NOMA 和SIC

• 非正交多址 NOMA
• 串形干擾刪除 SIC
• 舉例一
• 舉例二

非正交多址 NOMA

• 非正交多址接入，即Non Orthogonal Multiple Access
• 採用非正交的功率來區分使用者，使用者之間的資料可以在同一個時隙，同一個頻點上傳輸
• NOMA的子通道傳輸依然採用正交頻分複用（OFDM）技術，子通道之間是正交的，互不干擾
• 一個子通道上不再只分配給一個使用者，而是多個使用者共享，同一子通道上不同使用者之間是非正交傳輸 （即非正交多址）
• 在傳送端，對同一子通道上的不同使用者採用功率複用技術進行傳送，不同的使用者的訊號功率按照相關的演算法進行分配，這樣到達接收端每個使用者的訊號功率都不一樣。SIC接收機再根據不同使用者訊號功率大小按照一定的順序
  進行干擾消除，實現正確解調，同時也達到了區分使用者的目的。

串形干擾刪除 SIC

• Successive Interference Cancellation
• 序列干擾消除技術的基本思想是採用逐級消除干擾策略，在接收訊號中對使用者逐個進行判決，進行幅度恢復後，將該使用者訊號產生的多址干擾從接收訊號中減去，並對剩下的使用者再次進行判決，如此迴圈操作，直至消除所有的多址干擾。
• 在SIC訊號檢測過程中，很重要的一點是使用者檢測的順序。這裡進行排序是根據使用者的訊號功率來進行的。

舉例一

下面我們以兩個UE為例詳細的介紹NOMA的技術原理。如圖所示，UE1 位於小區中心,通道條件較好; UE2位於小區邊緣，通道條件較差。我們根據UE的通道條件來給UE分配不同的功率，通道條件差的分配更多功率，即UE2分 配的功率比UE1多。

• 發射端

  • 假設基站傳送給UE1的資料為x(1),傳送給UE2的資料為x(2)，功率分配因子為a。

  • 基站傳送的訊號為s = sqrt(a) x(1) + sqrt(1-a) x(2)

  • 因為UE2位於小區邊緣，通道條件較差，所以我們給UE2分配較多的功率，即0<a<0.5。

• 接收端

  • h(i)是通道係數，w(i)是通道高斯白噪聲和小區干擾
  • UE(2)收到的訊號為y2=h(2)s + w(2) = h(2)( sqrt(a)x(1) + sqrt(1-a)x(2) )+ w(2)
  • 因為UE(2)的訊號x(2)分配的功率較多，所以UE(2)可以直接把UE(1)的訊號x(1)當作噪聲，直接解調解
    
    碼UE(2)的訊號即可。
  • UE(1)收到的訊號為y1=h(1)s+w(1) = h(1)( sqrt(a)x(1) + sqrt(1-a)x(2) )+ w(1)
  • 因為UE(1)的訊號x(1)分配較少的功率，所以UE(1)不能直接調節解碼UE(1)自己的資料。相反，
    UE(1)需要先跟UE(2)一樣先解調解碼UE(2)的資料x(2)。解出x(2)後，再用y(1)減去歸一化的x(2)得
    到UE(1)自己的資料，y(1) - h(2) sqrt(1-a) x(2).最後再解調解碼UE1自己的資料。

舉例二

• 在一個由3個使用者共享的子通道上，疊加後的訊號為x=x(1)+x(2)+x(3)。

  • x(i)(i=1,2,3)分別代表3個使用者訊號，其中，訊號功率x(1)<x(2)<x(3)

  • 在接收端， 接收訊號y(i)=h(i)x+w(i)。
    其中，h(i)是通道係數，w(i)是通道高斯白噪聲和小區干擾。

• SIC接收機解調3個使用者過程為：

  • 先要將接收訊號按照訊號功率大小進行排序，這裡由於x(3)訊號功率最強，先要對x(3)進行判決，輸出x(3)。
  • 然後恢復出對x(3)的訊號估計值，從接收訊號中減去x(3)的估計值，得到x(1)+x(2)，
  • 然後將h(2)(x(1)+x(2))+w(2)作為下一級輸入。
  • 按照功率順序依次執行相同的操作，最後先後輸出x(2)和x(1)，完成對所有的使用者訊號檢測。