非正交多址接入（NOMA)

正交多址技术(OMA)：只能为一个用户分配单一的无线资源，例如按频率分割或按时间分割，而NOMA方式可将一个资源分配给多个用户。

非正交多址技术（NOMA）：不同于传统的正交传输，在发送端采用非正交发送，主动引入干扰信息，在接收端通过串行干扰删除技术实现正确解调。基本思想是利用复杂的接收机设计来换取更高的频谱效率

一、在NOMA中采用的关键技术：

1、串行干扰删除(SIC)

串行干扰消除技术的基本思想是采用逐级消除干扰策略，在接收信号中对用户逐个进行判决，进行幅度恢复后，将该用户信号产生的多址干扰从接收信号中减去，并对剩下的用户再次进行判决，如此循环操作，直至消除所有的多址干扰。

2、功率复用

SIC在接收端消除多址干扰(MAI)，需要在接收信号中对用户进行判决来排出消除干扰的用户的先后顺序，而判决的依据就是用户信号功率大小。基站在发送端会对不同的用户分配不同的信号功率，来获取系统最大的性能增益，同时达到区分用户的目的，这就是功率复用技术。功率复用技术在其他几种传统的多址方案没有被充分利用，其不同于简单的功率控制，而是由基站遵循相关的算法来进行功率分配。

二、下行NOMA的实现方法：

注：上下行NOMA有所差异，可见上下行NOMA - 知乎 (zhihu.com)

在发送端，基站通过相同的时频资源与所有用户通信，即使用SC技术。在接收端，通过SIC进行接收，首先，先将所有信号中功率较大的作为有用信号，将其他信号作为干扰，进行解调，然后将解调出的有用信号减去，依次类推，直到解调出该用户的信息。

对于两用户场景：

1、前提：向用户1的发射信号 ${x_1}$ （信道质量好）、向用户2的发射信号 ${x_2}$ （信道质量差）

2、发射端：

两用户分配不同的发射功率，信道质量差的用户分配的发射功率更大，即 ${P_2} > {P_1}$ , 叠加后的信号为（基站要发出的）

$x = \sqrt {{P_1}} {x_1} + \sqrt {{P_2}} {x_2}$

3、接收端：

3.1、用户1（信道质量好）

接收信号： ${y_1} = {h_1}x + {n_1}$

由于发射端，对用户2分配了更多的功率，功率越大，对于其他用户而言干扰越大，所以要先解调出用户2。在剩余的信号中，便只剩下了用户1的信号与环境干扰噪声。再此基础上再解调出用户1信号。

NOMA用户1信干噪比为： $SIN{R_1} = \frac{{{P_1}|{h_1}{|^2}}}{{{N_1}}}$

速率为： ${R_1} = {\log _2}(1 + \frac{{{P_1}|{h_1}{|^2}}}{{{N_1}}})\$

3.2、用户2（信道质量差）

接收信号： ${y_1} = {h_1}x + {n_1}$

和上述讨论相同，由于用户2分配的功率更多，用户2的接收信号中，仍是先解调出用户2。由于此处我们需要的就是用户2信号，因此不需要再进一步解调出用户1信号。剩下的用户1信号与环境噪声便全作为了干扰。

NOMA用户2信干噪比为： $SIN{R_2} = \frac{{{P_2}|{h_2}{|^2}}}{{{P_1}|{h_1}{|^2} + {N_2}}}\$

速率为： ${R_2} = {\log _2}(1 + \frac{{{P_2}|{h_2}{|^2}}}{{{P_1}|{h_1}{|^2} + {N_2}}})\$

4.与OMA性能比较

相同条件下，OMA的用户1速率为： ${R_1} = \alpha {\log _2}(1 + \frac{{{P_1}|{h_1}{|^2}}}{{\alpha {N_1}}})\$

OMA的用户2信干噪比为： ${R_2} = (1 - \alpha ){\log _2}(1 + \frac{{{P_2}|{h_2}{|^2}}}{{(1 - \alpha ){N_2}}})\$

主要原因在于，将NOMA中的B分为αB与（1-α）B两部分，因此两个R都偏小

参考：NOMA概念介绍_xiaofalu的博客-CSDN博客_noma