NONORTHOGONAL MULTIPLE ACCES

NONORTHOGONAL MULTIPLE ACCES

Frank K. Huamán H.

Universidad Nacional Tecnológica De Lima Sur, Lima, Perú

2012200015@gmail.com

frankhuamanh@gmail.com

Abstract-- Este documento pretende ofrecer una visión general de cómo funciona el sistema de transmisión NOMA (Nonorthogonal multiple Access, así también, en cómo se plantea implementar en la red 5G para la telefonía móvil propuesta por DOCOMO. Las redes inalámbricas actuales asignan recursos de radio a los usuarios según el principio de acceso múltiple ortogonal (OMA). Sin embargo, a medida que aumenta el número de usuarios, es posible que los enfoques basados en OMA no cumplan con los estrictos requisitos emergentes, incluida la eficiencia espectral muy alta, la latencia muy baja y la conectividad masiva de dispositivos. El principio de acceso múltiple no ortogonal (NOMA) surge como una solución para mejorar la eficiencia espectral al tiempo que permite cierto grado de interferencia de acceso múltiple en los receptores.

I.  INTRODUCCIÓN.

        Los sistemas inalámbricos de comunicación móvil se convirtieron en una parte indispensable de la vida moderna. Sin embargo, el número y la variedad de dispositivos aumentan significativamente y se requiere que el mismo espectro de radio sea reutilizado varias veces por diferentes aplicaciones y/o usuarios. Además, la demanda de Internet de las cosas (IoT) introduce la necesidad de conectar a cada persona y cada objeto [1].

        Por ello, se están investigando para la futura estandarización nuevos métodos de multiacceso y modulación y formas de onda para los diversos casos de uso. La selección de esas formas de onda se considera como una de las decisiones más críticas en el desarrollo de la 5G. Por ejemplo, se sugirió la tecnología de onda milimétrica (mmWave) para ampliar el ancho de banda de transmisión para comunicaciones de muy alta velocidad [2].

II.  DE OMA A NOMA.

        Los problemas de transmisión a gran escala han ido evolucionando; pasamos de transmitir pequeños paquetes en el orden de lo bytes a los Gigabytes, por ello en un principio se presentó el concepto masivo de entrada múltiple y salida múltiple (MIMO) para mejorar la capacidad y la eficiencia energética [3], y se utilizaron redes ultradensas introducido para aumentar el rendimiento y reducir el consumo de energía mediante el uso de una gran cantidad de células pequeñas [4].

Además de las técnicas antes mencionadas, los investigadores también desarrollan una nueva tecnología de ac-ceso por radio para ser utilizada en redes de comunicación debido a su capacidad para aumentar la capacidad del sistema.

Recientemente, los diseños de sistemas basados en no ortogonalidad se han desarrollado para ser utilizados en redes de comunicación y han obtenido una atención significativa de los investigadores. Por lo tanto, las técnicas de acceso múltiple (MA) ahora se pueden clasificar fundamentalmente como acceso múltiple ortogonal (OMA) y acceso múltiple no ortogonal (NOMA).

NOMA ha sido reconocido como un fuerte candidato entre todas las técnicas de MA, ya que tiene características esenciales para superar los desafíos en la OMA de contraparte y cumplir los requisitos de los próximos sistemas de comunicación móvil. La superioridad de NOMA sobre OMA puede observarse de la siguiente manera:

1. Eficiencia espectral y rendimiento: En NOMA se asigna el mismo recurso de frecuencia a múltiples usuarios móviles, con buenas y malas condiciones de canal, al mismo tiempo. Por lo tanto, el recurso asignado para el usuario débil también es utilizado por el usuario fuerte, y la interferencia puede mitigarse a través de procesos SIC en los receptores de los usuarios (figura 1).

1. Equidad del usuario, baja latencia y conectividad masiva: en OMA, el usuario con una buena condición de canal tiene una mayor prioridad para ser atendido, mientras que el usuario con una mala condición de canal tiene que esperar el acceso, NOMA puede servir a múltiples usuarios con diferentes condiciones de canal simultáneamente.

1. Compatibilidad: NOMA también es compatible con los sistemas de comunicación actuales y futuros, ya que no requiere modificaciones significativas en la arquitectura existente [5].

 [pic 1]

FIGURA 1: Una comparación pictórica de OMA y NOMA.

III.  EVALUACION DEL RENDIMIENTO DE NOMA

        La universidad politécnica de valencia hizo lo propio en una investigación hecha por Mg. Néstor Estrada Brito: “Asimismo, se han realizado estudios y se ha demostrado teóricamente que NOMA es capaz de ofrecer una ganancia significativa en comparación con FDM / TDM [3]. Gracias a simulaciones por ordenador se probó la ganancia teórica de NOMA en [2]. Y, en efecto, el nuevo estándar de televisión digital terrestre ATSC 3.0 [4], fue recientemente adoptado NOMA [3], [5], puesto que permite un uso más flexible del espectro, consigue una mayor robustez frente a los escenarios de trayectos múltiples sobre redes SFN (Single Frequency Network), y es capaz de ofrecer simultáneamente múltiples servicios.”

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