基于v-blast編碼方式的mimo-scma系統(tǒng)上行鏈路構(gòu)架方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于ν-BLAST編碼方式的MM0-SCMA系統(tǒng)上行鏈路構(gòu)架方法。
【背景技術(shù)】
[0002] SCMA，SCMA(SparseCodeMultipleAccess)稀疏碼多址接入技術(shù)，是一種新型的 非正交多址接入方式，是華為針對(duì)高頻譜利用效率而提出的一種高速傳輸技術(shù)，該空口技 術(shù)已被列為5G移動(dòng)通信候選標(biāo)準(zhǔn)，相比于傳統(tǒng)的多址接入技術(shù)，它具有容量高時(shí)延小傳輸 速率快等優(yōu)點(diǎn)，抗多徑能力強(qiáng)，同時(shí)也克服了CDMA遠(yuǎn)近效應(yīng)的不足。SCMA與0FDM相比，頻 譜效率有了很大的提升，但由于星座點(diǎn)更為密集，從而造成了一定程度上的誤碼率的下降。 而且SCMA系統(tǒng)難以利用空域資源，從而限制了系統(tǒng)性能的提升。
[0003] Μ頂0技術(shù)是4G移動(dòng)通信的核心技術(shù)之一，但MM0-0FDM系統(tǒng)雖然相比于前幾代移 動(dòng)通信系統(tǒng)已經(jīng)能夠較好地提升頻譜利用率，但依舊難以滿足5G對(duì)于傳輸速率的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有稀疏碼多址接入系統(tǒng)傳輸速率低、頻譜效率低的問 題，而提出一種基于ν-BLAST編碼方式的MM0-SCMA系統(tǒng)上行鏈路構(gòu)架方法。
[0005] -種基于V-BLAST編碼方式的Μ頂0-SCMA系統(tǒng)上行鏈路構(gòu)架方法，所述構(gòu)架方法 通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：
[0006] 步驟一、設(shè)定MIM0-SCMA系統(tǒng)具有J個(gè)用戶，每個(gè)用戶具有兩根發(fā)射天線，將每個(gè) 用戶要發(fā)送的信息比特序列串并轉(zhuǎn)換為兩路；
[0007] 步驟二、將每個(gè)用戶的兩路信息比特序列分別進(jìn)行1/2碼率的卷積碼編碼，之后 進(jìn)行交織；
[0008] 步驟三、根據(jù)SCMA碼本，對(duì)發(fā)送信息比特進(jìn)行SCMA映射，得到每個(gè)用戶要發(fā)送的 信息，然后按照映射矩陣F將所有用戶發(fā)送的信息調(diào)制到子載波上，完成調(diào)制編碼；
[0009] 步驟四、每個(gè)用戶的信息經(jīng)步驟三調(diào)制編碼后由兩根天線發(fā)送，經(jīng)過信道之后的 信息由基站的兩根天線接收，并通過最小均方誤差方法對(duì)接收到的信息進(jìn)行檢測(cè)；
[0010] 至此，完成基于ν-BLAST編碼方式的Μ頂ο-SCMA系統(tǒng)上行鏈路架構(gòu)設(shè)計(jì)過程。
[0011] 本發(fā)明的有益效果為：
[0012] 本發(fā)明中提出的MMO-SCMA系統(tǒng)，首先將要發(fā)送的數(shù)據(jù)信息串并轉(zhuǎn)換為兩路，從 而達(dá)到同時(shí)發(fā)送兩路信息的復(fù)用的效果，再將每個(gè)用戶的兩路數(shù)據(jù)分別進(jìn)行1/2碼率的卷 積碼編碼，之后進(jìn)行交織。采用16QAM調(diào)制方式，按照映射矩陣將用戶發(fā)送的信息調(diào)制到子 載波上，最后由兩根天線發(fā)送，經(jīng)過信道之后的信息由基站的兩根天線接收，并通過最小均 方誤差方法對(duì)接收到的信息進(jìn)行檢測(cè)?？