基于分步优化策略的稀疏码多址接入技术研究
发布时间：2021-11-29 06:54
为了满足第五代移动通信（Fifth Generation,5G）面临的海量连接需求,一种由低密度签名序列（Low Density Signature,LDS）技术演变而来的稀疏码多址接入（Sparse Code Multiple Access,SCMA）技术正成为当前的研究热点。通过合并LDS技术中的调制器和稀疏扩频器,SCMA系统依靠预先分配的码本中的码字区分各用户的数据。得益于码字的稀疏性,SCMA系统可以采用兼顾检测复杂度和检测性能的消息传递算法（Message Passing Algorithm,MPA）译码。对于SCMA系统的关键技术,本文深入研究了基于分步优化策略的码本设计方案以及MPA的低复杂度优化方法。在基于分步优化策略的码本设计方案中,设计母星座的复杂度和确定最优星座运算的难度实际上增加了码本设计的难度。针对这一问题,本文提出了两种改进的码本设计方案,即基于资源块星座图的码本设计和基于距离谱的码本设计。1.基于资源块星座图的码本设计方案。通过直接设计最大化最小欧氏距离的低维资源块星座图,所提方案避免了设计高维母星座的复杂度,而且资源块上星座点间最大化的最小欧氏距离还能...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１?ＣＤＭＡ编码器示意图??
ＳＣＭＡ技术的研宄??意味着扩频序列含有较多零元素。除了扩频码不同外，ＬＤＳ的整个编码过程与??ＣＤＭＡ类似。ＬＤＳ编码器示意图如图２－２所示。?????＇□??数据比特星座调制器—低密度序列扩频器??——＾???Ｆ＝ｉ??Ｉ?徽??〒?低密度｜??Ｔ星座符号?＾?扩频序列Ｉ??图２－２?ＬＤＳ编码器示意图??Ｆｉｇ．２－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＬＤＳ?ｅｎｃｏｄｅｒ??较之ＬＤＳ简单地将扩频序列稀疏化，ＳＣＭＡ合并了?ＬＤＳ中的星座调制器和低??密度序列扩频器，从而将用户比特数据直接映射为复数域向量。这种复数域向量??被称为码字，而同一用户所有不同码字的集合称之为码本。在ＬＤＳ中，编码过程??只是简单地将星座符号在扩频码的各非零维度上作重复。对于ＳＣＭＡ，由于码本??的设计可以归结为多维星座的设计，因此设计多维星座带来的成形增益使得??ＳＣＭＡ系统的性能更优。ＳＣＭＡ编码器示意图如图２－３所示。??｜?ＳＣＭＡ涵?ｉ??丨门??Ｉ?圉〕■國?Ｉ?■??数据比特一］￣?卜ｈ??｜?ｔ?｜?ｔ码字??＿５土?＇??图２－３?ＳＣＭＡ编码器示意图??Ｆｉｇ．２－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＳＣＭＡ?ｅｎｃｏｄｅｒ??２．１．２?ＳＣＭＡ基本原理及系统模型??在ＳＣＭＡ系统中，通过为每个用户预先设计的码本中的码字承载用户信息，??因此ＳＣＭＡ系统的编码过程就是将用户二进制数据比特映射为用户码本中的码??字。ＳＣＭＡ编码原理可以描述为ａ：
ＳＣＭＡ技术的研宄??意味着扩频序列含有较多零元素。除了扩频码不同外，ＬＤＳ的整个编码过程与??ＣＤＭＡ类似。ＬＤＳ编码器示意图如图２－２所示。?????＇□??数据比特星座调制器—低密度序列扩频器??——＾???Ｆ＝ｉ??Ｉ?徽??〒?低密度｜??Ｔ星座符号?＾?扩频序列Ｉ??图２－２?ＬＤＳ编码器示意图??Ｆｉｇ．２－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＬＤＳ?ｅｎｃｏｄｅｒ??较之ＬＤＳ简单地将扩频序列稀疏化，ＳＣＭＡ合并了?ＬＤＳ中的星座调制器和低??密度序列扩频器，从而将用户比特数据直接映射为复数域向量。这种复数域向量??被称为码字，而同一用户所有不同码字的集合称之为码本。在ＬＤＳ中，编码过程??