24、5G 多波束卫星系统中 NOMA 应用研究综述及量子点元胞自动机电路设计

5G 多波束卫星系统中 NOMA 应用研究综述及量子点元胞自动机电路设计

1. 移动网络发展与 5G 需求

移动网络作为无线电接入通信网络（RANs），允许移动用户在特定时间段内使用网络的无线电资源（频谱）进行信息传输或接收。网络接入点可以是地面基站（形成地面网络或蜂窝网络），也可以是地球轨道卫星（构成卫星网络）。移动网络的性能指标包括总容量、可靠性（服务质量和用户公平性）、延迟以及地理覆盖范围。

随着时间的推移，移动网络根据其性能和使用的技术被划分为不同的代际，具体如下表所示：
| 代际 | 年份 | 无线电接入技术 | 模拟/数字技术 | 应用 |
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
| 1G | 20 世纪 80 年代 | FDMA | 模拟技术 | 仅语音通话 |
| 2G | 20 世纪 90 年代 | TDMA、CDMA | GSM、GPRS、EDGE | 语音通话、短信、分组交换数据服务 |
| 3G | 21 世纪 00 年代 | CDMA | CDMA - 2000、EV - DO、WCDMA | 2G 服务 + 视频通话 |
| 4G | 21 世纪 10 年代 | OFDMA | LTE、LTE - A | 3G 服务 + 高质量视频通话和直播流 |

在 2010 年代，4G 网络是最先进的移动网络形式，具备高连接性、高容量、高终端用户速度、中等延迟、低可靠性和相对较小的地理覆盖范围（约覆盖地球表面的 20%），提供视频通话和直播流等服务。然而，从 2020 年代开始，移动通信行业旨在实现物联网（IoT），包括工业互联网、远程手术和全球连接等服务。这些服务需要网