朔薙CMA中多用戶的非正交性以及軟解碼方式 所帶來的限制，將ΜΠΚ)技術(shù)和SCMA技術(shù)結(jié)合起來，設(shè)計(jì)了基于V-BLAST編碼技術(shù)的全新 Μηω-SCMA物理層上行系統(tǒng)架構(gòu)，在負(fù)載系數(shù)是1. 5倍并且同時(shí)采用兩根天線復(fù)用發(fā)射信 息的情況下，能將誤碼率保持在允許的范圍內(nèi)，相對(duì)于原有OFDM系統(tǒng)頻譜效率提升3倍左 右。充分地利用了空間資源，并成倍地提高了系統(tǒng)傳輸速率和信道容量，突出其優(yōu)越的傳輸 優(yōu)勢(shì)。
【附圖說明】
[0013] 圖1為本發(fā)明的流程圖；
[0014] 圖2為本發(fā)明涉及的祖M0-SCMA系統(tǒng)上行鏈路構(gòu)架圖；
[0015] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例1涉及的第一組碼本角度差示意圖；
[0016] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例1涉及的第二組碼本角度差示意圖；
[0017] 圖5為本發(fā)明仿真實(shí)驗(yàn)涉及的祖M0-0FDM、SCMA、Μ頂0-SCMA技術(shù)誤碼率性能對(duì)比 示意圖；
【具體實(shí)施方式】
【具體實(shí)施方式】 [0018] 一：
[0019] 本實(shí)施方式的基于V-BLAST編碼方式的MM0-SCMA系統(tǒng)上行鏈路構(gòu)架方法，結(jié)合 圖1所示，所述構(gòu)架方法通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：
[0020] 步驟一、設(shè)定MIM0-SCMA系統(tǒng)具有J個(gè)用戶，每個(gè)用戶具有兩根發(fā)射天線，將每個(gè) 用戶要發(fā)送的信息比特序列串并轉(zhuǎn)換為兩路，從而達(dá)到由一路信息變成兩路信息的復(fù)用效 果；其中，MBTO-SCMA系統(tǒng)即多天線稀疏碼多址接入系統(tǒng)；
[0021] 步驟二、將每個(gè)用戶的兩路信息比特序列分別進(jìn)行1/2碼率的卷積碼編碼，之后 對(duì)編碼后的信息比特序列進(jìn)行交織；
[0022] 步驟三、根據(jù)SCMA碼本，對(duì)發(fā)送信息比特進(jìn)行SCMA映射，得到每個(gè)用戶要發(fā)送的 信息，然后按照映射矩陣F將所有用戶發(fā)送的信息調(diào)制到子載波上，完成調(diào)制編碼；
[0023] 步驟四、每個(gè)用戶的信息經(jīng)步驟三調(diào)制編碼后由兩根天線發(fā)送，經(jīng)過信道之后的 信息由基站的兩根天線接收，并通過最小均方誤差方法對(duì)接收到的信息進(jìn)行檢測(cè)；
[0024] 至此，完成基于V-BLAST編碼方式的Μ頂0-SCMA系統(tǒng)上行鏈路架構(gòu)設(shè)計(jì)過程；其 中，V-BLAST編碼方式即為垂直分層空時(shí)碼編碼方式;MMO-SCMA系統(tǒng)表示多天線稀疏碼多 址接入。
[0025] 在對(duì)接收到的信息進(jìn)行檢測(cè)過程涉及的檢測(cè)方法有最大似然檢測(cè)方法、迫零檢測(cè) 方法和最小均方誤差方法，最大似然檢測(cè)方法性能最優(yōu)但運(yùn)算量過大，迫零檢測(cè)方法雖然 簡(jiǎn)單但沒有考慮背景噪聲，從而檢測(cè)的同時(shí)放大了噪聲，因此采用性能和復(fù)雜度較均衡的 最小均方誤差方法進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)。
