【摘 要】
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稀疏码分多址接入(Sparse Code Multiple Access,SCMA)作为第五代移动通信系统(The Fifth Generation Mobile Communication Systems,5G)中一种颇具竞争力的非正交多址接入方式，能够实现5G广连接、低时延、高效率的传输要求。SCMA技术发送端采用多维码字调制技术带来星座图的赋形增益，接收端利用发送码字的稀疏性采用消息传递算法(Message Passing Algorithm，MPA)来实现低复杂度接收译码。SCMA技术主要研究方向
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稀疏码分多址接入(Sparse Code Multiple Access,SCMA)作为第五代移动通信系统(The Fifth Generation Mobile Communication Systems,5G)中一种颇具竞争力的非正交多址接入方式，能够实现5G广连接、低时延、高效率的传输要求。SCMA技术发送端采用多维码字调制技术带来星座图的赋形增益，接收端利用发送码字的稀疏性采用消息传递算法(Message Passing Algorithm，MPA)来实现低复杂度接收译码。SCMA技术主要研究方向为编码端的码本设计以及接收端的MPA算法。本文对接收端的MPA算法进行研究，针对上行链路同步以及异步的情况分别进行讨论，实现了MPA算法复杂度的降低以及性能的提升。
MPA算法作为次优的多用户检测算法，利用码字的稀疏特性可以使得性能接近最大后验概率(Maximum A Posterior,MAP)算法。在SCMA上行链路中，首先分析了上行链路同步系统，MPA算法的复杂度非常高，它随着用户数和码本大小的增加呈指数增长，所以本文提出一种基于阈值的球形译码MPA算法。一方面通过阈值的设置来对可靠的用户提前译码，另一方面通过设置译码半径来减少译码时的叠加码字星座点来进一步减少阈值MPA算法的复杂度。与原始MPA算法相比，本文提出的基于阈值的球形译码MPA算法在选取恰当的阈值以及译码半径的条件下，可以实现较低的复杂度以及与原始MPA算法相差很小的误码性能。
由于在实际通信环境中，用户信号达到基站存在不同的时延现象，所以本文还考虑了上行链路异步时的接收端MPA算法。我们根据接收端信号时间域的结构，考虑当用户时延在一个码片周期内时的情况。基于同步上行链路对于MPA算法的研究分析以及异步下接收信号的结构，我们给出了部分信息译码MPA算法。由于部分信息译码未能考虑相邻码字带来的额外信息，在此基础上分别结合了等增益信息合并算法以及串行迭代算法给出了三种改进的MPA接收算法。最后，对改进算法从译码性能，复杂度以及收敛性三个方面进行了全面的分析。
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