面向5G的MUSA多用户共享接入

发布时间：2019-09-21 11:02

【摘要】：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。
【图文】：

上行接入,方案

有足够多的低互相关码，如果放宽条件，则更多。而两者都使用干扰消除技术，但NOMA不适合免调度场景，MUSA适合免调度场景（利用随机性和码域维度）。最后，在免调度场景下，NOMA的分集增益不如MUSA。3MUSA蒙特卡罗仿真本仿真通过对低成本、低功耗海量连接系统的一些主要特征如免调度、免功控、高过载率等进行抽象建模，来定量评估MUSA上行接入的性能。其中，MUSA采用的复数扩展序列的实部与虚部的取值均来自于三元集合{-1,0,1}。另外，关于过载率的定义，例如，对于L长的扩展序列，300%的过载率意味着有3L个用户在图1MUSA上行接入方案图2三元复序列元素星座图网络技术·29·

序列,复序列,星座图,三元

嘈鄧窃?G海量连接这样的系统需求下，系统过载率往往是比较大的，在大过载率的情况下，采用长PN序列所导致的SIC过程是非常复杂和低效的。MUSA上行使用特别的复数域多元码（序列）来作为扩展序列，此类序列即使很短时（如长度为8，甚至4时），也能保持相对较低的互相关。例如，其中一类MUSA复数扩展序列，其序列中每一个复数的实部\虚部取值于一个多元实数集合。甚至一种非常简单的MUSA扩展序列，其元素的实部\虚部取值于一个简单三元集合{-1,0,1}，也能取得相当优秀的性能。该简单序列中元素相应的星座图如图2所示。正因为MUSA复数域多元码的优异特性，再结合先进的SIC接收机，MUSA可以支持相当多的用户在相同的时频资源上共享接入。值得指出的是，这些大量共享接入的用户都可以通过随机选取扩展序列，，然后将其调制符号扩展到相同时频资源的方式来实现。从而MUSA可以让大量共享接入的用户想发就发，不发就深度睡眠，而并不需要每个接入用户先通过资源申请、调度、确认等复杂的控制过程才能接入。这个免调度过程在海量连接场景尤为重要，能极大减轻系统的信令开销和实现难度。同时，MUSA可以放宽甚至免除严格的上行同步过程，只需要实施简单的下行同步。最后，存在远近效应时，MUSA还能利用不同用户到达SNR的差异来提高SIC分离用户数据的性能。即也能如传统功率域NOMA那样，将“远近问题”转化为“远近增益”。从另一角度看，这样可以减轻甚至免除严格的闭环功控过程。所有这些为低成本低功耗实现海量连接提供了坚实的基矗上面从5G海量连接的角度对比了MUSA和传统CDMA技术，下面同样地从5G海量连接的角度看MUSA和传统功率域非正交接入（NOMA）的一些比较：首先，NOMA不需要扩频，而MUSA上行非正交扩频即使实部和虚
【作者单位】：中兴通讯股份有限公司;
【分类号】：TN929.5

【相似文献】