基于v-blast編碼方式的mimo-scma系統上行鏈路構架方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種基于ν-BLAST編碼方式的MM0-SCMA系統上行鏈路構架方法。
【背景技術】
[0002] SCMA，SCMA(SparseCodeMultipleAccess)稀疏碼多址接入技術，是一種新型的 非正交多址接入方式，是華為針對高頻譜利用效率而提出的一種高速傳輸技術，該空口技 術已被列為5G移動通信候選標準，相比于傳統的多址接入技術，它具有容量高時延小傳輸 速率快等優點，抗多徑能力強，同時也克服了CDMA遠近效應的不足。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系統難以利用空域資源，從而限制了系統性能的提升。
[0003] Μ頂0技術是4G移動通信的核心技術之一，但MM0-0FDM系統雖然相比于前幾代移 動通信系統已經能夠較好地提升頻譜利用率，但依舊難以滿足5G對于傳輸速率的要求。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是為了解決現有稀疏碼多址接入系統傳輸速率低、頻譜效率低的問 題，而提出一種基于ν-BLAST編碼方式的MM0-SCMA系統上行鏈路構架方法。
[0005] -種基于V-BLAST編碼方式的Μ頂0-SCMA系統上行鏈路構架方法，所述構架方法 通過以下步驟實現：
[0006] 步驟一、設定MIM0-SCMA系統具有J個用戶，每個用戶具有兩根發射天線，將每個 用戶要發送的信息比特序列串并轉換為兩路；
[0007] 步驟二、將每個用戶的兩路信息比特序列分別進行1/2碼率的卷積碼編碼，之后 進行交織；
[0008] 步驟三、根據SCMA碼本，對發送信息比特進行SCMA映射，得到每個用戶要發送的 信息，然后按照映射矩陣F將所有用戶發送的信息調制到子載波上，完成調制編碼；
[0009] 步驟四、每個用戶的信息經步驟三調制編碼后由兩根天線發送，經過信道之后的 信息由基站的兩根天線接收，并通過最小均方誤差方法對接收到的信息進行檢測；
[0010] 至此，完成基于ν-BLAST編碼方式的Μ頂ο-SCMA系統上行鏈路架構設計過程。
[0011] 本發明的有益效果為：
[0012] 本發明中提出的MMO-SCMA系統，首先將要發送的數據信息串并轉換為兩路，從 而達到同時發送兩路信息的復用的效果，再將每個用戶的兩路數據分別進行1/2碼率的卷 積碼編碼，之后進行交織。采用16QAM調制方式，按照映射矩陣將用戶發送的信息調制到子 載波上，最后由兩根天線發送，經過信道之后的信息由基站的兩根天線接收，并通過最小均 方誤差方法對接收到的信息進行檢測。克服了SCMA中多用戶的非正交性以及軟解碼方式 所帶來的限制，將ΜΠΚ)技術和SCMA技術結合起來，設計了基于V-BLAST編碼技術的全新 Μηω-SCMA物理層上行系統架構，在負載系數是1. 5倍并且同時采用兩根天線復用發射信 息的情況下，能將誤碼率保持在允許的范圍內，相對于原有OFDM系統頻譜效率提升3倍左 右。充分地利用了空間資源，并成倍地提高了系統傳輸速率和信道容量，突出其優越的傳輸 優勢。
【附圖說明】
[0013] 圖1為本發明的流程圖；
[0014] 圖2為本發明涉及的祖M0-SCMA系統上行鏈路構架圖；
[0015] 圖3為本發明實施例1涉及的第一組碼本角度差示意圖；
[0016] 圖4為本發明實施例1涉及的第二組碼本角度差示意圖；
[0017] 圖5為本發明仿真實驗涉及的祖M0-0FDM、SCMA、Μ頂0-SCMA技術誤碼率性能對比 示意圖；
【具體實施方式】
【具體實施方式】 [0018] 一：
[0019] 本實施方式的基于V-BLAST編碼方式的MM0-SCMA系統上行鏈路構架方法，結合 圖1所示，所述構架方法通過以下步驟實現：
