SCMA系統(tǒng)中層分配及功率分配方案研究.pdf

1、隨著通信技術的不斷發(fā)展和用戶業(yè)務需求的日益增長，第五代(The5th Generation,5G)移動通信系統(tǒng)的研究開始受到學術界的高度關注，根據(jù)業(yè)界提出的5G系統(tǒng)的核心性能指標和系統(tǒng)設計需求，5G網(wǎng)絡希望支持更高的吞吐量、更低的時延、更好的服務質(zhì)量(Quality of-Service，QoS)以及海量鏈接等。由于4G正交多址技術中接入的用戶數(shù)和正交資源成正比，因而不能滿足未來大容量、海量連接、超低延時接入等的需求，進而非正交多址接入

2、技術就成為當下5G多址接入的研究重點。
　　本文主要針對華為公司提出的當下主研的非正交技術之一，稀疏碼多址接入(Sparse Code Multiple Access，SCMA)技術，研究分析SCMA主要關鍵技術，包括SCMA過載性能分析，在面向過載的SCMA傳輸系統(tǒng)中，分別設計基于容量的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。主要的研究內(nèi)容如下:
　　第一，首先介紹了SCMA技

3、術的基本原理，然后詳細分析了SCMA上行鏈路設計、SCMA下行鏈路設計、SCMA接收機檢測方案以及SCMA技術的優(yōu)勢，為后續(xù)性能分析及方案設計奠定了基礎。
　　第二，主要針對SCMA的過載特性，分別仿真分析了SCMA過載因子與碼本的關系和過載因子對系統(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載程度下，SCMA誤碼性能優(yōu)于LDS。最后分析過載因子與系統(tǒng)容量之間的關系

4、，分析了用戶數(shù)目、碼本個數(shù)、層功率等對系統(tǒng)容量的影響。
　　第三，在面向過載的SCMA傳輸系統(tǒng)中，針對提升系統(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，最后通過仿真驗證了所提方案的有效性。仿真結果表明，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