NOMA

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

NOMA (англ. Non-Orthogonal Multiple Access) - метод неортогонального множественного доступа в системах сотовой связи 5-го поколения (5G).

Принцип разделения каналов на основе иерархической модуляции NOMA

Метод NOMA предусматривает, что в одно и то же время, на тех же частотах с одинаковыми методами расширения спектра и кодирования сигналов может быть предоставлено множественный доступ к сети на основе распределения мощностей сигналов. Другими словами, для множественного доступа в NOMA используется домен мощности, в котором разные уровни мощности задействованы для обслуживания различных пользователей.

Считается, что при этом каждым пользователем в NOMA может быть использована вся пропускная способность канала доступа к сети в течение всего времени связи, из-за чего достигается уменьшение задержек, а скорость передачи данных пользователей может быть увеличена.

История[править | править код]

По своей сути метод NOMA использует принцип иерархической модуляции (англ. Hierarchical Modulation, HM)[1][2]. Его истоки берут начало в так называемой модуляции с многократным разрешением (англ. Multi-Resolution Modulation, MRM)[3][4][5].

В 1972 г. Ковер (англ. Cover) представил теорию передачи с несколькими разрешающими способностями[5][6], применение которой было детально описано в 1974 г.[7] При этом было показано, что если один источник передает свою информацию на несколько приёмников с разными условиями канала, то использование схемы передачи с многократным разрешением обладает преимуществом[5]. Опираясь на эти результаты, спустя почти 20 лет, в 1993 г. Фазель (англ. Fazel) ввёл концепцию модуляции с многократным разрешением (MRM), которая была объединена с многоуровневыми схемами кодирования[3].

В 1995 г. иерархическая модуляция была предложена для спутниковой связи (с этого года схема MRM в литературе стала отождествляться с HM), а в 1997 г. - для систем с сигналами COFDM[5]. С тех пор этот вид модуляции постоянно совершенствовался и расширял своё применение. Имели место неоднократные попытки внедрить иерархическую модуляцию в разные стандарты передачи данных.

Существенно, что ассоциация 3GPP включила метод иерархической модуляции в LTE-A, благодаря его спектральной эффективности, в этом стандарте он известен как многопользовательская суперпозиционная передача (англ.  multiuser superposition transmission, MUST), которая является специальным вариантом NOMA[8].

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. Зубарев Ю.Б., Кривошеев М.И., Красносельский И.Н. Цифровое телевизионное вещание. Основы, методы, системы. – М: Научно-исследовательский институт радио (НИИР). – 2001. – C. 79 -86.
  2. H. Jiang, P. A. Wilford, "A hierarchical modulation for upgrading digital broadcast systems", IEEE Trans. Broadcast., vol. 51, no. 2, pp. 223-229, Jun. 2005.
  3. 1 2 K. Fazel, M. Ruf, "Combined multilevel coding and multiresolution modulation", Proc. Tech. Program Conf. Rec. IEEE Int. Conf. Commun. (ICC), vol. 2, pp. 1081-1085, May 1993.
  4. V. Engels, H. Rohling, "Multi-resolution 64-DAPSK modulation in a hierarchical COFDM transmission system", IEEE Trans. Broadcast., vol. 44, no. 1, pp. 139-149, Mar. 1998
  5. 1 2 3 4 H. Sun, C. Dong, S. X. Ng, L. Hanzo, "Five decades of hierarchical modulation and its benefits in relay-aided networking", IEEE Access, vol. 3, pp. 2891-2921, 2015.
  6. T. M. Cover, ``Broadcast channels, IEEE Trans. Inf. Theory, vol. 18, no. 1, pp. 2 - 14, Jan. 1972.
  7. P. Bergmans and T. M. Cover, ``Cooperative broadcasting, IEEE Trans.Inf. Theory, vol. 20, no. 3, pp. 317-324, May 1974.
  8. TELCOMA GLOBAL | Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) for 5G Systems. telcomaglobal.com. Дата обращения 13 сентября 2018.

Литература[править | править код]

  • L. Dai, B. Wang, Y. Yuan, S. Han, C.-L. I, and Z. Wang, “Non-orthogonal multiple access for 5G: solutions, challenges, opportunities, and future

research trends,” IEEE Commun. Mag., vol. 53, no. 9, pp. 74-81, Sept.2015.

  • Y. Wang, B. Ren, S. Sun, S. Kang and X. Yue, “Analysis of nonorthogonal multiple access for 5G,” China Communications, vol. 13, no.

Supplement2, pp. 52-66, N/A 2016.

  • S. M. R. Islam, N. Avazov, O. A. Dobre, and K. S. Kwak, “Power-domain non-orthogonal multiple access (NOMA) in 5G systems: Potentials and

challenges,” IEEE Commun. Surveys Tuts., vol. 19, no. 2, pp. 721 - 742, 2nd Quart. 2017.

  • Y. Liu, H. Xing, C. Pan, A. Nallanathan, M. Elkashlan, and L. Hanzo, “Multiple antenna assisted non-orthogonal multiple access,” IEEE Wireless

Commun., vol. 25, no. 2, pp. 17 - 23, Apr. 2018.

