稀疏码多址系统低复杂度检测研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aacpc
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文针对稀疏码多址接入(Sparse Code Multiple Access,SCMA)系统的低复杂度检测算法进行研究。SCMA系统通过为用户分配特定的码本以及多维码字对资源块的复用,实现了非正交多址接入。SCMA的非正交多址特性带来了更高的频谱利用效率,但为保证误码性能,接收端需要承受更复杂的多用户检测算法。SCMA的稀疏性使其在接收端能够采用消息传递算法(Message Passing Algorithm,MPA)进行多用户检测。MPA有着近似最优的误码性能,但大量的指数运算使其实现复杂度较高,难以实际应用。因此,本文针对SCMA系统低复杂度检测算法展开研究,具体包括以下四部分。首先,本文对SCMA的系统模型和基本原理进行了阐述。主要分析了SCMA系统收发端的构成及原理,并建立了SCMA下行链路模型。另外还详细介绍了现有多用户检测算法,即MPA检测的原理,并分析了其复杂度较高的原因。为减少MPA中的指数和乘法运算,本文还引入了对数域的MPA(Log-MPA)检测。其次,提出了不完全迭代MPA检测方案。通过对MPA中主要运算量的分析,发现可通过不完全迭代即检出部分用户,来减少MPA检测的运算量。基于不完全迭代MPA检测思想,本文具体提出了基于因子图裁剪的MPA和基于阈值的MPA两种检测算法,并分别从误码性能、复杂度及收敛性等方面与原始MPA进行比较,论证了其能在保证较小误码性能损失的同时,大幅降低复杂度。接着,讨论了串行MPA检测及其与不完全迭代MPA检测的结合。串行MPA通过引入单次迭代内部的信息交换,能以更少的迭代次数收敛,进而达到降低复杂度的目的。本文将串行MPA与不完全迭代MPA相结合,以获得检测复杂度的进一步降低。经仿真验证,串行模式下的不完全迭代MPA在复杂度和性能上均有着一定程度的收益。最后,引入了串行干扰消除(Successive Interference Cancellation,SIC)检测,以寻求复杂度在数量级上的降低。通过重构SCMA系统模型和设计特定的码本,本文给出了适用于SCMA的SIC检测。由于SIC中不存在指数运算,故其复杂度与MPA相比有着数量级上的下降,但有一定的误码性能损失。为补偿该损失,本文进一步将SIC与MPA相结合,得到SIC-MPA检测。经验证可得SIC-MPA的性能较SIC有所提升,且复杂度较原始MPA仍有着大幅下降。
其他文献
空间激光通信具有大容量、宽带宽、抗干扰、防截获能力强、安全可靠性高等显著性特点。捕获、对准和跟踪(Acquisition Pointing Tracking, APT)技术是大气激光通信系统中的核
为满足无线移动通信数据业务不断增长的需求,和应对WiMAX等宽带接入技术的挑战,3GPP在2004年底启动了LTE技术的标准化工作。LTE采用OFDM技术和MIMO技术相结合,有效的抵抗频率选
WCDMA是欧洲开发的第三代移动通信系统的标准之一,在移动通信系统中存在的多用户的干扰对系统性能有至关重要的影响,因此采用各种技术来消除通信系统中的多用户干扰一直是学
Massive MIMO技术扩大系统天线配置达几十甚至上百,天线数的量变使系统获得了特性方面的质变,在很大程度上提升了无线传输的频率利用率、信道容量及可靠性。与此同时,天线数
超宽带(UWB)雷达具有极高的距离分辨力,抗干扰性能,抗隐身等优点,但由于其信号带宽大,一方面给硬件器件实现上带来了困难,另一方面也使传统的基于相控的数字波束形成方法失去
近年来,智能手机的技术越来越普及,各种新兴的数据业务陆续诞生,手机功能也越来越强大,人们对手机的依赖性随之越来越大;这样就为手机病毒的发展提供了有利的条件,手机病毒的危害
移动通信是现代通信系统中比较热门的研究方向,近年来受到越来越多的学者的关注,它在无线宽带数字通信系统中受到广泛应用。正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Mul
稀疏码多址接入(Sparse Code Multiple Access,SCMA)技术是非正交多址接入技术的一种,该技术由低密度扩频技术衍生而来,SCMA通过码本的设计来获取额外的码本增益。此外由于综
多频带信号是无线通信、射频传输中最常见的信号类型。要利用空闲频谱或者解调接收信号,确定载频位置是至关重要的。我们最先想到的是以最高频率对整个信号进行基于香农-奈奎
核心承载通信网络是智能交通系统(ITS)的重要支撑功能部分,它能够为ITS提供一个话音、图像和数据等多业务综合通信的基础平台。IP技术作为当今最成功的分组互联网技术,它以突出