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带你读《5G 无线增强设计与国际标准》第二章接入增强2.2非正交多址(三)

2.2.2    基千符号级处理的多址标识

1.  符号级扩展方案

采用符号级扩展的多址方案有很多,如MUSA、SCMA、PDMA、WSMA、RSMA、NOCA、NCMA等。区别主要体现在扩展序列的设计上,如图 2-20所示,其中,虚线框为可选模块。与传统的 PN(Pseudo-Noise)正交序列的主要区别在千,这些非正交的扩展序列中的元素通常是复数,并且序列的数量要大千序列长度。对千这类序列,一个总的设计原则是保证序列之间较低的互相关性,同时尽可能提供更多的序列数量,适用千多用户共享接入。序列间互相关性要求越严格,满足条件的序列数量就越少,例如,要求正交的情况下,N长扩展最多能提供 N个正交的 PN序列。而最大互相关的要求越宽松,则可以找到越多的非正交序列从而复用更多用户,但用户间千扰越严重。

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图2-20   基千符号级扩展的NOMA发射端流程

(1)量化的复数序列

一些扩展序列的元素可以从量化的星座图中得到,如图2-21所示。其中,(a)为9点QAM的星座图,每个元素的实部和虚部可以从{0,1,-1}中任意取值;(b)为QPSK的星座图,其中每个元素的实部和虚部从{1, -1}中任意取值。理论上扩展长度为 L的   9点 QAM非正交序列共有 9L条,QPSK非正交序列共有 4L条。

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图2-21   复数扩展序列元素星座图示例

在实际应用中,需要综合考虑序列集合大小和检测复杂度,筛选出部分互相关性较好的子集分配给 NOMA用户使用。例如,MUSA序列子集,在量化的复数序列设计基础上同时满足 WBE界,典型的示例可以参考文献[1]中的附录 A.4.3。

另外一种QPSK的序列设计方式可以沿用NRDMRS序列的设计,例如,L长的QPSK的根序列号为

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对千给定数量的根序列,每个根值

对应的序列元素 cp(n) 

对应的序列元素 cp(n) 可以由计算机搜索得到,基本的准则包括根序列的峰均比以及序列之间的互相关性。每个 L长的根序列可以通过循环移位产生 L个相互正交的序列,不同的根序列之间则是非正交的,具体示例见参考文献[2]中的附录 A.4.6。

(2)WBE序列

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(3)ETF序列

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(4)GWBE序列

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(5)稀疏序列

稀疏序列通过将扩展序列部分元素置为 0,来降低 NOMA用户之间的千扰。实现稀疏性的方法有很多,其中比较直观的是,每个序列中只有1和 0两种元素,并且 0的数目是一致的。这种设计可以保证任意两个用户之间最多只有一个符号相互千扰,但是序列集合大小受限,例如,长度为 4,稀疏度为 50%的序列只有以下 6条。

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