全面解读5G接入技术:高效
在移动通信系统中,多址终端技术是符合多个用户同时展开通信的适当手段。在过去二十多年间,每一代移动通信系统的经常出现,都预示着多址终端技术的革新。
多址终端技术的设计既要考虑到业务特点、系统比特率、调制编码和阻碍管理等层面的影响,也要考虑到设备基带能力、射频性能和成本等工程问题的制约。 与4G系统比起,5G网络须要获取更高的频谱频率、更好的用户连接数。纵观历史,1G到4G系统大都使用了向量的多址终端技术。面向5G,非向量多址终端技术日益受到产业界的推崇。
一方面,从单用户信息论的角度,4GLTE系统的单链路性能早已十分相似点对点信道容量,因而单链路频谱效率的提高空间已十分受限。另一方面,从多用户信息论的角度,非向量多址技术不仅能更进一步强化频谱效率,也是迫近多用户信道容量界的有效地手段。 为此,中国电信技术创新中心在现有普遍辩论的功率域非向量多址技术的基础上,明确提出改良的星座域非向量多址方案。
星座域非向量多址方案 功率域非向量多址,是所指在发送到末端将多个用户的信号在功率域展开必要变换,接收端通过串行阻碍移除区分有所不同用户的信号。如图1右图,以下行2个用户为事例,功率域非向量多址方案的发送到和接收端信号处理流程如下: *基站发送到末端:小区中心的用户1和小区边缘的用户2闲置完全相同的时频空资源,二者的信号在功率域展开变换。其中,用户1的信道条件较好,分给较低的功率;用户2的信道条件较好,分给较高的功率; *用户1接收端:考虑到分得用户1的功率高于用户2,若想正确地译码用户1的简单信号,必需再行调制/译码并重构用户2的信号,然后展开移除,进而在较好的SINR条件下译码用户1的信号; *用户2接收端:虽然用户2的接管信号中,不存在传输给用户1的信号阻碍,但这部分阻碍功率高于简单信号/小区间阻碍,会对用户2带给显著的性能影响,因此可必要译码获得用户2的简单信号。
图1功率域非向量多址示意图 对于功率域非向量多址技术方案,由于4GLTE等实际系统一般使用向量振幅调制(QAM),在某些功率分配下,不会带给容量上的成型增益损失。因而,明确提出改良的星座域非向量多址是一种星座图高效率的非向量多址强化方案,其益处为可以减少信号变换带给的额外成型增益损失。 对于上行系统,功率域非向量是将多用户信息调制到星座图后展开变换,而星座域非向量则是基于现有的星座图、给有所不同的用户分配有所不同的比特展开同时同频传输。
星座域非向量方案中的发端星座图是相同高效率的,因此除了理论上的成型增益外,发送到信号的误差向量、峰皆功率比也与单用户信号保持一致,以取得更佳的系统性能。此外,星座域非正交和功率域非向量的基带处置复杂度是近似于的。 通信原理中,数字通信系统的调制有幅度(功率)、频率(码字)、振幅(星座)三个潜在的优化方向。
功率域非向量多址是利用功率分配,构建多用户的调制多址技术;而星座域非向量多址则基于星座图中幅度和振幅的牵头优化,构建多用户的调制多址技术。当然随着优化维度的减少,非向量方案的理论性能不会有一定的强化,但同时也意味著复杂度的提高。实际系统中,必须同时考虑到有所不同方案的性能增益、系统复杂度和工程非理想因素的约束,以谋求拟合的折衷方案。
星座域非向量多址技术作为一种优化方案为技术的替代性获取了更加多的有可能。
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