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第六代移動通信技術(shù)（6G），正加速邁向現(xiàn)實應(yīng)用落地，面向未來萬物互聯(lián)的下一代物聯(lián)網(wǎng)將成為其核心應(yīng)用場景之一。在此趨勢下，如何在有限頻譜資源條件下支撐海量異構(gòu)終端的接入，成為亟待解決的關(guān)鍵問題。非正交多址（NOMA）因其高效的用戶復(fù)用能力，被廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)場景，而頻譜感知技術(shù)因可實現(xiàn)動態(tài)頻譜重用，是實現(xiàn)頻譜資源利用率有效提升的關(guān)鍵手段。然而，當(dāng)前頻譜感知方法大多面向正交接入場景，對于多用戶非正交系統(tǒng)中的頻譜利用存在明顯局限，尤其在功率疊加、多用戶干擾、誤警波動等方面難以滿足6G物聯(lián)網(wǎng)的精細(xì)化頻譜管理需求。因此，構(gòu)建適配多用戶NOMA系統(tǒng)的高精度頻譜感知機(jī)制，對提升網(wǎng)絡(luò)總體吞吐量與通信魯棒性具有重要意義。針對上述問題，中國科學(xué)院上海高等研究院聯(lián)合上海大學(xué)、北京科技大學(xué)、加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)等，提出了一種適用于非正交多址上行通信系統(tǒng)的多軌道頻譜感知方法，實現(xiàn)了在多用戶干擾及不確定發(fā)射環(huán)境下的頻譜空穴高效識別與利用。研究人員圍繞多用戶非正交干擾下頻譜空穴的高精度識別問題展開系統(tǒng)研究，針對現(xiàn)有頻譜感知技術(shù)在NOMA系統(tǒng)中，面臨的多用戶干擾放大、檢測邊界模糊及閾值穩(wěn)定性差等挑戰(zhàn)，首次引入軌道建模思想，將每個非正交用戶在功率-頻域中的傳輸情況抽象為軌道特征軌跡，從而實現(xiàn)對非完全占用頻譜的結(jié)構(gòu)性重構(gòu)?；诖?，研究人員提出兩階段頻譜感知框架：在第一階段，通過循環(huán)延遲分集處理結(jié)構(gòu)增強用戶特征的可分辨性，對不同用戶進(jìn)行初步軌道估計；在第二階段，結(jié)合軌道覆蓋特征與信道狀態(tài)，對用戶軌道進(jìn)行精準(zhǔn)檢測，并自適應(yīng)調(diào)整感知閾值，使算法在不同用戶密度、信道質(zhì)量及干擾環(huán)境下均能維持穩(wěn)定性能。研究人員進(jìn)一步推導(dǎo)了3個用戶下封閉形式的最優(yōu)感知閾值表達(dá)式，并證明其對任意用戶數(shù)均具有可擴(kuò)展性與穩(wěn)定性，為后續(xù)NOMA用戶的大規(guī)模部署提供了可計算的設(shè)計準(zhǔn)則，且所提算法顯著提升了對主用戶狀態(tài)的判別精度。仿真結(jié)果表明，在5dB信噪比情況下，該多軌道頻譜感知方法，相比傳統(tǒng)NOMA方法，在系統(tǒng)平均吞吐量方面提升了30%，并將虛警概率穩(wěn)定控制在10%以內(nèi)，且在用戶密集度提升的場景下仍具備良好的可遷移性與魯棒性。該研究在理論模型上實現(xiàn)了頻譜感知與非正交接入機(jī)制的深度融合，并在工程實現(xiàn)上具備低復(fù)雜度、高適應(yīng)性及強魯棒性的優(yōu)勢，為面向6G的彈性頻譜管理與動態(tài)資源調(diào)度提供了切實可行的技術(shù)方案，對于構(gòu)建大規(guī)模物聯(lián)接入的新一代通信系統(tǒng)具有重要推動作用。相關(guān)研究成果以Multi-Orbit Spectrum Sensing for Uplink NOMA System Towards Next-Generation IoT Networks為題，發(fā)表在IEEE Transactions on Wireless Communications上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會、科學(xué)技術(shù)部、北京市、上海市等的支持。論文鏈接物聯(lián)網(wǎng)場景下多用戶上行傳輸?shù)念l譜感知模型不同信噪比時，該技術(shù)與傳統(tǒng)NOMA技術(shù)在3個用戶情況下的檢測概率、虛警概率（左圖）和吞吐量性能曲線（右圖）