  • D. Wan, M. Wen, F. Ji, H. Yu, and F. Chen, “Non-orthogonal multiple access for cooperative communications: Challenges, opportunities, and

trends,” IEEE Wireless Commun., vol. 25, no. 2, pp. 109-117, Apr. 2018.

  • F. Zhou, Y. Wu, Y.-C. Liang, Z. Li, Y. Wang, and K.-K. Wong, “State of the art, taxonomy, and open issues on cognitive radio networks with

NOMA,” IEEE Wireless Commun., vol. 25, no. 2, pp. 100-108, Apr. 2018.

  • Z. Ding, M. Peng, and H. V. Poor, “Cooperative non-orthogonal multiple access in 5G systems,” IEEE Commun. Lett., vol. 19, no. 8, pp. 1462-

1465, Aug. 2015.

  • Y. Liu, Z. Ding, M. Elkashlan, and H. V. Poor, “Cooperative nonorthogonal multiple access with simultaneous wireless information and

power transfer,” IEEE J. Sel. Areas Commun., vol. 34, no. 4, pp. 938-953, Apr. 2016.

  • J. Men and J. Ge, “Non-orthogonal multiple access for multiple-antenna relaying networks,” IEEE Commun. Lett., vol. 19, no. 10, pp. 1686-1689,

Oct. 2015.

  • J. Men, J. Ge, and C. Zhang, “Performance analysis of non-orthogonal multiple access for relaying networks over Nakagami-m fading channels,”

IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 66, no. 2, pp. 1200-1208, Feb. 2017.

  • Y. Xiao, L. Hao, Z. Ma, Z. Ding, Z. Zhang, and P. Fan, “Forwarding strategy selection in dual-hop NOMA relaying systems,” IEEE Commun.

Lett., vol. 22, no. 8, pp. 1644-1647, Aug. 2018.

  • W. Duan, M. Wen, Z. Xiong, and M. H. Lee, “Two-stage power allocation for dual-hop relaying systems with non-orthogonal multiple

access,” IEEE Access, vol. 5, pp. 2254-2261, Mar. 2017.

  • L. Lv, J. Chen, Q. Ni, and Z. Ding, “Design of cooperative nonorthogonal multicast cognitive multiple access for 5G systems: User

scheduling and performance analysis,” IEEE Trans. Commun., vol. 65, no. 6, pp. 2641-2656, Mar. 2017.

  • L. Lv, J. Chen, Q. Ni, Z. Ding, and H. Jiang, “Cognitive non-orthogonal multiple access with cooperative relaying: A new wireless frontier for 5G

spectrum sharing,” IEEE Commun. Mag., vol. 56, no. 4, pp. 188-195, Apr. 2018.

  • C. Zhong and Z. Zhang, “Non-Orthogonal multiple access with cooperative full-duplex relaying,” IEEE Commun. Lett., vol. 20, no. 12, pp.

2478-2481, Dec. 2016.

  • Z. Zhang, Z. Ma, M. Xiao, Z. Ding, and P. Fan, “Full-duplex device-todevice aided cooperative non-orthogonal multiple access,” IEEE Trans.

Veh. Technol., vol. 66, no. 5, pp. 4467 - 4471, May 2016.

  • G. Liu, X. Chen, Z. Ding, Z. Ma, and F. R. Yu, “Hybrid half-duplex/fullduplex cooperative non-orthogonal multiple access with transmit power

adaptation,” IEEE Trans. Wireless Commun., vol. 17, no. 1, pp. 506-519, Jan. 2018.

  • T. M. C. Chu and H.-J. Zepernick, “Performance of a non-orthogonal multiple access system with full-duplex relaying,” IEEE Commun. Lett.,

vol. 22, no. 10, pp. 2084-2087, Oct. 2018.

  • M. F. Kader, S. Y. Shin, and V. C. M. Leung, “Full-duplex nonorthogonal multiple access in cooperative relay sharing for 5G systems,”

IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 67, no. 6, pp. 5831-5840, Jul. 2018.

  • Z. Ding, H. Dai, and H. V. Poor, “Relay selection for cooperative NOMA,” IEEE Wireless Commun. Lett., vol. 5, no. 4, pp. 416-419, Aug.

2016.

  • J. Zhao, Z. Ding, P. Fan, Z. Yang, and G. K. Karagiannidis, “Dual relay selection for cooperative NOMA with distributed space time coding,”

IEEE Access, vol. 6, pp. 20440-20450, Apr. 2018.

  • Z. Yang, Z. Ding, Y. Wu, and P. Fan, “Novel relay selection strategies for cooperative NOMA,” IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 66, no. 11, pp.

10114-10123, Nov. 2017.

  • P. Xu, Z. Yang, Z. Ding, and Z. Zhang, “Optimal relay selection schemes for cooperative NOMA,” IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 67, no. 8, pp.

7851-7855, Aug. 2018.