SCMA系統(tǒng)中層分配及功率分配方案研究.pdf

1、隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶業(yè)務(wù)需求的日益增長(zhǎng)，第五代(The5th Generation,5G)移動(dòng)通信系統(tǒng)的研究開(kāi)始受到學(xué)術(shù)界的高度關(guān)注，根據(jù)業(yè)界提出的5G系統(tǒng)的核心性能指標(biāo)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求，5G網(wǎng)絡(luò)希望支持更高的吞吐量、更低的時(shí)延、更好的服務(wù)質(zhì)量(Quality of-Service，QoS)以及海量鏈接等。由于4G正交多址技術(shù)中接入的用戶數(shù)和正交資源成正比，因而不能滿足未來(lái)大容量、海量連接、超低延時(shí)接入等的需求，進(jìn)而非正交多址接入

2、技術(shù)就成為當(dāng)下5G多址接入的研究重點(diǎn)。
　　本文主要針對(duì)華為公司提出的當(dāng)下主研的非正交技術(shù)之一，稀疏碼多址接入(Sparse Code Multiple Access，SCMA)技術(shù)，研究分析SCMA主要關(guān)鍵技術(shù)，包括SCMA過(guò)載性能分析，在面向過(guò)載的SCMA傳輸系統(tǒng)中，分別設(shè)計(jì)基于容量的SCMA層資源及功率分配方案和基于能效的SCMA層資源及功率分配方案，仿真分析其性能。主要的研究?jī)?nèi)容如下:
　　第一，首先介紹了SCMA技

3、術(shù)的基本原理，然后詳細(xì)分析了SCMA上行鏈路設(shè)計(jì)、SCMA下行鏈路設(shè)計(jì)、SCMA接收機(jī)檢測(cè)方案以及SCMA技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，為后續(xù)性能分析及方案設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。
　　第二，主要針對(duì)SCMA的過(guò)載特性，分別仿真分析了SCMA過(guò)載因子與碼本的關(guān)系和過(guò)載因子對(duì)系統(tǒng)誤碼性能的影響，并比較了SCMA與LDS(Low Density Signature)的碼字稀疏性能在相同過(guò)載程度下，SCMA誤碼性能優(yōu)于LDS。最后分析過(guò)載因子與系統(tǒng)容量之間的關(guān)系

4、，分析了用戶數(shù)目、碼本個(gè)數(shù)、層功率等對(duì)系統(tǒng)容量的影響。
　　第三，在面向過(guò)載的SCMA傳輸系統(tǒng)中，針對(duì)提升系統(tǒng)容量和系統(tǒng)能效，分別提出了最大化系統(tǒng)容量和系統(tǒng)能效的SCMA層分配及功率分配方案，并利用拉格朗日對(duì)偶理論求解了SCMA層分配矢量及其上的最優(yōu)功率，最后通過(guò)仿真驗(yàn)證了所提方案的有效性。仿真結(jié)果表明，與平均功率算法相比，在基于最大化系統(tǒng)容量的層分配及功率分配算法下系統(tǒng)容量有顯著提高，在基于最大化系統(tǒng)能效的層分配及功率分配算法下