规模MIMO技术将传统的时域、频域、码域三维扩展为了时域、频域、码域、空域四维，新增维度极大的提高了数据传输速率。
大规模MIMO天线技术提供了更强的定向能力和赋形能力如图1，大规模MIMO的空间分辨率与现有MIMO相比显著增强，能深度挖掘空间维度资源，使得网络中的多个用户可以在同一时频资源上利用大规模MIMO提供的空间自由度与基站同时进行通信，从而在不需要增加基站密度和带宽的条件下大幅度提高频谱效率。
大规模MIMO可将波束集中在很窄的范围内，从而大幅度降低干扰，大幅降低发射功率，从而提高功率效率，减少用户间干扰，显著提高频谱效率。
当基站侧天线数远大于用户天线数时，各个用户的信道将趋于正交，小区内同道干扰及加性噪声趋于消失，系统性能仅受限于邻区导频的复用，这使得系统的很多性能都只与大尺度相关，与小尺度无关。
大规模MIMO的无线传输技术将有可能使频谱效率和功率效率在4G 的基础上再提升一个量级。
图1. 大规模MIMO天线技术方向图2. 非正交多址接入技术（NOMA）5G的无线接入技术目前还有的观点关注多载波调制，如滤波器组多载波（FBMC，_ lter _bank based multicarrier），其天然的非正交性和不需要先前的分布式发射机同步。
一种新的调制方式，被称为通用滤波后的多载波（UMFC）被提出。
5g高级知识点
5g高级知识点一、5G网络架构。
1. 核心网（5GC）- 基于服务的架构（SBA）- 5G核心网采用SBA，将网络功能模块化、服务化。
各个网络功能（如认证服务器功能 - AUSF、接入和移动性管理功能 - AMF等）以服务的形式提供，通过服务接口进行交互。
这种架构提高了网络的灵活性、可扩展性和可定制性。
例如，不同的运营商可以根据自身业务需求组合这些服务，快速推出新的业务。
- 网络切片。
- 概念：网络切片是5G核心网的关键特性。
它允许在同一个物理网络基础设施上创建多个逻辑网络，每个网络切片针对不同的业务场景（如eMBB - 增强移动宽带、uRLLC - 超高可靠低时延通信、mMTC - 海量机器类通信）进行优化。
- 实现方式：通过对网络资源（如带宽、计算资源、存储资源等）的隔离和分配，不同切片可以有不同的网络拓扑、协议配置和安全策略。
例如，对于自动驾驶这种uRLLC场景的网络切片，会优先保证低时延和高可靠性，而对于物联网的mMTC切片，则侧重于大规模连接的支持。
2. 接入网（5G - RAN）- 云化RAN（C - RAN）- 特点：C - RAN将基站的基带处理单元（BBU）集中化，形成基带池。
多个远端射频单元（RRU）通过前传网络连接到基带池。
这种架构降低了基站建设成本，提高了资源利用率。
例如，在人口密集区域，可以通过共享基带池资源，灵活分配处理能力给不同的RRU，满足高流量需求。
- 大规模MIMO（多输入多输出）- 原理：在基站侧使用大量的天线（例如64根或更多）同时与多个用户设备（UE）进行通信。
通过波束赋形技术，将信号能量集中在特定方向上，提高信号的传输效率和覆盖范围。
- 优势：大规模MIMO可以显著提高频谱效率，增加系统容量。
在相同的频段下，能够同时服务更多的用户，并且提高每个用户的数据传输速率。
二、5G关键技术。
1. 毫米波（mmWave）通信。
- 频段特点。
- 毫米波频段通常指30 - 300GHz的频段。
NOMA技术
为了满足飞速增长的移动业务需求，人们已经开始在寻找既能满足用户体验需求又能提高频谱效率的新的移动通信技术。
在这种背景下，人们提出了非正交多址技术（NOMA）。
非正交多址技术（NOMA）的基本思想是在发送端采用非正交发送，主动引入干扰信息，在接收端通过串行干扰删除（SIC）接收机实现正确解调。
虽然，采用SIC技术的接收机复杂度有一定的提高，但是可以很好地提高频谱效率。
用提高接收机的复杂度来换取频谱效率，这就是NOMA技术的本质。
NOMA的子信道传输依然采用正交频分复用（OFDM）技术，子信道之间是正交的，互不干扰，但是一个子信道上不再只分配给一个用户，而是多个用户共享。
同一子信道上不同用户之间是非正交传输，这样就会产生用户间干扰问题，这也就是在接收端要采用SIC技术进行多用户检测的目的。
在发送端，对同一子信道上的不同用户采用功率复用技术进行发送，不同的用户的信号功率按照相关的算法进行分配，这样到达接收端每个用户的信号功率都不一样。
SIC接收机再根据不同户用信号功率大小按照一定的顺序进行干扰消除，实现正确解调，同时也达到了区分用户的目的，如图1所示。
总的来说，NOMA主要有3个技术特点： 1、接收端采用串行干扰删除（SIC）技术。
NOMA在接收端采用SIC技术来消除干扰，可以很好地提高接收机的性能。
串行干扰消除技术的基本思想是采用逐级消除干扰策略，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。
与正交传输相比，采用SIC技术的NOMA的接收机比较复杂，而NOMA技术的关键就是能否设计出复杂的SIC接收机。
随着未来几年芯片处理能力的提升，相信这一问题将会得到解决。
2、发送端采用功率复用技术。
不同于其他的多址方案，NOMA 首次采用了功率域复用技术。
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。
5G时代的网络架构演进
5G时代的网络架构演进在当今数字化飞速发展的时代，5G 技术的出现无疑是一场通信领域的重大变革。
5G 不仅带来了更快的网速，更在众多方面改变着我们的生活和社会运行方式。
而要实现 5G 的强大功能，其背后的网络架构演进起着至关重要的作用。
传统的网络架构在应对日益增长的通信需求时，逐渐显得力不从心。
过去，我们主要依赖于集中式的网络控制和管理模式，这种模式在处理大量的连接和高速的数据传输时，往往会出现延迟、拥堵等问题。
而 5G 时代的网络架构则朝着更加分布式、灵活和智能的方向发展。
