面向5G的MUSA多用户共享接入

未来5G无线通信系统中,海量连接(MMC,Massive Machine Communication)将是其中一个非常重要的场景。而使用低成本、低功耗终端来实现海量连接是关键也是其面临的主要挑战。本文提出一种新的非正交接入方案:多用户共享接入(MUSA,Multi-User Shared Access)。MUSA是一种基于相对很短的复数域多元码(序列)的非正交多址接入方案,可以高效地工作在"免调度"的上行接入模式中,并能进一步简化上行接入的其他流程,特别适合低成本、低功耗实现海量连接。

多用户共享接入系统扩展序列优化与改进

多用户共享接入是一种非正交多址接入技术,由于采用了复数域扩频技术,其性能必然受到扩展序列的影响,因此需要对扩展序列进行优选和改进。针对现有序列优选算法在进行互相关优选时只考虑了互相关峰值的影响,该文提出一种改进的序列优选算法,该优选算法同时考虑了互相关峰值和互相关均方值的影响,仿真分析表明,系统使用该文提出的优选算法比使用现有的优选算法优选出的序列在相同BER时,可以改善0.9 dB左右的SNR性能。此外,扩展序列的随机选取会导致序列发生碰撞,为降低碰撞概率,该文利用星座图的增益指数特性,提出一类改进的复扩展序列。该文提出的改进复序列比MUSA使用的三元复序列具有更高的星座图增益指数,经过优选后,可以优选出数量更多的优良序列,在相同BER下与优选后的三元复序列相比,可以改善1 dB左右的性能,在BER为10^(-3)时,用户过载率可以提高15%左右,进一步改善系统性能。

SIMO-MUSA系统下的块稀疏多用户检测算法

对于上行免调度的多用户共享接入(MUSA)方案,用户具备随机突发接入系统的特性,用户信号具有稀疏性,可利用压缩感知的相关算法进行多用户检测。针对活跃用户数未知的情况,文章提出了基于验证误差的正交匹配追踪(VE-OMP)多用户检测算法。所提算法利用误差在迭代次数等于用户稀疏度时能够达到最小值来估计稀疏度,且验证误差的思想移植性强,可用于块稀疏压缩感知。考虑基站端配备多天线的情况,将发送信号转为块稀疏模型,提出验证误差的块稀疏正交匹配追踪(VE-BOMP)算法进行活跃用户数据检测。仿真结果表明,VE-OMP算法能够在稀疏度未知的情况下对多用户同时进行活跃性估计和数据检测,VE-BOMP算法可用于多天线接收系统,其检测性能随天线数的增加而提高。

MUSA系统中一种快速多用户检测算法

多用户共享接入是一种5G非正交多址接入方案,由于采用了串行干扰消除(SIC)检测算法,算法运行时间较长,时延和复杂度较大。针对5G低时延、高可靠性的需求,提出了一种基于并行干扰消除(PIC)结构的快速非线性检测算法,该算法不需要多级PIC结构。首先让接收信号经过最小均方误差(MMSE)检测器,并把MMSE检测器的输出作为PIC检测器的输入。该算法避免了串行干扰消除算法中多次排序和对矩阵多次求逆的问题,在不降低符号错误率的情况下,算法的运行时间减小了54%,复杂度降低了一个级别。

毫米波通信在6G网络中的多用户接入技术优化

6G网络是未来无线通信的发展方向,其将面临更高的数据速率和更多的连接需求。为满足这些需求,提出一种基于非正交多址接入的免调度多用户共享接入(Multi-User Shared Access,MUSA)技术。通过仿真实验,评估优化策略在多用户接入性能指标上的表现,并进行对比分析。实验结果表明,所提出的优化策略可以有效提高多用户接入的吞吐量、覆盖率以及可靠性,相比于传统的多用户接入技术有显著改进。

关于5G的非正交多址接入技术分析

5G技术创新将会出现在无线和网络两个层面,与传统方式不同的是,5G将不再以单一多址接入技术作为主要特征,其采用一组关键技术—非正交多址接入技术,内涵将更加宽泛。文章分析了当前5G研究中最热门的非正交多址接入技术、多用户共享接入技术和稀疏码多址接入技术3种非正交多址技术的本质思想,以及比较了它们各自的优势和存在的问题,并且在5G多址技术选取方面对3种非正交多址技术提出了选取依据。

