【摘要】：未來第五代移動通信系統(tǒng)(5th Generation Mobile Communication System,5G)中的海量機(jī)器類通信(Massive Machine Type Communications,mMTC)場景要求同時(shí)實(shí)現(xiàn)海量的設(shè)備接入量。在該場景下,面對頻譜資源匱乏困境,傳統(tǒng)的正交多址接入技術(shù)(Orthogonal Multiple Access,OMA)顯得力不從心,于是,非正交多址接入技術(shù)(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)成為解決該困境的關(guān)鍵技術(shù)。中國華為公司提出的稀疏碼多址接入(Sparse Code Multiple Access,SCMA)技術(shù)是眾多NOMA方案中具有競爭力的一種。SCMA技術(shù)將用戶的比特?cái)?shù)據(jù)直接映射成為事先設(shè)計(jì)好的SCMA碼本中的高維碼字符號,接收端利用碼字符號的稀疏性,采用基于因子圖的消息傳遞算法(Message Passing Algorithm,MPA)進(jìn)行多用戶檢測,該算法在極大降低譯碼復(fù)雜度的條件下可取得逼近最大后驗(yàn)概率(Maximum a Posteriori,MAP)的性能。然而,在SCMA系統(tǒng)中,設(shè)計(jì)一個(gè)優(yōu)良的SCMA碼本可在不犧牲物理資源的條件下來有效地提升系統(tǒng)的性能。為此,本文針對SCMA系統(tǒng)中的碼本優(yōu)化設(shè)計(jì)展開深入地研究。具體內(nèi)容如下:1.基于母星座星座點(diǎn)間功率差異化的SCMA碼本設(shè)計(jì)。首先在固定最小歐氏距離以及初始相位的條件下設(shè)計(jì)出具有最小能量的4層圓周結(jié)構(gòu)的振幅相移鍵控(Amplitude Phase Shift Keying,APSK)星座;隨后利用所設(shè)計(jì)的APSK星座上處于各層圓周上的星坐點(diǎn)間的功率差異性的特點(diǎn)來設(shè)計(jì)SCMA母星座,從而使得SCMA母星座中,不僅處于不同維度上的星座點(diǎn)間存在功率差異,而且處于相同維度上的不同星座點(diǎn)間亦存在功率差異,然后,將與所設(shè)計(jì)的APSK星座中的4個(gè)子星座對應(yīng)的相位作為旋轉(zhuǎn)操作因子并結(jié)合置換操作來設(shè)計(jì)操作因子矩陣;最后將操作因子矩陣與映射矩陣結(jié)合,對母星座進(jìn)行映射,以得到多用戶SCMA碼本。仿真結(jié)果表明,所提方法設(shè)計(jì)的SCMA碼本性能優(yōu)于經(jīng)典的SCMA碼本以及LDS碼本。2.融合星座旋轉(zhuǎn)與Q路坐標(biāo)交織的SCMA碼本設(shè)計(jì)。首先通過旋轉(zhuǎn)基準(zhǔn)星座和母星座,實(shí)現(xiàn)了母星座在各個(gè)維度上投影點(diǎn)間的最小歐氏距離以及疊加在單個(gè)資源塊上的總星座中與各用戶對應(yīng)的星座圖上星座點(diǎn)間的最小歐氏距離的最大化,以提升SCMA碼本在高斯信道下的性能;進(jìn)而在保持總星座上星座點(diǎn)間最小歐氏距離不變的條件下,通過旋轉(zhuǎn)疊加在單個(gè)資源塊上多個(gè)用戶的總星座,優(yōu)化了疊加在單個(gè)資源塊上的與各用戶對應(yīng)的星座圖中星座點(diǎn)間最小乘積距離和信號空間分集(Signal Space Diversity,SSD)階數(shù),最后結(jié)合Q路坐標(biāo)交織技術(shù)獲得額外的分集增益,以提升了系統(tǒng)抗信道衰落的能力。仿真結(jié)果表明,所提的SCMA碼本設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出的SCMA碼本性能優(yōu)于官方碼本以及低密度符號多址接入(LowDensity Signature Multiple Access,LDS)碼本。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN929.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2626674