NOMA是Non-orthogonal multiple access technology的簡稱，意為非正交多址技術(shù)。NR同意使用NOMA接收機，如圖1所示，它被用作上行數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩嘤脩艚邮掌鞯囊话憧驁D。

NOMA接收機關(guān)鍵技術(shù)在于不同多用戶檢測器（MUD：multi-user detectors）和干擾消除（IC：interference cancelation）。

幾年前，LTE中就提出了諸如ML-like接收器、CWIC接收器等高級接收器，例如在Rel-12 NAICS中。未在實際網(wǎng)絡(luò)中采用的原因是缺乏成本效率和可擴展性，因為從市場和網(wǎng)絡(luò)性能角度來看，gNB的硬件升級僅有益于特定功能/場景是不可取的。

作為一個潛在的新特性，NOMA將添加到Rel-15 NR中，該NR將包括MU-MIMO、配置授權(quán)和不同波形等重要特性，這些特性是所有用例（如eMBB、uRLLC和mMTC）的使能器。類似地，如果設(shè)想將其與發(fā)射器側(cè)增強一起作為NOMA增益的關(guān)鍵使能器，那么由NOMA研究激勵的改進(jìn)/高級接收器也將非常理想，它也有利于傳統(tǒng)UE和未來可能運行MU-MIMO的UE。

因此，為了特別有效地支持強制性特征，例如，上行中的CP-OFDM和DFT-s-OFDM，NOMA接收機應(yīng)適用于具有兩種上行波形的上行信號。

Chip-wise vs. Block-wise MUDs

如表1所示，MUD可分為兩類：chip-wise receiver和 block-wise receiver。

在chip-wise receiver中，MUD操作在每個RE上獨立執(zhí)行，具有高度并行性，并且可以應(yīng)用于所有NOMA傳輸方案。block-wise receiver僅適用于具有擴展的NOMA方案。在block-wise receiver中，它在一組RE上執(zhí)行一次，即對于擴展塊內(nèi)的RE，其中由于更大的擴展塊而增加的復(fù)雜性將比在chip-wise 塊中快得多。

Chip-wise MUD

在chip-wise多用戶檢測中，某些過程迭代地細(xì)化多用戶信號的估計。一個系列包括迭代消息傳遞或信念傳播，LDPC解碼器使用的成熟接收器架構(gòu)。在這個架構(gòu)中，有MPA（message-passing-algorithm）和EPA（expectation propagation algorithm）。兩者都很簡單，性能相似。另一種方法是使用FEC的軟信息來細(xì)化用戶間干擾的近似值，這是在ESE中完成的。

Block-wise MUD

block-wise?MUD對一組RE（擴展塊）進(jìn)行操作，以利用某些特定類型的NOMA操作（如線性擴展）提供的符號結(jié)構(gòu)。

在大小為L個 RE的擴展塊上聯(lián)合執(zhí)行的塊MMSE反演Nr×L-by-Nr×L復(fù)數(shù)協(xié)方差矩陣。與chip-MMSE相比，block-MMSE具有更高的復(fù)雜度，即與之相比，尤其是當(dāng)擴展因子L較大時。

當(dāng)矩陣大小 (Nr·L by Nr·L) 超過一定水平時，數(shù)值穩(wěn)定性成為現(xiàn)實中的優(yōu)先事項，并行化將受到指數(shù)級影響。由于額外的延遲和復(fù)雜性懲罰，可能無法檢測或驗證數(shù)值不穩(wěn)定的發(fā)生。它將繼續(xù)通過以下接收塊傳播，并最終導(dǎo)致不可預(yù)測的故障。

block-MMSE接收機嚴(yán)重依賴于特定NOMA發(fā)射器在RE塊上信號處理的特定信號結(jié)構(gòu)（即線性擴展）。如果信號中沒有此類特定結(jié)構(gòu)，則實現(xiàn)變得無用甚至有害。這將發(fā)生在Rel-15 UE的信號上，該信號確實使用塊擴展：在信號上應(yīng)用 block-MMSE不會像MMSE-IRC那樣提高任何基線性能，但會浪費更高的復(fù)雜性和更高的病態(tài)矩陣風(fēng)險（矩陣反轉(zhuǎn)維數(shù)從到）。

干擾消除方法比較

在一維中，干擾消除（IC）可以是硬的、軟的或混合的。

• Hard IC：信道解碼器將正確解碼（即通過CRC檢查）的二進(jìn)制位反饋給檢測器，用于干擾重建。它只反饋正確解碼的數(shù)據(jù)流。

• Soft IC：信道解碼器將LLR（log likelihood ratios）反饋給檢測器進(jìn)行干擾重建，無論數(shù)據(jù)流是否可以正確解碼。然而，對于那些正確解碼的碼字，使用LLR值而不是硬IC是一種浪費。

• Hybrid IC：信道解碼器反饋正確解碼碼字的二進(jìn)制位和錯誤解碼碼字的LLR，如圖3所示。對于那些正確解碼的用戶，干擾被硬消除（藍(lán)色虛線）；對于那些未編碼的用戶，軟信息由解碼器反饋（橙色虛線）。這樣，可以降低軟集成電路的實現(xiàn)復(fù)雜度，提高硬集成電路的性能。

在另一個維度中，集成電路可以串行、并行或混合實現(xiàn)。

• SIC（Serial IC，也稱為 successive IC）一次僅解碼一個用戶。雖然SIC的順序取決于SINR值以利用用戶之間的遠(yuǎn)近效應(yīng)，但這樣的順序SIC可能會導(dǎo)致眾所周知的錯誤傳播。為了克服這一問題，在增強SIC中，每次成功解碼UE時，都會修改SIC的順序。

• PIC（parallel IC）同時對所有活動用戶進(jìn)行解碼，從而避免了SIC的順序相關(guān)錯誤傳播并提高了性能，如圖6（b）和圖7所示。此外，由于較高的并行性，它具有較低的解碼延遲。注意，一次也可以解碼用戶子集，稱為group PIC，并且可以獲取用于組選擇的附加操作。

如圖7所示，在相關(guān)情況下，hard ordered?SIC的性能最差。雖然hard enhanced SIC的性能優(yōu)于hard ordered SIC，但其性能仍明顯低于hard ordered SIC。在PIC系列中， hybrid-PIC的性能略優(yōu)于soft-PIC，soft-PIC比hard-PIC有明顯的增益。

B.1 Design Principle

EPA是一種眾所周知的近似貝葉斯推理技術(shù)，它使用更簡單的指數(shù)族分布來近似目標(biāo)分布，其中Kullback-Leibler散度最小化。它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于機器學(xué)習(xí)領(lǐng)域。從概念上講，如下圖所示，EPA可以被視為將目標(biāo)分布投影到指數(shù)族分布集Φ的操作，即

?? ????

如果為，則投影減少為單位映射。然而，一般來說，，因此這樣的投影是不平凡的。

證明了（1）的最優(yōu)解能夠精確匹配目標(biāo)分布的充分統(tǒng)計信息。例如，如果q是高斯分布，則q的均值和協(xié)方差將分別等于真實分布的p均值和協(xié)方差。

對于MU檢測問題，目標(biāo)分布通常包括以下形式的因子乘積：