只是简单地将星座符号在扩频码的各非零维度上作重复。对于ＳＣＭＡ，由于码本??的设计可以归结为多维星座的设计，因此设计多维星座带来的成形增益使得??ＳＣＭＡ系统的性能更优。ＳＣＭＡ编码器示意图如图２－３所示。??｜?ＳＣＭＡ涵?ｉ??丨门??Ｉ?圉〕■國?Ｉ?■??数据比特一］￣?卜ｈ??｜?ｔ?｜?ｔ码字??＿５土?＇??图２－３?ＳＣＭＡ编码器示意图??Ｆｉｇ．２－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＳＣＭＡ?ｅｎｃｏｄｅｒ??２．１．２?ＳＣＭＡ基本原理及系统模型??在ＳＣＭＡ系统中，通过为每个用户预先设计的码本中的码字承载用户信息，??因此ＳＣＭＡ系统的编码过程就是将用户二进制数据比特映射为用户码本中的码??字。ＳＣＭＡ编码原理可以描述为ａ：
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种稀疏码本多址接入码本优化设计方法[J]. 景小荣,陶红宝. 电子与信息学报. 2019(01)
[2]基于相位旋转的SCMA码本优化方法[J]. 邵凯,周博文,王光宇,余贝. 系统工程与电子技术. 2018(10)
[3]一种改进基于门限的稀疏码多址接入低复杂度多用户检测算法[J]. 杨维,赵懿伟,侯健琦. 电子与信息学报. 2018(05)
[4]基于串行的SCMA低复杂度多用户检测算法[J]. 杨维,侯健琦,赵懿伟. 华中科技大学学报(自然科学版). 2018(02)
[5]部分外部信息传递的SCMA多用户检测算法[J]. 邵凯,余贝,王光宇. 系统工程与电子技术. 2017(10)
[6]Analysis of Non-Orthogonal Multiple Access for 5G[J]. Yingmin Wang,Bin Ren,Shaohui Sun,Shaoli Kang,Xinwei Yue. 中国通信. 2016(S2)
[7]MUSA:面向5G IoT的免调度高过载接入方案[J]. 袁志锋,曹伟,黄伟芳,田力. 电信网技术. 2016(11)
[8]高斯信道下SCMA简易码本设计[J]. 梁燕,余贝,童开蒙. 计算机应用研究. 2017(09)
[9]5G若干关键技术评述[J]. 张平,陶运铮,张治. 通信学报. 2016(07)
[10]基于串行策略的SCMA多用户检测算法[J]. 杜洋,董彬虹,王显俊,党冠斌,高鹏宇. 电子与信息学报. 2016(08)
本文编号：3526056
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１?ＣＤＭＡ编码器示意图??
ＳＣＭＡ技术的研宄??意味着扩频序列含有较多零元素。除了扩频码不同外，ＬＤＳ的整个编码过程与??ＣＤＭＡ类似。ＬＤＳ编码器示意图如图２－２所示。?????＇□??数据比特星座调制器—低密度序列扩频器??——＾???Ｆ＝ｉ??Ｉ?徽??〒?低密度｜??Ｔ星座符号?＾?扩频序列Ｉ??图２－２?ＬＤＳ编码器示意图??Ｆｉｇ．２－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＬＤＳ?ｅｎｃｏｄｅｒ??较之ＬＤＳ简单地将扩频序列稀疏化，ＳＣＭＡ合并了?ＬＤＳ中的星座调制器和低??密度序列扩频器，从而将用户比特数据直接映射为复数域向量。这种复数域向量??被称为码字，而同一用户所有不同码字的集合称之为码本。在ＬＤＳ中，编码过程??只是简单地将星座符号在扩频码的各非零维度上作重复。对于ＳＣＭＡ，由于码本??的设计可以归结为多维星座的设计，因此设计多维星座带来的成形增益使得??ＳＣＭＡ系统的性能更优。ＳＣＭＡ编码器示意图如图２－３所示。??｜?ＳＣＭＡ涵?ｉ??丨门??Ｉ?圉〕■國?Ｉ?■??数据比特一］￣?卜ｈ??｜?ｔ?｜?ｔ码字??＿５土?＇??图２－３?ＳＣＭＡ编码器示意图??Ｆｉｇ．２－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＳＣＭＡ?ｅｎｃｏｄｅｒ??２．１．２?ＳＣＭＡ基本原理及系统模型??在ＳＣＭＡ系统中，通过为每个用户预先设计的码本中的码字承载用户信息，??因此ＳＣＭＡ系统的编码过程就是将用户二进制数据比特映射为用户码本中的码??字。ＳＣＭＡ编码原理可以描述为ａ：
