稀疏码多址系统的设计优化

发布时间：2020-03-26 09:23

【摘要】：第五代移动通信5G是支撑我国未来移动通信系统发展的关键技术之一。未来的5G移动网络旨在非常有限的频谱资源条件下快速提高移动数据流量,非正交多址接入(NOMA)作为5G系统的一项关键技术,利用多路复用技术,使得同一资源可以被更多用户所共享,极大地提高了系统容量及频谱效率。而稀疏码多址接入(SCMA)因其码本稀疏性,在非正交多址技术中脱颖而出,能够满足5G与更多前沿科技相结合的需求与发展。首先,因为SCMA系统可通过设计码本的优化改善其系统性能,所以针对SCMA系统的发送端,本文提出了一种基于一维搜索算法的高效码本设计方案,旨在最小化成对错误概率(PEP)的上限。该方案采用了一种全新的SCMA模型,对其信道响应矩阵进行了列扩展。并且,通过优化幅度和相位旋转的设置,使每个用户拥有相同的最小互信息。基于这个前提,利用一维搜索算法获得最小PEP的上限。此外,所提出的码本的性能通过接收机的消息传递(MPA)算法来验证。相对于现有码本,本文提出的最小化成对错误概率上限的一维搜索码本性能更优。其次,针对SCMA系统的多用户场景,对接收端的检测算法进行改进优化。在传统串行干扰消除算法(SIC)的基础上,有研究提出了采用多反馈的形式,能够克服传统算法的错误传播现象。该方法先通过局部最大似然与预设门限值的可靠性比较,筛选出校验不可靠的码字。由此生成候选码字集并从中选取最佳码字。本文对候选码字集的选取方式做出了调整,先筛选出原有最佳路径,再逐层保留与最佳码字比特相反所对应的竞争路径。由此,可以得到逐层比特的似然比软信息,将该输出作为后续信道译码器的输入,能够提高整个系统的检测性能。
【图文】：

（３）逦ＳＣＭＡ逡逑稀疏码多址接入（ＳＣＭＡ）最初由华为公司提出［２１］，是ＬＤＳ－ＣＤＭＡ的增强逡逑版本。如图１－１所示，其实现原理为：将发送端的编码比特直接进行映射，变成逡逑４逡逑

逦北京邮电大学工学硕士学位论文逦逡逑１．３．１邋ＳＣＭＡ系统模型逡逑如图１－１所不，在ＬＤＳ系统中，可以考虑将ＱＡＭ邋（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ邋Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ逡逑Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）映射器和ＣＤＭＡ扩频器组合在一起，将用户比特直接进行映射成逡逑为复杂矢量，即所谓的码字。用户实际发送的序列为ＳＣＭＡ码本集中的多维码逡逑字，，每个用户层都有其专用的码本。经过这样简化的系统就称为稀疏码多址逡逑ＳＣＭＡ系统ｔ２５ｌ这种码字选择的方式可以看作一种广义的ＳＣＭＡ系统的多维星逡逑座图映射。与ＬＤＳ中的ＱＡＭ符号的简单重复相比，这种映射方式为用户码本逡逑的设计带来了更大的自由度，可以通过设计更好的码本获得更优的性能１｜９１逡逑
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN929.5

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本文编号：2601255