Compared to the traditional orthogonal multiple access (OMA), non-orthogonal multiple access (NOMA) technology can achieve higher spectrum efficiency and support more massive connectivity. In this article, we conduct comprehensive study and comparison on current NOMA technologies that many mainstream companies have proposed for the fifth generation (5G) wireless communication standard. According to the characteristics of the NOMA schemes, we classify these schemes into four categories: scrambling-based NOMA, spreading-based NOMA, coding-based NOMA and interleaving-based NOMA. We systematically summarize the transceiver block diagram of each category, and detail basic principles, key features and transmission-reception algorithms of all NOMA schemes. Furthermore, the theoretical analysis based on average mutual information is given to evaluate the achievable sum-rate performance of the NOMA systems and their potential performance gains as compared with OMA. Comprehensive simulations are carried out for the block-error-rate (BLER) performance evaluation of these NOMA schemes as well, which coincide with the theoretical analysis. By comparing the performance of these technologies, some promising schemes and directions are suggested for the future 5G NOMA development.
در مقایسه با تکنولوژی‌های مرسوم دسترسی چندگانه متعامد (OMA)، تکنولوژی دسترسی چندگانه غیر‌متعامد (NOMA) می‌تواند کارایی طیف بیشتری را به‌دست آورد و از اتصالات عظیم‌تر پشتیبانی کند. در این مقاله، ما یک مطالعه‌ی جامع بر روی تکنولوژی‌های فعلی NOMA که بسیاری از شرکت‌های اصلی برای نسل پنجم مخابرات سیار (5G) پیشنهاد کرده‌اند، انجام می‌دهیم و آنها را با هم مقایسه می‌کنیم. با توجه به ویژگی‌های طرح‌های NOMA، این طرح‌ها به چهار حوزه‌ی؛ NOMA مبتنی بر درآمیختن، NOMA مبتنی بر پراکندگی، NOMA مبتنی بر کدگذاری و NOMA مبتنی بر جاگذاری کردن، تقسیم‌بندی می‌شوند. ما به‌طور سیستماتیک نمودار بلوک فرستنده را برای هر حوزه، دسته‌بندی و خلاصه می‌کنیم و اصول اساسی، ویژگی‌های کلیدی و الگوریتم‌های انتقالی- پذیرش، تمام طرح‌های NOMA را مورد بررسی قرار می‌دهیم. علاوه بر این، تحلیل نظری برمبنای اطلاعات متقابل متوسط و قابل دستیابی سیستم‌های NOMA و ارزش عملکرد بالقوه آنها نسبت به OMA ارایه می‌شود. شبیه‌سازی جامع برای ارزیابی عملکرد بلوک خطا (BLER) در طرح‌های NOMA نیز انجام می‌شود، که با تجزیه و تحلیل نظری همخوانی دارد. با مقایسه عملکرد این فناوری‌ها، برخی از طرح‌ها و قواعد امیدوار‌کننده، برای آینده‌ی 5G NOMA پیشنهاد می‌شوند.