ＳＣＭＡ技术的研宄??意味着扩频序列含有较多零元素。除了扩频码不同外，ＬＤＳ的整个编码过程与??ＣＤＭＡ类似。ＬＤＳ编码器示意图如图２－２所示。?????＇□??数据比特星座调制器—低密度序列扩频器??——＾???Ｆ＝ｉ??Ｉ?徽??〒?低密度｜??Ｔ星座符号?＾?扩频序列Ｉ??图２－２?ＬＤＳ编码器示意图??Ｆｉｇ．２－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＬＤＳ?ｅｎｃｏｄｅｒ??较之ＬＤＳ简单地将扩频序列稀疏化，ＳＣＭＡ合并了?ＬＤＳ中的星座调制器和低??密度序列扩频器，从而将用户比特数据直接映射为复数域向量。这种复数域向量??被称为码字，而同一用户所有不同码字的集合称之为码本。在ＬＤＳ中，编码过程??只是简单地将星座符号在扩频码的各非零维度上作重复。对于ＳＣＭＡ，由于码本??的设计可以归结为多维星座的设计，因此设计多维星座带来的成形增益使得??ＳＣＭＡ系统的性能更优。ＳＣＭＡ编码器示意图如图２－３所示。??｜?ＳＣＭＡ涵?ｉ??丨门??Ｉ?圉〕■國?Ｉ?■??数据比特一］￣?卜ｈ??｜?ｔ?｜?ｔ码字??＿５土?＇??图２－３?ＳＣＭＡ编码器示意图??Ｆｉｇ．２－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＳＣＭＡ?ｅｎｃｏｄｅｒ??２．１．２?ＳＣＭＡ基本原理及系统模型??在ＳＣＭＡ系统中，通过为每个用户预先设计的码本中的码字承载用户信息，??因此ＳＣＭＡ系统的编码过程就是将用户二进制数据比特映射为用户码本中的码??字。ＳＣＭＡ编码原理可以描述为ａ：
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种稀疏码本多址接入码本优化设计方法[J]. 景小荣,陶红宝. 电子与信息学报. 2019(01)
[2]基于相位旋转的SCMA码本优化方法[J]. 邵凯,周博文,王光宇,余贝. 系统工程与电子技术. 2018(10)
[3]一种改进基于门限的稀疏码多址接入低复杂度多用户检测算法[J]. 杨维,赵懿伟,侯健琦. 电子与信息学报. 2018(05)
[4]基于串行的SCMA低复杂度多用户检测算法[J]. 杨维,侯健琦,赵懿伟. 华中科技大学学报(自然科学版). 2018(02)
[5]部分外部信息传递的SCMA多用户检测算法[J]. 邵凯,余贝,王光宇. 系统工程与电子技术. 2017(10)
[6]Analysis of Non-Orthogonal Multiple Access for 5G[J]. Yingmin Wang,Bin Ren,Shaohui Sun,Shaoli Kang,Xinwei Yue. 中国通信. 2016(S2)
[7]MUSA:面向5G IoT的免调度高过载接入方案[J]. 袁志锋,曹伟,黄伟芳,田力. 电信网技术. 2016(11)
[8]高斯信道下SCMA简易码本设计[J]. 梁燕,余贝,童开蒙. 计算机应用研究. 2017(09)
[9]5G若干关键技术评述[J]. 张平,陶运铮,张治. 通信学报. 2016(07)
[10]基于串行策略的SCMA多用户检测算法[J]. 杜洋,董彬虹,王显俊,党冠斌,高鹏宇. 电子与信息学报. 2016(08)
本文编号：3526056
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