融合通用滤波多载波的非正交多址接入技术

典型的非正交多址接入技术(Non-orthogonal Multiple Access,NOMA)有稀疏码分(Sparse Code Multiple Access,SCMA)、多用户共享(Multi-user Shared Access,MUSA)、图样分割(Pattern Division Multiple Access,PDMA)等。为了研究这三种典型的NOMA技术与通用滤波多载波复用技术(Universal Filtered Multi-carrier,UFMC)技术结合后的性能,将三种典型的NOMA与UFMC结合,然后分析比较了它们的误码率性能,通过仿真对比得出UFMC-SCMA系统相比其他两种结合系统具有更好的系统性能。为了更进一步验证UFMC-SCMA系统的优点,还将其与热门的OFDM-SCMA系统进行对比。研究结果表明,由于UFMC-SCMA系统具有码本的稀疏性以及近似最优的信息传递算法(Message Passing Algorithm,MPA)检测方案,并采用子频带滤波,有效降低了误码率并提高了频谱效率,因而其具有较好的系统性能。

卫星通信系统两步随机接入技术研究

为了实现卫星通信系统低延迟高可靠接入,研究了两步随机接入技术中的信道设计及接收端检测算法。针对卫星场景提出了一种两步随机接入信道设计方案,对两步随机接入信道中数据部分的信道结构以及前导和数据之间的映射方式进行了设计。针对传统最小均方串行干扰消除(Minimum Mean Squared Error-Successive Interference Cancellation,MMSE-SIC)算法中存在误差传播问题导致解码性能降低的问题,提出了一种多判决排序串行干扰消除(Multi-decision Ordered Successive Interference Cancellation,MD-OSIC)算法,以提升多用户发起接入时数据部分检测的可靠性。仿真结果验证了所设计信道及检测算法在典型卫星通信场景下应用的可行性。

面向5G的非正交多址接入技术的比较

5G将会满足人们在居住、工作、休闲和交通等各种场景的多样化业务需求,具有连续广域覆盖、热点区高容量、低时延和高可靠、低功耗和大连接等应用特点。保证这些特点顺利应用的条件是移动通信的关键技术——多址接入。当今5G多址接入技术研究中最热门,也是最有选择优势的,莫过于非正交多址接入技术。本文分析了串行干扰消除SIC技术,分析了目前最流行的NOMA、MUSA、SCMA和PDMA等非正交多接入技术的工作原理,并比较了这4种多址接入技术各自特有的优点和存在的问题,最后在5G多址接入技术应用方面还提出了一些建议,可为关心、规划和设计5G系统的人们提供一定参考。

基于5G的非正交多址接入技术探讨

随着科学技术的快速发展，5G技术也得到了迅猛发展。与传统方式相比，5G技术有其独特的优势和创新点，以多址接入技术作为主要特色，具有广泛的科学适用范围。因此，主要从5G非正交多址技术出发，深入探讨5G技术中备受关注的非正交多址接入技术、稀疏码多址接入技术和多用户共享接入技术，从中找到各自技术的优势，借此丰富5G非正交多址接入技术的优缺点，力争打造出更具优势的5G非正交多址接入技术，给从业人员提供建议和帮助。

6G技术挑战、创新与展望

梳理了全球6G技术研究现状,初步预估了6G需求、技术与标准研究工作路标,分析了面向6G网络的未来业务发展趋势和典型服务用例,构建了6G网络服务愿景、基本性能需求,以及基于架构、链路、空域、流域、推理与计算维度的6G使能技术框架。认为6G潜在使能技术包括自治自动网络、智能三维连接、智能大规模天线阵、按需网络拓扑与计算、超硅计算与通信。重点介绍了中兴通讯服务架构无线接入网络(SBA-RAN)、平滑虚拟小区技术(SVC)、智能反射表面多输入多输出技术(IRS-MIMO)与增强多用户共享接入(eMUSA)等6G创新技术实例,揭示了6G相对5G是“演进”还是“革命”网络的决定要素是维持摩尔定律可持续发展的超硅计算技术,并展望了5G演进网络中将广泛应用的Pre6G创新技术。

对无线新技术演进的思考

介绍了中兴通讯对未来无线新技术走向的整体看法。认为现有的5G侯选技术仍然是在传统空间、时间、频率3种自由度的基础上做增强。而在这些增强中,需要尤其关注一些无须改变4G空口就可以直接使用的5G技术,例如大规模多输入多输出(MIMO)、超密网(UDN)等。还认为所有无线新技术都将持续演进。随着5G标准的制订,用户体验将得到本质的提升。

MUSA系统的一种低复杂度改进检测算法

多用户共享接入由于采用了基于最小均方误差的串行干扰消除检测算法,在求权重矩阵时涉及矩阵多次求逆运算导致复杂度较高。提出了一种低复杂度改进MMSE-SIC算法,该算法在计算权重矩阵时避免了对矩阵的直接求逆运算,而是通过矩阵扩展建立出权重矩阵与信道矩阵的联系,得到首次检测的权重矩阵,并根据前一次检测的权重矩阵迭代求出下一次检测权重矩阵。理论分析和仿真结果表明:提出的算法与传统MMSE-SIC算法相比,算法的复杂度可以在不降低系统性能的同时降低一个数量级。