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稀疏码多址接入(Sparse Code Multiple Access,SCMA)是一种基于低密度特征(Low Density Signature,LDS)的非正交多址接入(Non-orthogonal Multiple Access)技术。这种多址接入技术利用标记向量将若干个用户复数空间中的符号扩散成为稀疏码字,并将稀疏码字进行叠加后发送。由于在相同码字长度条件下,非正交的标记向量的个数要远远大于正交的标记向量个数,因此稀疏码多址接入相比于现有正交多址接入技术具有更多的用户接入数目、更高的频谱效率。然而目前的SCMA技术还存在若干缺陷,包括:1)缺少标记向量选择和标记矩阵设计的方案;2)不能支持多用户多调制方式的同时传输。针对上述缺陷,本文提出了一种基于码字分组设计的稀疏码多址接入(Codeword Grouped SCMA,CG-SCMA)技术,很好的解决了SCMA的上述问题,是一种更加灵活且性能更优的稀疏码多址接入方案。首先详细介绍了现有非正交多址技术的研究进展,通过对LDS技术的介绍引出基于LDS结构的SCMA技术,并分析了现有SCMA技术的优势和需要进一步解决的问题:SCMA预先设定的码本往往不易根据实际情况改变,同时SCMA码本设计都是基于所有接入用户的数据速率相等条件下,因此灵活性和适用性有待提高。本文提出了CS-SCMA的设计方案,将标记矩阵设计和星座旋转联合设计,并且根据外部条件的变化相应修改标记矩阵和星座旋转设计,从而提高系统的灵活性和实用性。数值仿真结果表明CG-SCMA优于LDS和SCMA。此外还对比分析了不同分组标记矩阵设计下的CG-SCMA系统性能,仿真结果表明具有较大维度的分组标记矩阵的CG-SCMA系统性能更优。然后基于稀疏码多址接入技术的多用户多速率传输的性能分析,提出了几种实现多用户多速率传输的途径。针对不同用户所处无线环境不同从而可能采用不同调制方案的可能应用场景,可通过星座旋转设计,实现CG-SCMA多用户多速率传输。以QPSK和BPSK两种调制方案的多用户叠加为例,仿真结果显示了多速率传输方案的误码性能介于BPSK和QPSK单一调制方案的性能之间。通过对星座旋转方案进行设计,CG-SCMA系统可以实现多用户多速率传输。最后,研究了稀疏码多址接入技术的接收算法——信息传递算法(Message Passing Algorithm,MPA)。结合 LDS 结构特性和最大后验概率准则(Maximum A Posteriori,MAP)推导了接收机最佳判决公式。当用户采用的调制方式和叠加的用户数目固定时,MPA算法的时间复杂度随着迭代次数增加而增加。为了减少接收机处理时延,提出了一种提前终止迭代的快速接收算法,即通过判断用户符号置信概率是否收敛,并以此决定是否提前终止迭代。仿真结果表明该快速算法相比于固定迭代算法,在减少迭代次数的同时具有趋于一致的检测性能,从而具有更高的检测效率。