稀疏码多址接入SCMA课件.ppt

1、1 SCMA系统中的低复杂度检测算法研究2目录研究背景及研究意义研究背景及研究意义SCMA系统简介系统简介扩频方式设计扩频方式设计2314低复杂度接收机设计低复杂度接收机设计35G：提高频谱效率1 研究背景及研究意义u 爆炸性的移动数据流量增长u 海量的设备连接u 不断涌现的各类新业务和应用场景4FDMATDMACDMAOFDMA（OMA）PDMABDMASCMASCMANOMAMC-CDMALDSMA1 研究背景及研究意义5()yHF sn111000100110010101001011F24332433243324331000100001000010jjjjjjjjeeeeeeeeFMPA

2、 Matrix Coefficients:make sure the system solvable12000000Nhhh00H00002 SCMA系统简介6UE1UE2UE3UE4UE5UE6(1,0)(0,0)(1,1)(0,1)(b1,b2)(1,0)(1,1)Overload:150%调制方式：QPSK2 SCMA系统简介712=CCCCCCs一、传统星座复制()yHF snyHFsn3 扩频方式设计8C C1C C2C C1ss2sRegular QPSK constellationRotate with angle 1Rotate with angle 2C C11jeCCCC2

3、2jeCCCC二、旋转星座扩频1 12 2()yH FsF sn3 扩频方式设计91 12 2()yH FsF sn24332433243324331000100001000010jjjjjjjjeeeeeeeeF1C C2C C3 扩频方式设计1012121 1221212()()()jjjjeeeeyH FsF snH FsF snH FFsnHFsn3 扩频方式设计重写系统模型111C CRs2C CIsReal axis Imag axis 1RejeCCCC2ImjeC CC C三、旋转星座映射扩频3 扩频方式设计12111000100110010101001011FModulate

4、d by Modulated by 1C C2C C14112352142324635436rriirriirriinnysssysssnysssnysss3 扩频方式设计13()=()IIRRIIRR yHF snH F sF snF0sHn0FsHFsn重写系统模型3 扩频方式设计14四、混合重排扩频调制方式：16QAM3 扩频方式设计154 低复杂度接收机设计一、经典的MPA接收机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 调制方式：BPSK 消息表示为对数形式调制方式：QPSK或更高阶，消息必须表示为矢量的形式164 低复杂度接收机设计174 低复杂度接收机设计二、干扰消除SIC接收机141123

6、52142324635436rriirriirriinnysssysssnysssnysssStep 3-8：Find positions solved directly by splitting yStep 11：Deduce the other parts of directly solved symbols184 低复杂度接收机设计三、联合SIC-MPA接收机u MPA接收机的初始值不是各符号值等概，而是利用SIC接收机已经求解出的符号并利用软解调而求得的概率u 发送矩阵不必携带矩阵系数u 联合SIC-MPA接收机的复杂度介于SIC和MPA之间，是一种自适应的接收机，但其性能好于单一MP

7、A接收机194 低复杂度接收机设计u 左图是SIC接收机的仿真结果u 右图是MPA和联合SIC-MPA的仿真对比u 分别使用了4*6和6*9矩阵，码率分别为0.5和0.75u 调制方式使用QPSKu 假设对信道具有完美估计204 低复杂度接收机设计结论：u SIC接收机的复杂度最低u MPA接收机的复杂度最高，性能适中u 联合SIC-MPA的复杂度是自适应的，性能最好u 单一SIC接收机适用于对实时性要求高，允许一定误差的场景，比如传感器网络，或者终端简单，无法承受巨大的计算量u 联合SIC-MPA适用于既要求高质量解调，又要求解调速度的场景，如超高清实时视频降低复杂度有利于节省功耗214 低

8、复杂度接收机设计四、基于树形搜索的类ML接收机1212()jjHHHqqeeFH FFQRQ yQ FsQ nyRsn1,11,21,1,2,22,2,0000,1NKNKN NK KN Ki irrrrrrrrrriNR000 不是严格的上三角矩阵，而是一个梯形矩阵RyFsn系统模型224 低复杂度接收机设计ML=argminKssyFsC CML=argminKqssyRsC C12,2211,1,11211,1,1 1stageKNqqNN KKN NNstageKNqNNKKNNNstageKqKKyrsrsyrsrsyrsr syRs 234 低复杂度接收机设计前K-N 层，保留所有分支后N层，保留m分支11iiiijjDDdd,11,1()qiii iii KKi idyrsrsr累计度量分支度量For layer ,branches with the last m smallest is kept.iDi244 低复杂度接收机设计10.019 iteration类ML接收机和MPA接收机复杂度比值u 相比MPA，类ML接收机的性能损失不大，同时大大降低了复杂度。u M值越大，类ML的性能越好，但复杂度也会升高m=125