Abstract-Non-ortogonal multipel access (NOMA) är en av de lovande radioaccess tekniker för prestandaförbättring i nästa generations cellulär kommunikation. Jämfört med ortogonal frekvensdelning multipel åtkomst (OFDMA), som är en välkänd hög kapacitet ortogonal multipel åtkomst (OMA) teknik, erbjuder NOMA en uppsättning av önskvärda fördelar, inklusive större spektrumeffektivitet. Det finns olika typer av NOMA-tekniker, inklusive power-domän och kod-domän. Detta dokument fokuserar främst på power-domain NOMA som använder superpositionskodning (SC) vid sändaren och successiv störningsavstängning (SIC) vid mottagaren. Olika forskare har visat att NOMA kan användas effektivt för att uppfylla både nätverks- och användarerfarna datahastighetskrav för femte generationens (5G) teknik. Ur det perspektivet kartlägger detta dokument utförligt de senaste framstegen för NOMA i 5G-system, en översyn av den senaste kapacitetsanalysen, strategier för maktfördelning, användarnas rättvisa och system för att reparera användare i NOMA. I detta dokument diskuteras också hur NOMA fungerar när det är integrerat med olika beprövade trådlösa kommunikationstekniker, såsom samarbetskommunikation, multiple-input multiple-output (MIMO), strålformning, rymdtidskodning och nätverkskodning, bland annat. Dessutom diskuterar detta dokument flera viktiga frågor om genomförandet av NOMA och ger vissa vägar för framtida forskning.  Från analoga telefonsamtal till alla Internetprotokolltjänster, inklusive röst- och meddelandetjänster, har varje övergång uppmuntrats av behovet av att uppfylla kraven i den nya generationens mobilteknik. Därefter står mobilkommunikationstekniken för närvarande inför en ny utmaning, vilket ger upphov till ett hyperanslutet samhälle genom framväxten av femte generationens (5G) tjänster. Med en enorm potential för både konsumenter och industri förväntas 5G öka fram till 2020. Från nästa generations teknik för radioåtkomst är en gradvis förändring av datahastigheten och en betydande minskning av end-to-end latency ett stort problem för 5G, eftersom den snabba utvecklingen av mobilt Internet och sakernas Internet (IoT) exponentiellt påskyndar efterfrågan på tillämpningar med hög datahastighet. Många av de branschinitiativ som har utvecklats med arbete på 5G förklarar särskilt att datahastigheten på nätverksnivå i 5G bör vara 10-20 Gbps (dvs. 10-20 gånger toppdatahastigheten i 4G) och att den användarerfarna datahastigheten bör vara 1 Gbps (100 gånger den användarerfarna datahastigheten i 4G). De sätter också latency (end-to-end tur-trip fördröjning) på 1 millisekund (en femtedel av latency i 4G). Den underliggande fysiska anslutningen i ett cellulärt nätverk kallas radioaccess-teknik, som genomförs av ett radioaccess-nät (RAN). En RAN använder i princip en kanalaccessteknik för att förse de mobila terminalerna med en anslutning till stomnätet. Utformningen av en lämplig flergångsteknik är en av de viktigaste aspekterna för att förbättra systemkapaciteten. Flera åtkomsttekniker kan i stort sett kategoriseras i två olika tillvägagångssätt [1], nämligen ortogonal multipel åtkomst (OMA) och icke-ortogonal multipel åtkomst (NOMA). Ett ortogonalt schema gör det möjligt för en perfekt mottagare att helt separera oönskade signaler från den önskade signalen med hjälp av olika basfunktioner. Med andra ord, signaler från olika användare är ortogonala för varandra i ortogonala system. Time division multiple access (TDMA) och ortogonal frekvensdelning multiple access (OFDMA) är ett par exempel på OMA-system. I TDMA delar flera användare samma frekvenskanal på tidsdelningsbasis. Användarna kommunicerar i snabb följd, den ena efter den andra, var och en med hjälp av sina tilldelade ankomst- och avgångstider. OFDMA möjliggör kommunikation med flera användare genom en metod för multiplexing (OFDM) med ortogonal frekvensdivision (OFDM) där subcarrierfrekvenser väljs så att subcarriers är ortogonala för varandra. I motsats till OMA, NOMA tillåter tilldelning av en frekvenskanal till flera användare samtidigt inom samma cell och erbjuder ett antal fördelar, inklusive förbättrad spektral effektivitet (SE), högre cell-edge genomströmning, avslappnad kanal återkoppling (endast den mottagna signalstyrkan, inte exakt kanaltillstånd information (CSI), krävs) och låg överföring latens (ingen schemaläggning begäran från användare till basstation krävs). De tillgängliga NOMA-teknikerna kan i stort delas in i två kategorier, nämligen effekt-domän och kod-domän-NOMA. Detta dokument fokuserar på power-domänen NOMA som superposes flera användare i powerdomänen och utnyttjar kanalen få skillnad mellan multiplexade användare. Vid sändarsidan överlagras signaler från olika användare och den resulterande signalen överförs sedan över samma kanaler (dvs. samma tidfrekvensresurser). Vid mottagarens sidor används multianvändardetektionsalgoritmer (MUD), såsom successiv störningsavstängning (SIC) för att upptäcka önskade signaler. Även om detta dokument i första hand undersöker den effekt-domän-superpositionskodning (SC)-baserade NOMA, ges en kort diskussion om andra klasser av NOMA i nästa avsnitt. OMA är ett realistiskt val för att uppnå goda prestanda när det gäller genomströmning på systemnivå. På grund av ovan nämnda kommande våg, 5G-nätverk kräver dock ytterligare förbättring av systemets effektivitet. I detta avseende har forskare över hela världen börjat undersöka NOMA som ett lovande system för flera åtkomster för framtida radioåtkomst. NOMA uppnår överlägsen spektral effektivitet av SC vid sändaren med SIC vid mottagaren [2, 3]. Dessutom innebär utvecklingen av trådlösa nät till 5G nya utmaningar för energieffektiviteten (EE), eftersom hela nätet kommer att vara ultratungt. Med en extrem ökning av antalet infrastrukturnoder kan den totala energiförbrukningen helt enkelt överträffa en acceptabel nivå. Även om betydande energi förbrukas av hårdvaran, NOMA har en inneboende förmåga att anpassa överföringsstrategin enligt trafiken och användarnas CSI. På så sätt kan man uppnå en bra driftpunkt, där både spektrumeffektivitet och EE blir optimala. Under de senaste åren har NOMA fått stor uppmärksamhet från forskare som försöker uppfylla 5G-kraven. Som en följd av detta finns det redan många forskningsinsatser på detta område. I NOMA:s forskningstrender ingår bland annat olika ämnen, till exempel olika resultatanalysmetoder, rättvisa analyser, EE och användarparning. Många forskare försöker ytterligare förbättra prestandan hos annan befintlig trådlös teknik, såsom samarbetskommunikation, multi-input multiple-output (MIMO), ljuskommunikation och relänätverk Bild. 1................................................................ Detta dokuments organisation och struktur.
I kraftdomänen NOMA, den icke-ortogonalitet införs genom att fördela olika effektnivåer till användarna REF.
Power-Domain Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) in 5G Systems: Potentials and Challenges
{'venue': 'ArXiv', 'journal': 'ArXiv', 'mag_field_of_study': ['Computer Science', 'Mathematics']}