2.1 非正交多址接入技术
多址技术是现代移动通信系统的关键特征，很大程度上来说，多址技术就是每一代移动通信技术的关键特点。5G除了支持传统的OFDMA技术外，还将支持SCMA、NOMA、PDMA、MUSA等多种新型多址技术。新型多址技术通过多用户的叠加传输，不仅可以提升用户连接数，还可以有效提高系统频谱效率，通过免调度竞争接入，还可以大幅度降低时延。
我们知道3G采用直接序列码分多址（Direct Sequence CDMA，DS-CDMA）技术，手机接收端使用Rake接收器，由于其非正交特性，就得使用快速功率控制（Fast Transmission Power Control，FTPC）来解决手机和小区之间的远—近问题。
而4G网络则采用正交频分多址（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing，OFDM）技术，OFDM不但可以克服多径干扰问题，而且和MIMO技术配合，极大地提高了数据速率。由于多用户正交，手机和小区之间就不存在远—近问题，快速功率控制就被舍弃，而采用AMC（Adaptive Modulation and Coding，自适应调制编码）的方法来实现链路自适应。
NOMA技术希望实现的是，重拾3G时代的非正交多用户复用原理，并将之融合于现在的4G OFDM技术之中。
从2G、3G到4G，多用户复用技术无非就是在时域、频域、码域上做文章，而NOMA在OFDM的基础上增加了一个维度——功率域。
新增这个功率域的目的是，利用每个用户不同的路径损耗来实现多用户复用。
3G、4G及5G多址技术对比，如表2-1所示。
表2-1 3G、4G及5G多址技术对比
实现多用户在功率域的复用，需要在接收端加装一个SIC（持续干扰消除器），通过这个干扰消除器，加上信道编码（如Turbo code或低密度奇偶校验码（LDPC）等），就可以在接收端区分出不同用户的信号，如图2-1所示。
图2-1 UE接收端利用SIC的NOMA基本原理
NOMA技术可以利用不同的路径损耗的差异来对多路发射信号进行叠加，从而提高信号增益。它能够让同一小区覆盖范围的所有移动设备都能获得最大的可接入带宽，可以解决由于大规模连接带来的网络挑战。
NOMA技术在未来5G移动通信网络中的应用如图2-2所示。
图2-2 NOMA技术在未来5G移动通信网络中的应用
NOMA的另一优点是，无须知道每个信道的CSI（信道状态信息），从而有望在高速移动场景下获得更好的性能，并能组建更好的移动节点回程链路。
NOMA有两种关键技术：一种是在用户接收端，利用连续干扰消除技术进行多用户检测。另一种是在发送端进行功率域复用，根据相关算法进行功率分配。NOMA也面临一些技术实现的问题。一方面非正交传输接收机非常复杂，SIC接收机的设备需要芯片的信号处理技术有大的提升；另一方面，功率域复用技术还在研究阶段，后续还有很多工作要作。
稀疏编码多址接入SCMA技术是一种新型基于码域复用的多址方案，该方案将QAM调制和签名传输过程融合，输入的比特流直接映射成一个从特定码本里选出的多维SCMA码字，然后再以稀疏的方式传播到物理资源元素上。一组码字非正交复用，组成一个SCMA块，由于码字的数量大于其所占用的资源元素数量，所以可以提供高达300%的过载率。目前，SCMA对于的研究主要有最佳码本设计、低复杂度接收算法研究、速率和能效研究以及SCMA与其他无线技术结合的研究。