SCMA原理及關(guān)鍵技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-09 18:37
更多的終端、更高的頻譜效率、更低的時(shí)延以及超高的可靠性指標(biāo)對(duì)第五代(The Fifth Generation,5G)及未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)的構(gòu)建帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。以疊加傳輸為代表的新型非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技術(shù)方案不再要求正交性,使得在相同的資源上可以疊加更多的用戶(hù)信息,在提高頻譜效率、提升用戶(hù)連接能力以及降低空口傳輸時(shí)延等方面相比傳統(tǒng)正交方案都具有明顯的優(yōu)勢(shì),可以滿(mǎn)足5G不同典型應(yīng)用場(chǎng)景的需求。在眾多的NOMA方案中,稀疏碼分多址(Sparse Code Multiple Access,SCMA)技術(shù)被公認(rèn)為是一種極具潛力的NOMA技術(shù)方案。然而其碼本優(yōu)化問(wèn)題目前仍然是無(wú)法得到最優(yōu)解的復(fù)雜的多維問(wèn)題。而且,在碼本規(guī)格較大、多天線或高密集用戶(hù)場(chǎng)景中,接收端檢測(cè)復(fù)雜度仍然很高。為了解決目前SCMA技術(shù)研究的不足,本文以SCMA方案的原理及關(guān)鍵技術(shù)研究為核心,重點(diǎn)研究了如何提高該技術(shù)的可靠性以及降低其檢測(cè)復(fù)雜度。具體來(lái)說(shuō),為了提高系統(tǒng)可靠性,本文優(yōu)化了 SCMA的碼本和因子圖矩陣;為了降低檢測(cè)復(fù)雜度,本文提出了線性復(fù)雜度的檢測(cè)算...
【文章來(lái)源】:北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:124 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1-1論文組織結(jié)構(gòu)及章節(jié)聯(lián)系??14??
第二章SCMA基本原理與關(guān)鍵技術(shù)??點(diǎn)集合為&=[yiA=i,v/}。同理,與層節(jié)點(diǎn)i相連的資源節(jié)點(diǎn)集合為??&=伏|&=1,幻;谏鲜龅亩x,第A個(gè)資源上的接收信號(hào)可以表示為:??=HMkhjxj+nk^k-?(2-8)??2.2.2下行SCMA系統(tǒng)模型??^-[^信道編^^]-j?SCMA編碼??^?一c'一一^??信道編碼??)?SCMA編碼-^―?—^^?"?SCMA?—?一*?信道譯碼-?-G??b,?c,?>-?譯碼?>/??用戶(hù)7"?????—么信道編碼——>?SCMA編碼??b/?Tc^???圖2-3下行SCMA系統(tǒng)框圖??圖2-3描述了下行SCMA系統(tǒng)框圖,與上行系統(tǒng)不同的是,下行系統(tǒng)的發(fā)送端??的所有用戶(hù)在基站處先將碼字疊加尺個(gè)在資源上,然后發(fā)送給J個(gè)用戶(hù),第7’個(gè)用戶(hù)??接收到的信號(hào)為:??yj?=?diag(hj?x??+?ny?=?diagihj?Vugu?(b?)?+?n,.?(2-9)??w=l?w=l??其中hy.?=[/?,.為基站到用戶(hù)_/之間的信道衰落系數(shù),??。,=[?;.,<丨)是零均值加性復(fù)高斯白噪聲,M為噪聲方差。用戶(hù)_/的第??左個(gè)資源上的接收信號(hào)可以表示為:??Z?=?<?=?/7U?+?<,(2-10)??j=u??2.3?SCMA碼本設(shè)計(jì)??結(jié)構(gòu)為》5〇^;1/,從,#,尺),1;:=[^/]|1,6;:=[呈/1|的50^八方案的碼本構(gòu)造可??19??
較低的速率,星座的優(yōu)化可以采用啟發(fā)式優(yōu)化。但是對(duì)于高數(shù)據(jù)速??率的場(chǎng)景,就必須采用結(jié)構(gòu)化的構(gòu)造方法。Lattice星座是星座設(shè)計(jì)的一種結(jié)構(gòu)化方法,??作為特殊的Lattice星座,這里介紹一種由正交的QAM星座來(lái)構(gòu)造母碼本的方法。圖??2-4展示了一個(gè)具體的母碼本設(shè)計(jì)過(guò)程,其主要思路是通過(guò)兩個(gè)7V維實(shí)數(shù)星座的笛卡??爾積構(gòu)建一個(gè)7V維復(fù)數(shù)星座。??廠旋#1? ̄??—_T—?一的星B?一?(難母碼本:??B?N維實(shí)星座?j[?[>?(g)?c={>??V?J??圖2-4?yv維母碼本設(shè)計(jì)方法圖??在上述方法中,實(shí)部符號(hào)和虛部符號(hào)分別進(jìn)行設(shè)計(jì),然后再重新組合成復(fù)數(shù)星座??點(diǎn)。如圖2-5所示,實(shí)部和虛部分別由二維星座點(diǎn)構(gòu)成,每個(gè)星座點(diǎn)進(jìn)行一定角度的??旋轉(zhuǎn),使得乘積距離最大。旋轉(zhuǎn)后,不同星座點(diǎn)映射到對(duì)應(yīng)的維度。例如,實(shí)數(shù)域星??座點(diǎn)分別映射到A和AV虛數(shù)域星座點(diǎn)分別映射到:^和。。星座點(diǎn)設(shè)計(jì)中最為關(guān)鍵??的部分在于如何選取星座點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)角度,在上述例子中,當(dāng)旋轉(zhuǎn)角度為??tarT1?/?2)時(shí),星座點(diǎn)的最小乘積距離最大。??21??
