稀疏碼多址接入(SCMA)

1、 SCMA系統(tǒng)中的低復(fù)雜度檢測(cè)算法研究1目錄研究背景及研究意義研究背景及研究意義SCMA系統(tǒng)簡(jiǎn)介系統(tǒng)簡(jiǎn)介擴(kuò)擴(kuò)頻方式設(shè)計(jì)頻方式設(shè)計(jì)2314低復(fù)雜低復(fù)雜度接收機(jī)設(shè)計(jì)度接收機(jī)設(shè)計(jì)25G：提高頻譜效率1 研究背景及研究意義u 爆炸性的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)u 海量的設(shè)備連接u 不斷涌現(xiàn)的各類(lèi)新業(yè)務(wù)和應(yīng)用場(chǎng)景3FDMATDMACDMAOFDMA（OMA）PDMABDMASCMASCMANOMAMC-CDMALDSMA41 研究背景及研究意義( )yHF sn111000100110010101001011F24332433243324331000100001000010jjjjjjjjeeeeeeeeFMPA

2、 Matrix Coefficients: make sure the system solvable12000000Nhhh00H000052 SCMA系統(tǒng)簡(jiǎn)介UE1UE2UE3UE4UE5UE6(1,0)(0,0)(1,1)(0,1)(b1,b2)(1,0)(1,1)Overload: 150%調(diào)制方式：QPSK62 SCMA系統(tǒng)簡(jiǎn)介712=CCCCCCs一、傳統(tǒng)星座復(fù)制( )yHF snyHFsn3 擴(kuò)頻方式設(shè)計(jì)8C C1C C2C C1ss2sRegular QPSK constellationRotate with angle 1Rotate with angle 2C C11jeC

3、CCC22jeCCCC二、旋轉(zhuǎn)星座擴(kuò)頻1 122()yH FsF sn3 擴(kuò)頻方式設(shè)計(jì)91 122()yH FsF sn24332433243324331000100001000010jjjjjjjjeeeeeeeeF1C C2C C3 擴(kuò)頻方式設(shè)計(jì)1012121 1221212()()()jjjjeeeeyH FsF snH FsF snH FFsnHFsn3 擴(kuò)頻方式設(shè)計(jì)重寫(xiě)系統(tǒng)模型111C CRs2C CIsReal axis Imag axis 1RejeCCCC2ImjeCCCC三、旋轉(zhuǎn)星座映射擴(kuò)頻3 擴(kuò)頻方式設(shè)計(jì)12111000100110010101001011FModulate

4、d by Modulated by 1C C2C C14112352142324635436rriirriirriinnysssysssnysssnysss3 擴(kuò)頻方式設(shè)計(jì)13( )=()IIRRIIRR yHF snH F sF snF0sHn0FsHFsn重寫(xiě)系統(tǒng)模型3 擴(kuò)頻方式設(shè)計(jì)14四、混合重排擴(kuò)頻調(diào)制方式：16QAM3 擴(kuò)頻方式設(shè)計(jì)154 低復(fù)雜度接收機(jī)設(shè)計(jì)一、經(jīng)典的MPA接收機(jī)1,12,23,34,4()()()()nknknknknkcuext nkcuext nkext nkcuext nkcucuPxsPxsPxsPxsllLll1 ,12 ,2 3,3 4,4(|,) ()

5、(|,) ()(|,) ()(|,) ()nknknknknknncuext nnkknncuext nnkkcunnext nnkkcunnext nnkkculPyxxs P xxlPyxxsP xxLPyxxs P xxlPyxxsP xxl,(1)(1)lognkext nkext nkcuPxPxL , ,(|,1) ()log(|,1) ()nknnext nnkkcunnext nnkkPyxxP xxLPyxxP xx 調(diào)制方式：BPSK 消息表示為對(duì)數(shù)形式調(diào)制方式：QPSK或更高階， 消息必須表示為矢量的形式164 低復(fù)雜度接收機(jī)設(shè)計(jì)174 低復(fù)雜度接收機(jī)設(shè)計(jì)二、干擾消除SI

6、C接收機(jī)14112352142324635436rriirriirriinnysssysssnysssnysssStep 3-8：Find positions solved directly by splitting yStep 11：Deduce the other parts of directly solved symbols184 低復(fù)雜度接收機(jī)設(shè)計(jì)三、聯(lián)合SIC-MPA接收機(jī)u MPA接收機(jī)的初始值不是各符號(hào)值等概，而是利用SIC接收機(jī)已經(jīng)求解出的符號(hào)并利用軟解調(diào)而求得的概率u 發(fā)送矩陣不必?cái)y帶矩陣系數(shù)u 聯(lián)合SIC-MPA接收機(jī)的復(fù)雜度介于SIC和MPA之間，是一種自適應(yīng)的接收機(jī)，

7、但其性能好于單一MPA接收機(jī)194 低復(fù)雜度接收機(jī)設(shè)計(jì)u 左圖是SIC接收機(jī)的仿真結(jié)果u 右圖是MPA和聯(lián)合SIC-MPA的仿真對(duì)比u 分別使用了4*6和6*9矩陣，碼率分別為0.5和0.75u 調(diào)制方式使用QPSKu 假設(shè)對(duì)信道具有完美估計(jì)204 低復(fù)雜度接收機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)論：u SIC接收機(jī)的復(fù)雜度最低u MPA接收機(jī)的復(fù)雜度最高，性能適中u 聯(lián)合SIC-MPA的復(fù)雜度是自適應(yīng)的，性能最好u 單一SIC接收機(jī)適用于對(duì)實(shí)時(shí)性要求高，允許一定誤差的場(chǎng)景，比如傳感器網(wǎng)絡(luò)，或者終端簡(jiǎn)單，無(wú)法承受巨大的計(jì)算量u 聯(lián)合SIC-MPA適用于既要求高質(zhì)量解調(diào)，又要求解調(diào)速度的場(chǎng)景，如超高清實(shí)時(shí)視頻降低復(fù)雜度有利

8、于節(jié)省功耗214 低復(fù)雜度接收機(jī)設(shè)計(jì)四、基于樹(shù)形搜索的類(lèi)ML接收機(jī)1212()jjHHHqqeeFH FFQRQ yQ FsQ nyRsn1,11,21,1,2,22,2,0000,1NKNKN NK KN Ki irrrrrrrrrriNR000 不是嚴(yán)格的上三角矩陣，而是一個(gè)梯形矩陣RyFsn系統(tǒng)模型224 低復(fù)雜度接收機(jī)設(shè)計(jì)ML=argminKssyFsC CML=argminKqssyRsC C12,2211,1,11211,1,1 1stageKNqqNN KKN NNstageKNqNNKKNNNstageKqKKyrsrsyrsrsyrsr syRs 234 低復(fù)雜度接收機(jī)設(shè)計(jì)前K-N 層，保留所有分支后N層，保留m分支11iiiijjDDdd,11,1()qiii iii KKi idyrsrsr累計(jì)度量分支度量For layer , branches with the last m