SCMA上行链路多用户检测算法的研究

发布时间：2019-06-01 14:12

【摘要】：现有的通信系统大多采用正交资源进行通信,其可容纳的设备数量有一定的上限;由于近年来数据业务量和接入设备的爆发式增长,新一代的通信系统需要实现更高的通信速度、更低的时延和更大的吞吐量。稀疏码多址接入技术(Sparse Code Multiple Access,SCMA)通过高维码本来实现系统的高过载性和高吞吐量,因此成为研究热点之一。本文首先介绍了SCMA的基本技术,并对上行链路通信模型进行仿真和分析。本文研究了SCMA发送端的星座映射和稀疏扩频技术,并对多用户非正交码本的设计原则进行介绍。由于用户数大于可使用的资源数,因此,占用资源非正交的用户应使用最大化最小欧几里得距离的码本;占用资源正交的用户应使用相同的码本。其次,文中研究了接收端的消息传递算法(Message Passing Algorithm,MPA)。在SCMA上行链路通信模型下,本文提出低复杂度下的两个多用户检测算法。本文通过更改内部软消息值的迭代顺序得到快速收敛的MPA算法,并通过改变用户迭代顺序,得到改进后的快速收敛MPA算法;提出接收信噪比高的用户提前停止迭代的不完全迭代MPA检测算法。这两个算法均能在牺牲较少性能的前提下,降低检测复杂度和时延。最后,本文研究了MPA算法中的干扰消除。通过将MPA内部迭代结构进行拆分,本文提出准并行干扰消除MPA检测算法。该算法使接收信噪比较高的用户提前输出码字信息,在译码正确后,对这些用户数据进行重编码和重映射,然后加入用户信道衰落系数,从接受信号中减去这些用户的重构信号,并更新因子图矩阵;基于更新后的接收信号和因子图矩阵再对剩余用户进行检测,使低接收信噪比用户获得性能增益。该算法在牺牲复杂度和时延的前提下,提升系统性能。
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【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN929.5

【参考文献】

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本文编号：2490334