本文編號(hào):3392584
【文章來(lái)源】:北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:124 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1-1論文組織結(jié)構(gòu)及章節(jié)聯(lián)系??14??
第二章SCMA基本原理與關(guān)鍵技術(shù)??點(diǎn)集合為&=[yiA=i,v/}。同理,與層節(jié)點(diǎn)i相連的資源節(jié)點(diǎn)集合為??&=伏|&=1,幻;谏鲜龅亩x,第A個(gè)資源上的接收信號(hào)可以表示為:??=HMkhjxj+nk^k-?(2-8)??2.2.2下行SCMA系統(tǒng)模型??^-[^信道編^^]-j?SCMA編碼??^?一c'一一^??信道編碼??)?SCMA編碼-^―?—^^?"?SCMA?—?一*?信道譯碼-?-G??b,?c,?>-?譯碼?>/??用戶(hù)7"?????—么信道編碼——>?SCMA編碼??b/?Tc^???圖2-3下行SCMA系統(tǒng)框圖??圖2-3描述了下行SCMA系統(tǒng)框圖,與上行系統(tǒng)不同的是,下行系統(tǒng)的發(fā)送端??的所有用戶(hù)在基站處先將碼字疊加尺個(gè)在資源上,然后發(fā)送給J個(gè)用戶(hù),第7’個(gè)用戶(hù)??接收到的信號(hào)為:??yj?=?diag(hj?x??+?ny?=?diagihj?Vugu?(b?)?+?n,.?(2-9)??w=l?w=l??其中hy.?=[/?,.為基站到用戶(hù)_/之間的信道衰落系數(shù),??。,=[?;.,<丨)是零均值加性復(fù)高斯白噪聲,M為噪聲方差。用戶(hù)_/的第??左個(gè)資源上的接收信號(hào)可以表示為:??Z?=?<?=?/7U?+?<,(2-10)??j=u??2.3?SCMA碼本設(shè)計(jì)??結(jié)構(gòu)為》5〇^;1/,從,#,尺),1;:=[^/]|1,6;:=[呈/1|的50^八方案的碼本構(gòu)造可??19??
較低的速率,星座的優(yōu)化可以采用啟發(fā)式優(yōu)化。但是對(duì)于高數(shù)據(jù)速??率的場(chǎng)景,就必須采用結(jié)構(gòu)化的構(gòu)造方法。Lattice星座是星座設(shè)計(jì)的一種結(jié)構(gòu)化方法,??作為特殊的Lattice星座,這里介紹一種由正交的QAM星座來(lái)構(gòu)造母碼本的方法。圖??2-4展示了一個(gè)具體的母碼本設(shè)計(jì)過(guò)程,其主要思路是通過(guò)兩個(gè)7V維實(shí)數(shù)星座的笛卡??爾積構(gòu)建一個(gè)7V維復(fù)數(shù)星座。??廠旋#1? ̄??—_T—?一的星B?一?(難母碼本:??B?N維實(shí)星座?j[?[>?(g)?c={>??V?J??圖2-4?yv維母碼本設(shè)計(jì)方法圖??在上述方法中,實(shí)部符號(hào)和虛部符號(hào)分別進(jìn)行設(shè)計(jì),然后再重新組合成復(fù)數(shù)星座??點(diǎn)。如圖2-5所示,實(shí)部和虛部分別由二維星座點(diǎn)構(gòu)成,每個(gè)星座點(diǎn)進(jìn)行一定角度的??旋轉(zhuǎn),使得乘積距離最大。旋轉(zhuǎn)后,不同星座點(diǎn)映射到對(duì)應(yīng)的維度。例如,實(shí)數(shù)域星??座點(diǎn)分別映射到A和AV虛數(shù)域星座點(diǎn)分別映射到:^和。。星座點(diǎn)設(shè)計(jì)中最為關(guān)鍵??的部分在于如何選取星座點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)角度,在上述例子中,當(dāng)旋轉(zhuǎn)角度為??tarT1?/?2)時(shí),星座點(diǎn)的最小乘積距離最大。??21??
本文編號(hào):3392584
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