面向5G的MUSA多用户共享接入_袁志锋

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1、□TELECOMMUNICATIONSNETWORKTECHNOLOGYNo.5NETWORKTECHNOLOGY面向5G的MUSA多用户共享接入袁志锋中兴通讯股份有限公司无线预研高级工程师郁光辉中兴通讯股份有限公司无线预研总工程师李卫敏中兴通讯股份有限公司无线预研高级工程师摘要未来5G无线通信系统中，海量连接（MMC，MassiveMachineCommunication）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-UserSh

2、aredAccess）。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。关键词海量连接非正交多址多用户共享接入免调度1引言不想发就深度休眠，从而大大节约节点的能耗；非正交/免调度还能简化节点物理层设计和流程，从而大大未来5G场景经过抽象分为两大类，一类是移动宽降低节点的成本。带接入（MBB，MobileBroadband）高容量，还有一类是MUSA（Multi-UserSharedAccess）是一种基于复物物连接

3、进而发展为物联网（IoT，InternetofThings）。数域多元码序列的多用户共享接入技术，是结合了非其中物物连接又分为两大类，一类是低数据速率，但具正交多址接入和免调度接入设计理念的新的多用户接有海量节点；另一类是低时延高可靠。在前一类物物入技术。连接类型中由于连接点数量的海量，势必要求节点的成本很低，功耗很低。因此，在海量节点/低速率、低成2MUSA(Multi-UserSharedAccess)本、低功耗这些要求下，目前4G的系统是无法满足这MUSA是一种基于复数域多元码的上行非正交多个要求的。主要体现为4G系统设计的时候主要针对址接入

4、技术，适合免调度的多用户共享接入方案，非常的是高效的数据通信，是基于正交多址接入的无线通适合低成本、低功耗实现5G海量连接。信系统，需通过严格的接入流程和控制来达到这一目MUSA原理框图如图1所示。首先，各接入用户的。如果非要在4G系统上承载上述场景，则势必造成使用易于SIC接收机的、具有低互相关的复数域多元接入节点数远远不能满足要求，信令开销不能接受，节码序列将其调制符号进行扩展；然后，各用户扩展后的点成本居高不下，功耗尤其是节点功耗不能数量级降符号可以在相同的时频资源里发送。最后；接收侧使低。因此，有必要设计一种新的多址接入方式来满足用线性处理

5、加上码块级SIC来分离各用户的信息。上述需求。扩展序列会直接影响MUSA的性能和接收机复上述5G需求映射到技术层面上，则非正交和免调杂度，是MUSA的关键部分。如果像传统DS-CDMA度这两项技术能很好地满足上述需求。首先，非正交（如IS-95标准）那样使用很长的PN（Pseudo-Noise）序设计之初就是允许用户信息混叠在一起，能天然地和列，那序列之间的低相关性是比较容易保证的，而且可免调度结合在一起；而在低传输速率下非正交/免调度以为系统提供一个软容量，即允许同时接入的用户数能有更大的节点过载率；非正交/免调度能大量节省信量（即序列数量）大于

6、序列长度，这时系统相当于工作令开销；非正交/免调度还能使系统不需要或者减弱上在过载的状态。下面把同时接入的用户数与序列长度行同步过程；非正交/免调度能使节点做到想发就发，的比值称为负载率，负载率大于1通常称为“过载”。·28·网络技术《电信网技术》2015年5月第5期图1MUSA上行接入方案长PN序列虽然可以提供一定的软容量（即一定的的信令开销和实现难度。同时，MUSA可以放宽甚至过载率），但是在5G海量连接这样的系统需求下，系统免除严格的上行同步过程，只需要实施简单的下行同过载率往往是比较大的，在大过载率的情况下，采用长步。最后，存在远近效应时，

7、MUSA还能利用不同用户PN序列所导致的SIC过程是非常复杂和低效的。到达SNR的差异来提高SIC分离用户数据的性能。即MUSA上行使用特别的复数域多元码（序列）来作也能如传统功率域NOMA那样，将“远近问题”转化为为扩展序列，此类序列即使很短时（如长度为8，甚至4“远近增益”。从另一角度看，这样可以减轻甚至免除时），也能保持相对较低的互相关。例如，其中一类严格的闭环功控过程。所有这些为低成本低功耗实现MUSA复数扩展序列，海量连接提供了坚实的基础。其序列中每一个复数的上面从5G海量连接的角度对比了MUSA和传统实部虚部取值于一个CDMA技术，下

8、面同样地从5G海量连接的角度看多元实数集合。甚至一MUSA和传统功率域非正交接入（NOMA）的一些比种非常简单的MUSA较