[0020] 步驟一、設定MIM0-SCMA系統具有J個用戶，每個用戶具有兩根發射天線，將每個 用戶要發送的信息比特序列串并轉換為兩路，從而達到由一路信息變成兩路信息的復用效 果；其中，MBTO-SCMA系統即多天線稀疏碼多址接入系統；
[0021] 步驟二、將每個用戶的兩路信息比特序列分別進行1/2碼率的卷積碼編碼，之后 對編碼后的信息比特序列進行交織；
[0022] 步驟三、根據SCMA碼本，對發送信息比特進行SCMA映射，得到每個用戶要發送的 信息，然后按照映射矩陣F將所有用戶發送的信息調制到子載波上，完成調制編碼；
[0023] 步驟四、每個用戶的信息經步驟三調制編碼后由兩根天線發送，經過信道之后的 信息由基站的兩根天線接收，并通過最小均方誤差方法對接收到的信息進行檢測；
[0024] 至此，完成基于V-BLAST編碼方式的Μ頂0-SCMA系統上行鏈路架構設計過程；其 中，V-BLAST編碼方式即為垂直分層空時碼編碼方式;MMO-SCMA系統表示多天線稀疏碼多 址接入。
[0025] 在對接收到的信息進行檢測過程涉及的檢測方法有最大似然檢測方法、迫零檢測 方法和最小均方誤差方法，最大似然檢測方法性能最優但運算量過大，迫零檢測方法雖然 簡單但沒有考慮背景噪聲，從而檢測的同時放大了噪聲，因此采用性能和復雜度較均衡的 最小均方誤差方法進行信號檢測。
【具體實施方式】 [0026] 二：
[0027] 與【具體實施方式】一不同的是，本實施方式的基于V-BLAST編碼方式的MMO-SCMA 系統上行鏈路構架方法，步驟一所述將每個用戶要發送的信息比特序列串并轉換為兩路的 過程為，采用ν-BLAST編碼方式，Mnro-SCMA系統中第j個用戶的信息比特序列經過串并轉 換為：Y 和…_，這兩路信息分別通過兩根天線發送，從而實現 由一路信息變為兩路信息的復用效果；其中，〇彡j彡J_1，J表示用戶總數；和表示信 息向量中的元素；j表示不同的用戶；N表示幀長，用來區分向量中的元素。
【具體實施方式】 [0028] 三：
[0029] 與【具體實施方式】一或二不同的是，本實施方式的基于V-BLAST編碼方式的 Mnro-SCMA系統上行鏈路構架方法，步驟二所述將每個用戶的兩路信息比特序列分別進行 1/2碼率的卷積碼編碼，之后對編碼后的信息比特序列進行交織的過程為，
[0030] 步驟二一、每個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傳輸過程中產生 的隨機錯誤生的隨機錯誤；其中，FEC信道編碼即為前向糾錯碼編碼操作；其中，1^和紀'分 別表示序列以和bj'中的第m個比特，m為整數且1 <m<Μ;M表示幀長；
[0031] 步驟二二、然后通過對編碼后的信息比特序列進行交織來對抗傳輸過程中產生的 突發性錯誤；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個比特，m為整數且1彡m彡Μ;M表示幀長；
[0032] 其中，Μ表示編碼序列長度，且碼率R=M/N。
【具體實施方式】 [0033] 四：
[0034] 與【具體實施方式】三不同的是，本實施方式的基于V-BLAST編碼方式的Μ頂0-SCMA 系統上行鏈路構架方法，步驟三所述按照映射矩陣F將所有用戶發送的信息調制到子載波 上的過程為，
[0035] 步驟三一、依據：g: ，將QAM調制方式的星座點擴展到多維以獲得最 大的編碼增益，完成碼本的設計；其中，K表示系統的資源數，即0FDMA的子載波數；容表示 發送信息的二進制集合；C為有理數集合；Λ?表示基礎調制的星座點集，對于16QAM調制來 說，Λ4包含16個星座點；
[0036] 步驟三二、設S= /〇g2 |別|，W=M/S，交織后的第j個用戶的兩路比特序列分別通過 公式不;=確4,.4,.+1-4+^1]')和爲一碟4 1.41.+1，"(4.+15-1]).獲得經3。麻映射后的兩 路復用信號：:二…和；:=^^ 分別表示經SCMA調制前的第Sw+e個數據比特，e為整數且0