文 献 综 述
一、NOMA技术研究背景
当今的信息社会，移动通信技术的发展得到了愈来愈多的关注。直到目前为止，移动通信已走过了四代的经历，并朝第五代迈进。无线通信可以利用的资源包括：空间、时间、频率和功率。在无线通信的历史中，从1G到4G，多址方案已成为区分不同的无线通信系统的关键技术[8]。众所周知，1G采用的是频分多址（frequency-division multiple access，FDMA），它仅提供模拟语音通话业务，具有频谱效率低下，呼叫中断率高，业务种类太过单一，设备笨重等缺点。2G大多采用的是时分多址（time-division multiple access，TDMA），虽然它提高了频谱的利用率，能够提供更大的容量和更好的语音质量，但是其数据传输速率仍然较低，无法满足用户日益增长的数据传输类业务需求。3G采用的是码分多址（code-division multiple access，CDMA），这个技术通过相互正交的扩频码来区分不同的用户，扩频码的使用使得3G系统的抗衰落和抗干扰能力得到提升，因此，3G的数据传输速度显著提高。而4G主要采用的是正交频分多址接入（orthogonal frequency-division multiple access，OFDMA），这正是正交多址接入方案的前身。这种技术是一种高速传输技术，具有对多径衰落不敏感，频谱利用率较高，接收机不需要复杂的均衡处理实现简单等优点[16]。在这些传统的多址方案中，不同的用户分别在时间域、频域或码域进行分配，以避免或降低用户间干扰。
文献[8]中提到，在OMA方案中，多个用户无线资源的分配是关于时间、频率或码域正交的。理想的情况是，由于OMA正交资源分配多用户之间不存在干扰，所以简单的单用户检测就可以用来区分不同用户的信号。从理论上讲，我们知道，OMA不可能一直实现多用户无线系统的和速率容量。除此之外，在传统的OMA方案中，支持的最大用户数会被正交资源的总量和调度粒度所限制。
然而，随着移动互联网和物联网的日益增长，无线网络各个应用领域的需求呈爆炸性增长，预计在2020年5G通信到来之前，移动数据流量将会增长1000倍。因此，需要对现有的商用网络进行全面升级，频谱效率成为处理这种爆炸性的数据流量的关键挑战之一。面对新一代无线网络的需求，传统的多址技术已经难以满足，尤其是在系统吞吐量、用户速率体验等方面[11]。所以，业内提出在5G中采用新型多址接入技术，即非正交多址接入(NOMA)。这个作为面向5G关键技术的非正交多址接入技术（NOMA），第一次将功率域由单用户独占改为由多用户共享，使无线接入总量提高了50%。原理的简单性使其在5G应用中具有一定的竞争优势。相比于OMA，NOMA具有以下几个主要优点：具有更高的频谱效率；可以容纳海量连接；具有更低的信号传输延迟和更低的信号损耗。
二、国内外研究现状
2013年5月，韩国三星电子率先在实验室实现了1 Gbit/s的无线数据传输速率，开发出了首个5G核心技术支撑的移动无线传输网络，这是目前LTE最高下行速率的10倍。一年后，瑞典爱立信宣布，其研发的5G无线技术部分在测试中，实验室理想状态下的传输速率高达5 Gbit/s，这意味着爱立信的5G无线传输速率是目前LTE最高下行速率的50倍，标志着无线传输速率再创新高[12]。显然，这些研究工作仅限于5G系统中无线传输的一部分，整个5G系统包括的技术特点和网络架构还远非如此。也就是说，迄今为止还没有一个权威机构对5G系统做出一个全面科学完整的定义，普遍只是对5G系统作了愿景般的描述。
近几年，国内外学者提出了多种NOMA方案。这些方案大致可以分成两类：功率域的非正交多址接入技术和码域的非正交多址接入技术。功率域的非正交多址接入技术的代表方案有具有SIC接收机的基础NOMA、大规模MIMO系统中的NOMA和网络NOMA。其典型的方案有：低密度扩频CDMA、低密度扩频OFDM、稀疏码多址、多用户共享接入等等。此外，还有一些其他的多址接入方案如PDMA(Pattern Division Multiple Access)，BDM(Bit Division Multiplexing)也受到了不同程度的关注。在所有的非正交多址接入技术中，SCMA技术是一种频谱效率接近最优化的多址技术，并且适用于海量连接的场景。此外，基于SCMA非正交多址技术的上行移动通信系统，可以设计免调度的竞争随机接入机制，从而降低业务的接入时延和信令开销，并且支持大量且可动态变化的用户数目。SCMA技术已经受到了学术界和工业界的极大关注，对其进行研究具有重要的现实意义。
三、NOMA解决方案
1、功率复用NOMA
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