【具體實(shí)施方式】 [0026] 二：
[0027] 與【具體實(shí)施方式】一不同的是，本實(shí)施方式的基于V-BLAST編碼方式的MMO-SCMA 系統(tǒng)上行鏈路構(gòu)架方法，步驟一所述將每個(gè)用戶要發(fā)送的信息比特序列串并轉(zhuǎn)換為兩路的 過程為，采用ν-BLAST編碼方式，Mnro-SCMA系統(tǒng)中第j個(gè)用戶的信息比特序列經(jīng)過串并轉(zhuǎn) 換為：Y 和…_，這兩路信息分別通過兩根天線發(fā)送，從而實(shí)現(xiàn) 由一路信息變?yōu)閮陕沸畔⒌膹?fù)用效果；其中，〇彡j彡J_1，J表示用戶總數(shù)；和表示信 息向量中的元素；j表示不同的用戶；N表示幀長(zhǎng)，用來區(qū)分向量中的元素。
【具體實(shí)施方式】 [0028] 三：
[0029] 與【具體實(shí)施方式】一或二不同的是，本實(shí)施方式的基于V-BLAST編碼方式的 Mnro-SCMA系統(tǒng)上行鏈路構(gòu)架方法，步驟二所述將每個(gè)用戶的兩路信息比特序列分別進(jìn)行 1/2碼率的卷積碼編碼，之后對(duì)編碼后的信息比特序列進(jìn)行交織的過程為，
[0030] 步驟二一、每個(gè)用戶的兩路信息比特序列首先通過FEC信道編碼操作得到： 以'…/?]，即通過添加冗余的方式來糾正信號(hào)傳輸過程中產(chǎn)生 的隨機(jī)錯(cuò)誤生的隨機(jī)錯(cuò)誤；其中，F(xiàn)EC信道編碼即為前向糾錯(cuò)碼編碼操作；其中，1^和紀(jì)'分 別表示序列以和bj'中的第m個(gè)比特，m為整數(shù)且1 <m<Μ;M表示幀長(zhǎng)；
[0031] 步驟二二、然后通過對(duì)編碼后的信息比特序列進(jìn)行交織來對(duì)抗傳輸過程中產(chǎn)生的 突發(fā)性錯(cuò)誤；其中，交織后的碼比特序列分別表示為：r7' =p/ci…ci]和d …; 其中，<和 < 分別為序列&和C中的第m個(gè)比特，m為整數(shù)且1彡m彡Μ;M表示幀長(zhǎng)；
[0032] 其中，Μ表示編碼序列長(zhǎng)度，且碼率R=M/N。
【具體實(shí)施方式】 [0033] 四：
[0034] 與【具體實(shí)施方式】三不同的是，本實(shí)施方式的基于V-BLAST編碼方式的Μ頂0-SCMA 系統(tǒng)上行鏈路構(gòu)架方法，步驟三所述按照映射矩陣F將所有用戶發(fā)送的信息調(diào)制到子載波 上的過程為，
[0035] 步驟三一、依據(jù)：g: ，將QAM調(diào)制方式的星座點(diǎn)擴(kuò)展到多維以獲得最 大的編碼增益，完成碼本的設(shè)計(jì)；其中，K表示系統(tǒng)的資源數(shù)，即0FDMA的子載波數(shù)；容表示 發(fā)送信息的二進(jìn)制集合；C為有理數(shù)集合；Λ?表示基礎(chǔ)調(diào)制的星座點(diǎn)集，對(duì)于16QAM調(diào)制來 說，Λ4包含16個(gè)星座點(diǎn)；
[0036] 步驟三二、設(shè)S= /〇g2 |別|，W=M/S，交織后的第j個(gè)用戶的兩路比特序列分別通過 公式不;=確4,.4,.+1-4+^1]')和爲(wèi)一碟4 1.41.+1，"(4.+15-1]).獲得經(jīng)3。麻映射后的兩 路復(fù)用信號(hào)：:二…和；:=^^ 分別表示經(jīng)SCMA調(diào)制前的第Sw+e個(gè)數(shù)據(jù)比特，e為整數(shù)且0