通信感知一体化系统中NOMA技术的资源分配优化策略
作者 贾骐宇
发表于 2025年11月

【摘 要】在6G移动通信系统中,通信感知一体化技术利用更宽频段、更高频段以及大规模天线阵列,实现感知与通信功能的相辅相成。即通信网络能为无线信号感知提供空间手势识别、精准定位等服务,而感知能力的进一步提升又能增强通信性能,实现感知辅助通信。非正交多址(NonOrthgonal Multiple Access,NOMA)技术能进一步提升通信感知一体化系统的性能,确保其在移动通信系统中发挥出应有的作用。然而在资源分配维度上,NOMA技术却面临多方面的问题,影响到自身的价值彰显与功能发挥。因此,文章结合技术应用优势,提出功率、频谱及联合资源等方面的优化策略。

【关键词】通信感知一体化系统;NOMA技术;资源分配;优化策略

引言

通信感知一体化系统融合了环境检测(感知功能)与信息传输(通信功能),可以借助频谱资源、信息处理算法及射频模块等资源,提升设备的场景适应性及资源利用质量。当前,通信感知一体化系统凭借边传边测功能,被广泛应用于智能交通、自动驾驶、6G通信、低空经济、智能家居等领域。通过“通信”与“感知”两种功能,赋能数字技术融合应用设备的发展[1]。然而在系统应用过程中,面临新干扰以及资源协调等方面的问题,需要引入NOMA技术予以解决,从而发挥其交织多址、多场景适配、多用户处理以及抗干扰性等特性,满足通信感知一体化系统的应用需求,为我国数字经济发展以及科技创新,提供必要的支持和抓手。在此过程中,还应明确技术应用优势,提高系统运作的稳定性及实效性[2]。

一、NOMA技术在通信感知一体化系统中的应用优势

通信感知一体化系统的核心目标是实现通信与感知功能的深度融合,通过构建涵盖感知模块、通信模块以及协同控制单元的无线系统,确保通信功能与感知功能在实践安排及资源利用上达到良好的协同效果,满足系统运行的基本需求,即能根据环境情况及业务需求,灵活、科学、及时地分配资源[3]。当通信需求大时,系统会优先让通信模块使用功率、频谱等资源。而NOMA技术拥有非正交的资源分配方式,能够使更多用户同时接入,提高资源的高效利用及处置能力。将其应用到通信感知一体化系统中,拥有如下两方面的应用优势。

一方面,NOMA技术能够利用交织多址、稀疏码多址接入、功率域复用等技术,充分利用无线信道资源,降低资源浪费率,提高系统的吞吐量。特别是当系统中有种类繁多的业务任务时,NOMA技术可以根据信道条件、需求类型进行科学合理的功率分配,确保系统拥有较高且稳定的吞吐量[4]。例如,对于工业互联网中的生产线设备的监测任务,NOMA技术能分配较高的功率,确保设备温度、震动等参数得到及时采集和传输,从而确保控制系统能及时察觉异常状况。而在生产技术文件上传等业务中,NOMA技术会减少功率占比,在不干扰核心感知任务的前提下完成数据交互,进而使系统吞吐量得到系统性提升。

另一方面,提升通信感知一体化系统的适应性。NOMA技术能凭借场景需求,灵活调整资源分配方式,及时满足系统个性化或多样化的需求。例如在处理紧急任务时,NOMA技术会结合任务的优先级,集中处理紧急任务;而当通信业务量大幅增长后,NOMA技术则会将大量资源分配给通信模块,提高系统的通信效率及质量。当通信任务及感知任务都处于紧急状态时,NOMA会启动动态协调机制,通过综合评估两项任务的实时性要求、紧急程度等,明确资源分配的比重[5]。总之,NOMA技术拥有较高的灵活性,可以适配多种复杂而多变的场景、满足各类任务需求,从而使系统资源得到高效利用及匹配,提升通信感知一体化系统运作的实效性、有效性及针对性。此外,NOMA技术的抗干扰性能突出,借助功率域的分层架构,能够帮助减轻多用户之间的信号干扰问题,特别是在复杂电磁环境中,可以动态调整不同用户功率配比,将干扰信号控制在特定区间及范围内,提高通信感知一体化系统运作的稳定性,缓解用户数量剧增引发的系统拥堵问题。

二、NOMA技术在通信感知一体化系统中的资源分配问题

NOMA技术在通信感知一体化系统中发挥着资源分配、协调的作用,能够确保感知模块与通信模块实现协调及互促。然而在技术应用实践中,NOMA技术应用还面临通信与感知资源冲突、多用户干扰以及环境适应性等问题。

本文刊登于《消费电子》2025年23期
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