SCMA场景下的极化码编解码方案改进研究

发布时间：2020-04-03 20:39

【摘要】：随着无线通信和移动通信各种技术的不断发展,移动通信的应用场景也越来越丰富,同时越来越多的应用场景也反过来催生了更多更好的无线通信技术。增强移动宽带通信(eMBB)场景是提升用户体验最核心的应用场景,它要求更低的误码率性能、更高的吞吐量、更强的高速移动通信能力。信道编码起源于香农信道容量理论和汉明编码,随后BCH码、RS码、LDPC码、Turbo码等各种性能优越的编码方式,极化码是E.Arikan基于对信道极化现象的研究提出的一种编码方式,它是目前唯一一种被证明在二进制离散无记忆信道上传输时可达到信道容量的一种编码方式。SCMA将频域资源分成多个子载波,按照码本的映射关系分配给各个用户,用户检测器通过信道估计值、噪声估计值和码本信息在因子图中进行置信传播,从而检测出各个用户的码字信息。本论文首先介绍了极化码和SCMA的基础理论,研究了极化码的编码原理、各种译码方式的译码结构,比较了各种译码方式的性能、输出方式、复杂度特点。介绍了SCMA码本映射的原理,研究了SCMA用户检测器的检测原理及消息传递算法。在译码方式中,重点研究了具有软信息输出方式、译码时延较小的SCAN译码算法,提出了简化的SCAN(SSCAN)译码算法,两种降低译码复杂度的方式,分别是简化的左信息更新方式和剪枝译码算法,减少一部分节点更新时的计算量,降低了SCAN算法的计算复杂度和储存复杂度。然后,本论文提出了一种新的联合检测译码算法,在接收机采用循环迭代的结构,极化码译码器采用软信息输出SSCAN译码算法,联合接收机中将用户检测的MPA因子图和SSCAN因子图联合,使得MPA因子图中的传递的内部信息和SSCAN算法的因子图信息通过转换后,直接在联合因子图中传递并迭代。然后研究了MPA接收机的检测特点,参照其他联合系统引入了阻尼系数,仿真分析了不同阻尼方式、以及阻尼系数设置不同数值对于系统性能的影响,选取最优的阻尼方式和最优阻尼值。最后仿真分析了本论文提出的联合检测译码算法与原有的联合检测译码算法的误码率性能,比较了提出的联合检测译码与现有的基于反馈硬判决的联合检测译码方式的性能差异。
【图文】：

图 2-1 递归形式的信道组合模型展到 2nN 时，对称容量{ i }NI W（ ）为 2i-1 iN N/22I W =I W（ ） （ ） 2i i iN N/22N/2I W =2 I W -I W（ ） （ ） （ ）出了信道联合和分裂以后时，序号为奇数的信，从公式(2-7)、(2-8)中可以看出，由于极化码算同样具有递归结构。信道联合的独立码本数 0 和接近 1 的比例很高，因此可以利用信道余信道设置为固定比特。码现象，，可以在信道对称容量大、巴氏参数小的容量小、巴氏参数大的子信道副本上传输冗余、噪声功率高的、信道容量小的信道设置为冻 i 最接近于 0 的子信道 W i 上传输数据信息

程可以用因子图来表示，因子图R值和向右传递的硬比特信息就是的单位因子图，在该因子图上有传递的LLR值，1 4B ~B 代表向右传和右信息B的计算和传递公式为：3 1 2L L L12tanh tanh( )tanh2 2a ba b 2 1 342 1 3, 0, 1L L BLL L B 1 3 4B B B2 4B B1L3LB
【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】：2019
【分类号】：TN911.22;TN929.5

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本文编号：2613675