SCMA原理及关键技术研究
发布时间：2021-09-09 18:37
更多的终端、更高的频谱效率、更低的时延以及超高的可靠性指标对第五代（The Fifth Generation,5G）及未来移动通信系统的构建带来了巨大的挑战。以叠加传输为代表的新型非正交多址接入（Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA）技术方案不再要求正交性,使得在相同的资源上可以叠加更多的用户信息,在提高频谱效率、提升用户连接能力以及降低空口传输时延等方面相比传统正交方案都具有明显的优势,可以满足5G不同典型应用场景的需求。在众多的NOMA方案中,稀疏码分多址（Sparse Code Multiple Access,SCMA）技术被公认为是一种极具潜力的NOMA技术方案。然而其码本优化问题目前仍然是无法得到最优解的复杂的多维问题。而且,在码本规格较大、多天线或高密集用户场景中,接收端检测复杂度仍然很高。为了解决目前SCMA技术研究的不足,本文以SCMA方案的原理及关键技术研究为核心,重点研究了如何提高该技术的可靠性以及降低其检测复杂度。具体来说,为了提高系统可靠性,本文优化了 SCMA的码本和因子图矩阵;为了降低检测复杂度,本文提出了线性复杂度的检测算...
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１论文组织结构及章节联系??１４??
第二章ＳＣＭＡ基本原理与关键技术??点集合为＆＝［ｙｉＡ＝ｉ，ｖ／｝。同理，与层节点ｉ相连的资源节点集合为??＆＝伏｜＆＝１，幻。基于上述的定义，第Ａ个资源上的接收信号可以表示为：??＝ＨＭｋｈｊｘｊ＋ｎｋ＾ｋ－?（２－８）??２．２．２下行ＳＣＭＡ系统模型??＾－［＾信道编＾＾］－ｊ?ＳＣＭＡ编码??＾?一ｃ＇一一＾??信道编码?？）?ＳＣＭＡ编码－＾―?—＾＾?＂?ＳＣＭＡ?—?一＊?信道译码－?－Ｇ??ｂ，?ｃ，?＞－?译码?＞／??用户７＂?????—么信道编码——＞?ＳＣＭＡ编码??ｂ／?Ｔｃ＾???图２－３下行ＳＣＭＡ系统框图??图２－３描述了下行ＳＣＭＡ系统框图，与上行系统不同的是，下行系统的发送端??的所有用户在基站处先将码字叠加尺个在资源上，然后发送给Ｊ个用户，第７’个用户??接收到的信号为：??ｙｊ?＝?ｄｉａｇ（ｈｊ?ｘ？?＋?ｎｙ?＝?ｄｉａｇｉｈｊ?Ｖｕｇｕ?（ｂ？）?＋?ｎ，．?（２－９）??ｗ＝ｌ?ｗ＝ｌ??其中ｈｙ．?＝［／？，．为基站到用户＿／之间的信道衰落系数，??！！，＝［？；．，＜丨）是零均值加性复高斯白噪声，Ｍ为噪声方差。用户＿／的第??左个资源上的接收信号可以表示为：??Ｚ?＝?＜?＝?／７Ｕ?＋?＜，（２－１０）??ｊ＝ｕ??２．３?ＳＣＭＡ码本设计??结构为》５〇＾；１／，从，＃，尺），１；：＝［＾／］｜１，６；：＝［呈／１｜的５０＾八方案的码本构造可??１９??
较低的速率，星座的优化可以采用启发式优化。但是对于高数据速??率的场景，就必须采用结构化的构造方法。Ｌａｔｔｉｃｅ星座是星座设计的一种结构化方法，??作为特殊的Ｌａｔｔｉｃｅ星座，这里介绍一种由正交的ＱＡＭ星座来构造母码本的方法。图??２－４展示了一个具体的母码本设计过程，其主要思路是通过两个７Ｖ维实数星座的笛卡??尔积构建一个７Ｖ维复数星座。??厂旋＃１?￣??—＿Ｔ—?一的星Ｂ?一？（难母码本：??Ｂ?Ｎ维实星座?ｊ［?［＞?（ｇ）?ｃ＝｛＞??Ｖ?Ｊ??图２－４?ｙｖ維母码本设计方法图??在上述方法中，实部符号和虚部符号分别进行设计，然后再重新组合成复数星座??点。如图２－５所示，实部和虚部分别由二维星座点构成，每个星座点进行一定角度的??旋转，使得乘积距离最大。旋转后，不同星座点映射到对应的维度。例如，实数域星??座点分别映射到Ａ和ＡＶ虚数域星座点分别映射到：＾和！＾。星座点设计中最为关键??的部分在于如何选取星座点的旋转角度，在上述例子中，当旋转角度为??ｔａｒＴ１?／?２）时，星座点的最小乘积距离最大。??２１??
