文 献 综 述
- 研究背景与意义
4G推出以来，人们的生活发生了翻天覆地的变化：网络电视、视频资讯、3D地图等等，4G技术让目前几乎所有的网络服务都不再有带宽的限制。然而当4G还未普及到家家户户的时候，5G已经成为国内外移动通信领域的研究热点。2013年初欧盟在第7框架计划启动了面向5G研发的METIS (mobile and wireless communications enablers for the 2020 information society) 项目,由包括我国华为公司等29个参加方共同承担；韩国和中国分别成立了5G技术论坛和IMT-2020(5G)推进组,国内的IMT-2020（International Mobile Communication 2020)推进组对下一代的移动通信技术（5G）系统提出以下的愿景: 1）5G的数据传输速率的需求需是4G的十倍以上，下行峰值速率超过10Gbps；（2）频谱效率提升5-10倍；（3）系统容量提升1000倍以上；（4）具有更低的延时和可靠性传输，实现绿色通信。并且MT-2020推进组从未来业务和用户需求出发，提炼出了四种5G典型应用场景，即：连续广域覆盖（场景Ａ）、热点高容量（场景Ｂ）、低时延高可靠（场景Ｃ）和低功耗大连接（场景Ｄ）。针对上述的部署场景可以看出，广域覆盖场景和热点高容量场景主要面向移动互联网业务，提升传输速率为主要目标。5G移动通信系统对连接数密度，用户体验速率，流量－密度，峰值速率，时延，移动性等需求相对4G及其演进系统（IMT-Advanced）提出了更高的要求，为求使无线移动通信系统性能和产业规模产生新的飞跃。这要求在传统技术的基础上寻找更加先进的技术手段提高频谱效率和系统容量。
目前5G研究的关键性技术主要有大规模的MI-MO天线阵列、全双工、编码与调制、超密集组网、非正交多址接入（NOMA）、高频段通信、滤波器组多载波系统（FBMC）、软件定义网络（SDN）、网络功能虚拟化（NFV）、内容分发网络（CDN）等。对于多址技术，在1G至4G中使用的正交频分多址接入技术（OFDMA）难以满足5G移动通信系统的需求，因此，业内提出了采用非正交多址接入(NOMA)，作为5G关键技术之一，NOMA技术在同一个子载波、同一个OFDM符号对应的同一个资源单元上，根据不同的信号功率为多个用户使用，可达到多址接入的目的。由于系统在频域和时域上仍然保持各子载波正交和每个OFDM符号前插入CP，NOMA技术的基础仍是成熟的OFDM技术，实现难度相对较小。从多用户信息论的角度，非正交多址技术不仅能进一步增强频谱效率，也是逼近多用户信道容量界的有效手段。
针对该技术，本课题计划调研5G的非正交多址接入(NOMA)，并且研究第5代无线通信的波形设计，来解决下一代移动通信系统的海量接入和大幅度提升容量问题，实现更高效率通信的目标。可想而知，当5G到来时，人们的生活会更加地智能化、多样化。
- 相关研究的现状
在正交多址技术(OMA)中，只能为一个用户分配单一的无线资源，例如按频率分割或按时间分割，而NOMA方式可将一个资源分配给多个用户。在某些场景中，比如远近效应场景和广覆盖多节点接入的场景，特别是上行密集场景，采用功率复用的非正交接入多址方式较传统的正交接入有明显的性能优势，更适合未来系统的部署。目前已经有研究验证了在城市地区采用NOMA的效果，并已证实，采用该方法可使无线接入宏蜂窝的总吞吐量提高50%左右。
NOMA不同于传统的正交传输，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技术实现正确解调。与正交传输相比，接收机复杂度有所提升，但可以获得更高的频谱效率。非正交传输的基本思想是利用复杂的接收机设计来换取更高的频谱效率，随着芯片处理能力的增强，将使非正交传输技术在实际系统中的应用成为可能。在NOMA中采用的关键技术：1、串行干扰删除(SIC)；2、功率复用。当然，NOMA技术的实现依然面临一些难题。首先是非正交传输的接收机相当复杂，要设计出符合要求的SIC接收机还有赖于信号处理芯片技术的提高；其次，功率复用技术还不是很成熟，仍然有大量的工作要做。
国外关于NOMA的研究已经取得了一些可喜的成果，日本NTT DoCoMo公司早在2010年就开始了相关研究，并且已经提出了比较系统化的方案。在NTT DoCoMo提出的5G构想中，各种蜂窝小区中将采用很多新技术。例如，在使用800MHz频带及2GHz频带等的宏蜂窝中采用NOMA的接入方式。以前只能为单一的无线资源(比如按频率和时间分割的块)分配一个用户，而NOMA方式可将一个资源分配给多个用户。该公司通过模拟，验证了在城市地区采用NOMA的效果，并已证实，采用该方法可使无线接入宏蜂窝的总吞吐量提高50%左右。而在国内，关于NOMA的研究还不是很多。
在IMT-2020（5G）推进组的组织下，我国企业、高校和科研机构全方位开展5G研发，在5G需求、技术及频谱领域取得了一系列的研究成果，有力地推动了全球5G技术、标准的发展。目前已完成5G愿景与需求研究并获得全球广泛共识，在业界率先明确5G技术路线及核心关键技术，并发布5G无线和网络技术架构。当前，5G标准化工作已经启动，我国于2016年1月正式全面启动5G技术研发试验，我国5G技术研发试验对外企开放，目前参加单位包括中国信息通信研究院、中国移动、中国联通、中国电信、日本都科摩、华为、中兴、大唐、爱立信、三星、诺基亚和上海贝尔、英特尔、高通、展讯、罗德施瓦茨、是德科技、星河亮点等国内外企业，涵盖运营商、设备制造企业、芯片和仪表企业等产业链的各个环节。国内外企业共同参与，有利于推动5G关键技术标准共识达成，为5G产业链的构建奠定基础。
根据用户间信号非正交传输策略的不同，可将非正交多址技术大致可以分成两类：信号域分割技术和波形设计技术。信号域分割多址代表性技术主要有功率域NOMA、比特分割复用（Bit Division Multiplexing,BDM）多址、叠加编码调制（Superposition Modulation,SM），图样分割多址（Pattern Division Multiple Access,PDMA）、空间賴合多址（Spatial Coupled Multiple Access）、低密度签名多址技术（Low Density Signature Multiple Access,LDSMA）及交织多址(Interleave Division Multiple Access,IDMA）等，信号域分割技术基于多用户通信系统整体优化观点，在发送端，基于多个信号域（如功率域、广义空域、编码域）的非正交特征来区分用户：在接收端，基于用户图样的特征结构，采用串行干扰删除（Successive Interference Cancellation,SIC）方式或其他的准最优的检测算法可以实现多用户检测接收。
华为科技和英国的Surrey大学提出了低密度签名多址技术（Low Density Signature Multiple Access,LDSMA），LDSMA中各个用户采用低密度的签名向量来进行扩频，接收端采用基于消息传播（Message Passing Algorithm,MPA）的译码算法。
以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
