近日,，中國科學(xué)院上海高等研究院-智能信息通信技術(shù)研究與發(fā)展中心周婷研究員團(tuán)隊聯(lián)合清華大學(xué)團(tuán)隊在6G新型多址接入技術(shù)領(lǐng)域取得重要進(jìn)展,。該研究面向5G-Advanced及6G后續(xù)演進(jìn)中超大規(guī)模機(jī)器連接場景的應(yīng)用需求,，聚焦多用戶上行非正交多址接入技術(shù),，從基礎(chǔ)通信理論角度出發(fā),，率先推導(dǎo)了上行多用戶在多種調(diào)制策略下的誤碼率閉式解,；理論推導(dǎo)并分析論證了多用戶非對稱上行信道“邊界效應(yīng)”的邊界閾值,，為優(yōu)化調(diào)制策略的選擇提供了指導(dǎo),；基于嚴(yán)格推導(dǎo)證明的誤碼率閉式解的數(shù)學(xué)性質(zhì),，研究團(tuán)隊進(jìn)一步提出一種非對稱自適應(yīng)調(diào)制框架與算法,，能夠有效減輕“邊界效應(yīng)”對系統(tǒng)性能產(chǎn)生的不穩(wěn)定性影響，使得多用戶上行非正交多址接入技術(shù)在滿足目標(biāo)誤碼率的前提下,，對比現(xiàn)有對稱性自適應(yīng)調(diào)制算法能夠有效提高系統(tǒng)吞吐量性能,。相關(guān)成果以“Asymmetric Adaptive Modulation for Uplink NOMA Systems”為標(biāo)題，發(fā)表于電信學(xué)頂尖期刊《IEEE Transactions on Communications》（中科院一區(qū)）,。
在過去的數(shù)十年間,，無線通信技術(shù)取得了長足的進(jìn)步,，高速、高效的5G通信技術(shù)正在被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域,。從1G到5G,，無線空中接口的多址接入方式（如TDMA、FDMA,、CDMA,、OFDM）均屬于正交多址接入方式，即在一個基本通信資源塊上只能服務(wù)一個用戶,。然而,，有限的頻譜資源將制約未來移動通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，如何提高通信系統(tǒng)的頻譜效率始終是一大挑戰(zhàn),。非正交多址接入技術(shù)在一個基本通信資源塊上能同時服務(wù)多個用戶,，從而在頻譜效率、最大連接數(shù)以及時延等指標(biāo)方面相比于傳統(tǒng)的正交多址系統(tǒng)能夠取得顯著的性能增益,。因而在近年來,，非正交多址接入技術(shù)成為5G-Advanced及6G移動通信系統(tǒng)中極具競爭力的候選技術(shù)，獲得了業(yè)界廣泛的關(guān)注,。
自適應(yīng)調(diào)制編碼是非正交多址技術(shù)領(lǐng)域最熱門的關(guān)鍵技術(shù)之一,。如果將現(xiàn)有的正交多址接入系統(tǒng)自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)應(yīng)用到非正交多址接入系統(tǒng)當(dāng)中，將使得非正交多址接入技術(shù)無法取得最佳性能,，同時在上行非正交多址接入系統(tǒng)中,，由于用戶間信道增益的差異還將產(chǎn)生一種“邊界效應(yīng)”，它會造成系統(tǒng)誤碼率,、吞吐量等性能的不穩(wěn)定,。本研究成果首先奠定了多用戶上行非正交多址接入系統(tǒng)的誤碼率閉式解以及“邊界效應(yīng)”邊界閾值表達(dá)的理論基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上首創(chuàng)提出了非對稱自適應(yīng)調(diào)制框架和算法,，顯著提升了上行非正交多址接入系統(tǒng)整體吞吐量,，有效解決5G-Advanced及6G后續(xù)演進(jìn)中超大規(guī)模機(jī)器連接場景的應(yīng)用需求。
本研究由中國科學(xué)院上海高等研究院團(tuán)隊牽頭,、聯(lián)合清華大學(xué)團(tuán)隊完成,。其中，智能信息中心博士研究生王愷杰為論文第一作者,、周婷研究員為通訊作者,。本項研究工作獲得了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、上海市科委基礎(chǔ)重點(diǎn)專項,、上海市優(yōu)秀學(xué)術(shù)帶頭人計劃,、上海市青年科技啟明星計劃以及中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會的資助支持。
原文鏈接：https://ieeexplore.ieee.org/document/9504531
圖片
圖1. 不同調(diào)制策略下用戶的誤碼率性能對比
圖片
圖2. 自適應(yīng)調(diào)制算法的系統(tǒng)吞吐量性能對比：（a） 高斯白噪聲信道；（b） 瑞利衰落信道,。
