高維度SCMA碼本設計與低復雜度譯碼算法研究.pdf

1、稀疏碼分多址(SCMA)技術是新一代5G通信技術的候選多址技術方案之一，該技術下，各個用戶的信號在資源上進行非正交疊加，從而復用層數(shù)大于擴頻因子，在資源數(shù)相同的情況下，系統(tǒng)能接入更多的用戶，使資源復用率大大提高。在LDS MA(LowDensity Signature Multiple Access)的基礎上，SCMA將調制功能模塊和擴頻功能模塊組合，將比特流直接映射成多維碼字。與LDS中固定使用QAM符號的策略相比，SCMA系統(tǒng)通過采

2、用更加復雜精細的星座圖，來獲得更大的編碼與賦形增益，從而使得其系統(tǒng)性能優(yōu)于LDS。因此SCMA系統(tǒng)中的碼本設計是該研究方向的核心問題之一。研究表明，目前對SCMA碼本的研究多限于較低維度碼本，而對高維度的SCMA碼本的性能和檢測復雜度的討論較少。而事實上SCMA系統(tǒng)正是為接入海量用戶提供便利，因此研究高維度的SCMA碼本并分析其性能顯得很有意義。本論文研究了性能更優(yōu)的基于“Latin”rectangular的SCMA新型碼本構造方法，構

3、造了高維度下的用戶碼本，并在高斯信道和瑞利衰落信道中對系統(tǒng)性能進行了研究。高維度的碼本與優(yōu)化的MPA檢測算法進行結合，在提高系統(tǒng)魯棒性的同時保證了較低的譯碼復雜度，因此擁有更優(yōu)異的系統(tǒng)綜合性能表現(xiàn)。
　　在SCMA系統(tǒng)中，每個用戶都有一個特定的碼本，由碼本和映射矩陣編碼而成的碼字具有稀疏性，在解碼端采用具有良好性能的消息傳遞算法進行檢測。傳統(tǒng)的ML算法需要進行窮舉搜索，如此導致運算復雜度很高，不利于實踐中推廣使用。因此SCMA系統(tǒng)