基于5G 背景的多址技术演变与特征研究

2020-01-01赖鹏

数字通信世界 2020年4期

赖鹏

（江西环境工程职业学院，赣州 341000）

0 引言

随着现代社会经济的快速发展，通信技术在人们日常工作与生活中发挥着越来越重要的作用，多址技术是当代实现无线通信功能的关键技术，可以对某些有限的信息资源进行均衡分配，确保更多的使用人员能够得到相应的通信资源，从而极大的提高通信的时效性，更好的改善通信效果。多址技术分为了多种形式，采用不一样的多址技术对某些通信资源进行分配，最终获得信号的空域、码序列等参数也是千差万别。随着现代5G 技术的逐渐成熟，多址技术也表现出了自身的特征，为5G 技术的顺利发展提供帮助。

1 多址技术演变历程分析

我国通信领域处于1G 时代时，相对应的多址技术为FDMA。FDMA 多址技术具有明显的优缺点，其优势是能够最大程度的发挥出信息通道的价值，增加信息通道的重复使用性能，在模拟通信中占据着重要的作用，然而这种多址技术对设备的要求较高，投入成本较大，极易受到外界因素的干扰，导致信号不稳定[1]。

随着通信领域进入到2G 时代，多址技术也发展到了TDMA时期。该多址技术通常是将许多时分信道采用同一个载波，利用这种时分模式让不同的使用者都能够均等的获得频谱资源。TDMA 多址技术具有频谱速度快、区域间转换方便的优势，然而这种技术经常出现码间相互干扰，设备运行成本高的问题，阻碍了该项多址技术的进一步发展。

在我国的通信技术发展到3G 时代时，主要采用的多址技术为SDMA。这种多址技术通过智能天线将无限的空间划分为若干个部分，从而形成了各种样式的信道，系统自身的信息存储量庞大，拥有非常好的稳定性与抗干扰性能[2]。

OFDMA 多址技术是融合了OFDM 以及FDMA 两个技术的优势，这种多址技术主要采用庞大的正交窄带子载波来实现信息数据的传输，拥有非常高的频谱处理速度，可以很好的应付多径效应产生的挑战，是移动通信领域4G 技术发展的核心所在。

2 基于5G 的多址技术特征

在上文中已经谈及到多址技术的发展经历了FDMA 到OFDMA 各个阶段的演变，这些阶段的多址技术都是包含在正交多址技术（OMA）范围内。正交多址技术的实现通常是将时间或者频率资源划分为许多不同的部分，在利用划分后的不同区域资源来满足每一位使用者的通信需求，充分发挥系统的综合能力，保证可以满足庞大客户使用群体的服务标准，从这个角度进行衡量，正交多址系统具有良好的系统数据处理能力，并且独立使用单位的检测工作也比较简单[3]。

正交多址技术能够很好的满足通信领域1G 至4G 的使用需求，能够实现为各个使用者提供信息资源服务。然而随着5G时代的到来，通信领域将面临更加庞大的客户群体共享信息资源，系统容量也显著增加，这种背景下需要采用非正交多址技术（NOMA），这种形式的多址技术不再需要对时间或者频率资源进行划分也可以为多个使用者提供服务，可以在相同的资源上自主增加许多使用者之间的干扰信息。

非正交多址技术在信息发送初始环节就在频域、空域等方面采用叠加输送，在进行信息接收时主要通过SIC 等接收算法开展分离工作，比一般的正交多址信息输送具有更大的优势，可以很好的改善系统的信息处理容量以及频谱效率[4]。

SCMA 技术称之为稀疏码分多址技术，是一种全新的非正交多址接入技术，很好的将低密度扩频与调频技术联系起来，利用共轭、转化等方式筛选出最接近理想状况的码本集合，并依照使用者的具体类型进行相应码本信息传送。

稀疏码分多址技术融合了两项核心技术：首先是低密度扩频技术。码本通过低密度扩频技术的使用，促使单一的子载波实现拓展，能够成功延伸到4个子载波上面，然后再通过多个子载波进行使用者信息资源的传送，使得在不改变系统资源的情况下，可以有效的提高系统资源的利用率，采用最优的方法为各个使用者配置资源，最大程度发挥频谱的作用。其次是高维调频技术。利用幅度以及相位的高维调整方式，有效提高各个使用者间的欧式距离，使得各个使用者的抗干扰与解调水平显著增强，通过各种方式的高维调制稀疏码本，对使用者的识别不再需要进行正交操作，从而极大的提升了系统运行效率。