5G 网络架构的一个显著特点是引入了软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）技术。
SDN 通过将网络的控制平面和数据平面分离，实现了对网络流量的灵活控制和管理。
这就好比交通系统中的智能调度中心，可以根据实时的路况信息，灵活调整车辆的行驶路线，从而提高交通效率。
NFV 则将网络功能从专用的硬件设备中解耦出来，通过软件的方式在通用的服务器上实现。
这样一来，不仅降低了网络建设和运维的成本，还能够更加快速地部署和更新网络功能，满足不断变化的业务需求。
在 5G 网络架构中，边缘计算也是一项关键技术。
随着物联网设备的大量普及，许多应用需要低延迟的处理能力。
例如，无人驾驶汽车需要在瞬间做出决策，如果数据都要传输到遥远的数据中心进行处理，再将结果返回，那么必然会造成严重的延迟，危及行车安全。
边缘计算将计算和存储资源下沉到网络的边缘，让数据能够在靠近数据源的地方进行处理，大大减少了数据传输的延迟，提高了应用的响应速度。
为了支持海量的设备连接，5G 网络架构采用了新型的多址接入技术。
与以往的技术不同，5G 中的非正交多址接入（NOMA）技术可以在同一时间和频率资源上服务多个用户，极大地提高了频谱效率。
同时，5G 还采用了毫米波频段来获取更宽的频谱资源，但毫米波信号的传播特性导致其覆盖范围较小，这就需要通过大规模多输入多输出（MIMO）技术来增强信号的覆盖和传输质量。
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5G：非正交多址技术（NOMA）的性能优势
移动通信技术发展到今天，频谱资源也变得越来越紧张了。
同时，为了满足飞速增长的移动业务需求，人们已经开始在寻找既能满足用户体验需求又能提高频谱效率的新的移动通信技术。
在这种背景下，人们提出了非正交多址技术（NOMA）。
非正交多址技术（NOMA）的基本思想是在发送端采用非正交发送，主动引入干扰信息，在接收端通过串行干扰删除（SIC）接收机实现正确解调。
虽然，采用SIC技术的接收机复杂度有一定的提高，但是可以很好地提高频谱效率。
用提高接收机的复杂度来换取频谱效率，这就是NOMA技术的本质。
NOMA的子信道传输依然采用正交频分复用（OFDM）技术，子信道之间是正交的，互不干扰，但是一个子信道上不再只分配给一个用户，而是多个用户共享。
同一子信道上不同用户之间是非正交传输，这样就会产生用户间干扰问题，这也就是在接收端要采用SIC技术进行多用户检测的目的。
在发送端，对同一子信道上的不同用户采用功率复用技术进行发送，不同的用户的信号功率按照相关的算法进行分配，这样到达接收端每个用户的信号功率都不一样。
SIC接收机再根据不同户用信号功率大小按照一定的顺序进行干扰消除，实现正确解调，同时也达到了区分用户的目的，如图1所示。
图1：下行链路中的NOMA技术原理
总的来说，NOMA主要有3个技术特点：
1、接收端采用串行干扰删除（SIC）技术。
NOMA在接收端采用SIC技术来消除干扰，可以很好地提高接收机的性能。
串行干扰消除技术的基本思想是采用逐级消除干扰策略，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。
与正交传输相比，采用SIC技术的NOMA的接收机比较复杂，而NOMA技术的关键就是能否设计出复杂的SIC接收机。
随着未来几年芯片处理能力的提升，相信这一问题将会得到解决。
2、发送端采用功率复用技术。
不同于其他的多址方案，NOMA 首次采用了功率域复用技术。
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。
在发送端中，对不同的用户分配不同的发射功率，从而提高系统的吞
吐率。
另一方面，NOMA在功率域叠加多个用户，在接收端，SIC 接收机可以根据不同的功率区分不同的用户。
3、不依赖用户反馈CSI。
在现实的蜂窝网中，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SIC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回程链路。
从上面的描述中我们也可以看出，NOMA虽然是一种新的技术，但是也融合了一些3G和4G的技术和思想。
例如，OFDM是在4G 中用到的，而SIC最初是在3G中用到的。
那么与传统的CDMA（3G）和OFDM（4G）相比，NOMA的性能又有哪些优势呢？
3G的多址技术采用的是直序扩频码分多址（CDMA）技术，采用非正交发送，所有用户共享一个信道，在接收端采用RAKE接收机。
非正交传输有一个很严重的问题，就是远近效应，在3G中，人们采用功率控制技术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。
4G的多址技术采用的是基于OFDM的正交频分多址（OFDMA）技术，不同用户之间采用正交传输，所以远近效应不是那么明显，功率控制也不再是必需的了。
在链路自适应技术上，4G采用了自适应编码（AMC）技术，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
的链路状态信息，如图2所示。
图2：各种多址方式的技术方案
跟CDMA和OFDMA相比，NOMA子信道之间采用正交传输，不会存在跟3G一样明显的远近效应问题，多址干扰（MAI）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。
虽然5G的具体技术标准目前还没有制定，但是从国际的一些主要研究组织发布的研究状况来看，频谱效率将是5G重点关注的一个方向。
从这一点来看，既能满足移动业务速率需求又能提高频谱效率的非正交多址技术（NOMA）很可能将被5G采用为新的多址技术。