【摘 要】
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在信息化的当下,4G技术面对时代的发展已经捉襟见肘,因此新一代的无线通信技术,即第五代移动通信技术（5G）应运而生。为了保证极高的数据传输速率与海量的数据连接,稀疏码多址接入（Sparse Code Multiple Access,SCMA）技术作为一种新的非正交多址接入方式成为了当前的重点研究方向。通过合理的码本,使数量远大于资源块的用户实现信息的高效且可靠传输。在接收端利用码字概率对用户信息进
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在信息化的当下,4G技术面对时代的发展已经捉襟见肘,因此新一代的无线通信技术,即第五代移动通信技术（5G）应运而生。为了保证极高的数据传输速率与海量的数据连接,稀疏码多址接入（Sparse Code Multiple Access,SCMA）技术作为一种新的非正交多址接入方式成为了当前的重点研究方向。通过合理的码本,使数量远大于资源块的用户实现信息的高效且可靠传输。在接收端利用码字概率对用户信息进行区分,可以有效分离各用户信息。因此,码本的设计和多用户检测算法设计成为SCMA技术的两大关键。本文在研究传统SCMA码本设计方法的基础上,提出一种基于艾森斯坦整数的优化SCMA码本设计方法。该方法在构建母星座时,利用艾森斯坦整数具有的六角晶格特性,替代高斯整数,改变传统码本设计方法的星座结构,解决了星座点分布的局限性问题,使母星座的构建更具合理性;在保证信息的正常叠加传输的前提下,构建子集星座时结合网格编码调制技术（Trellis Coded Modulation,TCM）的子集分割方法,进一步最大化星座点间的最小欧氏距离,降低星座选择的随机性与主观性,从而得到一种性能良好的SCMA码本设计方法,为5G的后续发展提供一个可行方案。为了进一步降低误码率,同时兼顾多用户检测算法的复杂度,在接收端提出一种改进型Log-MPA（Improved Log-MPA,I-Log-MPA）检测算法。该算法在进行多用户检测时修改传统算法的修饰项,弥补了Max-Log-MPA算法的误码性能的不足,消除Log-MPA算法中过多的指数运算,解决复杂度高的问题。在理论推导和方法描述的基础上,对优化SCMA码本设计方法和I-Log-MPA检测算法进行仿真分析,仿真结果表明,本文提出的两种方法有效地提升了SCMA技术的误码性能,降低了多用户检测的复杂度。
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