本文编号：3392584
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１论文组织结构及章节联系??１４??
第二章ＳＣＭＡ基本原理与关键技术??点集合为＆＝［ｙｉＡ＝ｉ，ｖ／｝。同理，与层节点ｉ相连的资源节点集合为??＆＝伏｜＆＝１，幻。基于上述的定义，第Ａ个资源上的接收信号可以表示为：??＝ＨＭｋｈｊｘｊ＋ｎｋ＾ｋ－?（２－８）??２．２．２下行ＳＣＭＡ系统模型??＾－［＾信道编＾＾］－ｊ?ＳＣＭＡ编码??＾?一ｃ＇一一＾??信道编码?？）?ＳＣＭＡ编码－＾―?—＾＾?＂?ＳＣＭＡ?—?一＊?信道译码－?－Ｇ??ｂ，?ｃ，?＞－?译码?＞／??用户７＂?????—么信道编码——＞?ＳＣＭＡ编码??ｂ／?Ｔｃ＾???图２－３下行ＳＣＭＡ系统框图??图２－３描述了下行ＳＣＭＡ系统框图，与上行系统不同的是，下行系统的发送端??的所有用户在基站处先将码字叠加尺个在资源上，然后发送给Ｊ个用户，第７’个用户??接收到的信号为：??ｙｊ?＝?ｄｉａｇ（ｈｊ?ｘ？?＋?ｎｙ?＝?ｄｉａｇｉｈｊ?Ｖｕｇｕ?（ｂ？）?＋?ｎ，．?（２－９）??ｗ＝ｌ?ｗ＝ｌ??其中ｈｙ．?＝［／？，．为基站到用户＿／之间的信道衰落系数，??！！，＝［？；．，＜丨）是零均值加性复高斯白噪声，Ｍ为噪声方差。用户＿／的第??左个资源上的接收信号可以表示为：??Ｚ?＝?＜?＝?／７Ｕ?＋?＜，（２－１０）??ｊ＝ｕ??２．３?ＳＣＭＡ码本设计??结构为》５〇＾；１／，从，＃，尺），１；：＝［＾／］｜１，６；：＝［呈／１｜的５０＾八方案的码本构造可??１９??
较低的速率，星座的优化可以采用启发式优化。但是对于高数据速??率的场景，就必须采用结构化的构造方法。Ｌａｔｔｉｃｅ星座是星座设计的一种结构化方法，??作为特殊的Ｌａｔｔｉｃｅ星座，这里介绍一种由正交的ＱＡＭ星座来构造母码本的方法。图??２－４展示了一个具体的母码本设计过程，其主要思路是通过两个７Ｖ维实数星座的笛卡??尔积构建一个７Ｖ维复数星座。??厂旋＃１?￣??—＿Ｔ—?一的星Ｂ?一？（难母码本：??Ｂ?Ｎ维实星座?ｊ［?［＞?（ｇ）?ｃ＝｛＞??Ｖ?Ｊ??图２－４?ｙｖ維母码本设计方法图??在上述方法中，实部符号和虚部符号分别进行设计，然后再重新组合成复数星座??点。如图２－５所示，实部和虚部分别由二维星座点构成，每个星座点进行一定角度的??旋转，使得乘积距离最大。旋转后，不同星座点映射到对应的维度。例如，实数域星??座点分别映射到Ａ和ＡＶ虚数域星座点分别映射到：＾和！＾。星座点设计中最为关键??的部分在于如何选取星座点的旋转角度，在上述例子中，当旋转角度为??ｔａｒＴ１?／?２）时，星座点的最小乘积距离最大。??２１??
本文编号：3392584
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