在移動(dòng)通訊體系中,多址接入技術(shù)是知足多個(gè)用戶同時(shí)進(jìn)行通訊的需要手段。在曩昔二十多年間,每一代移動(dòng)通訊體系的出現(xiàn),都伴隨著多址接入技術(shù)的革新。多址接入技術(shù)的設(shè)計(jì)既要考慮營業(yè)特點(diǎn)、體系帶寬、調(diào)制編碼和干擾管理等層面的影響,也要考慮設(shè)備基帶能力、射頻性能和成本等工程題目的制約。
與4G體系相比,5G網(wǎng)絡(luò)需提供更高的頻譜頻率、更多的用戶連接數(shù)?v觀歷史,1G到4G體系大都采用了正交的多址接入技術(shù)。面向5G,非正交多址接入技術(shù)日益受到產(chǎn)業(yè)界的正視。一方面,從單用戶信息論的角度,4G LTE體系的單鏈路性能已經(jīng)特別很是接近點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道容量,因而單鏈路頻譜服從的提拔空間已十分有限。另一方面,從多用戶信息論的角度,非正交多址技術(shù)不僅能進(jìn)一步加強(qiáng)頻譜服從,也是逼近多用戶信道容量界的有用手段。
為此,中國電信技術(shù)創(chuàng)新中間在現(xiàn)有廣泛討論的功率域非正交多址技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出改進(jìn)的星座域非正交多址方案。
星座域非正交多址方案
功率域非正交多址,是指在發(fā)送端將多個(gè)用戶的旌旗燈號(hào)在功率域進(jìn)行直接疊加,接收端通過串行干擾刪除區(qū)分不同用戶的旌旗燈號(hào)。如圖1所示,以下行2個(gè)用戶為例,功率域非正交多址方案的發(fā)送和接收端旌旗燈號(hào)處理流程如下:
*基站發(fā)送端:小區(qū)中間的用戶1和小區(qū)邊緣的用戶2占用雷同的時(shí)頻空資源,二者的旌旗燈號(hào)在功率域進(jìn)行疊加。其中西安人事考試網(wǎng)報(bào)名,用戶1的信道條件較好,分得較低的功率;用戶2的信道條件較差,分得較高的功率;
*用戶1接收端:考慮到分給用戶1的功率低于用戶2,若想精確地譯碼用戶1的有效旌旗燈號(hào),必須先解調(diào)/譯碼并重構(gòu)用戶2的旌旗燈號(hào),然后進(jìn)行刪除,進(jìn)而在較好的SINR條件下譯碼用戶1的旌旗燈號(hào);
*用戶2接收端:雖然用戶2的接收旌旗燈號(hào)中,存在傳輸給用戶1的旌旗燈號(hào)干擾關(guān)鍵詞排名優(yōu)化,但這部分干擾功率低于有效旌旗燈號(hào)/小區(qū)間干擾,不會(huì)對(duì)用戶2帶來顯明的性能影響,因此可直接譯碼得到用戶2的有效旌旗燈號(hào)。
圖1功率域非正交多址示意圖
對(duì)于功率域非正交多址技術(shù)方案,因?yàn)?G LTE等現(xiàn)實(shí)體系一樣平常采用正交振幅調(diào)制(QAM),在某些功率分配下,會(huì)帶來容量上的成型增益損失。因而,提出改進(jìn)的星座域非正交多址是一種星座圖可控的非正交多址加強(qiáng)方案,其益處為可以降低旌旗燈號(hào)疊加帶來的額外成型增益損失。
對(duì)于下行體系,功率域非正交是將多用戶信息調(diào)制到星座圖后進(jìn)行疊加,而星座域非正交則是基于現(xiàn)有的星座圖、給不同的用戶分配不同的比特進(jìn)行同時(shí)同頻傳輸。星座域非正交方案中的發(fā)端星座圖是固定可控的,因此除了理論上的成型增益外,發(fā)送旌旗燈號(hào)的偏差向量、峰均功率比也與單用戶旌旗燈號(hào)保持同等,以獲得更好的體系性能。此外,星座域非正交和功率域非正交的基帶處理復(fù)雜度是近似的。
通訊原理中,數(shù)字通訊體系的調(diào)制有幅度(功率)、頻率(碼字)、相位(星座)三個(gè)潛在的優(yōu)化方向。功率域非正交多址是行使功率分配,實(shí)現(xiàn)多用戶的調(diào)制多址技術(shù);而星座域非正交多址則基于星座圖中幅度和相位的聯(lián)合優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)多用戶的調(diào)制多址技術(shù)。當(dāng)然隨著優(yōu)化維度的增長,非正交方案的理論性能會(huì)有肯定的加強(qiáng),但同時(shí)也意味著復(fù)雜度的提拔,F(xiàn)實(shí)體系中,必要同時(shí)考慮不同方案的性能增益、體系復(fù)雜度和工程非理想因素的束縛,以追求最優(yōu)的折衷方案。星座域非正交多址技術(shù)作為一種優(yōu)化方案為技術(shù)的優(yōu)選提供了更多的可能。