基于v-blast编码方式的mimo-scma系统上行链路构架方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于ν-BLAST编码方式的MM0-SCMA系统上行链路构架方法。
【背景技术】
[0002] SCMA，SCMA(SparseCodeMultipleAccess)稀疏码多址接入技术，是一种新型的 非正交多址接入方式，是华为针对高频谱利用效率而提出的一种高速传输技术，该空口技 术已被列为5G移动通信候选标准，相比于传统的多址接入技术，它具有容量高时延小传输 速率快等优点，抗多径能力强，同时也克服了CDMA远近效应的不足。SCMA与0FDM相比，频 谱效率有了很大的提升，但由于星座点更为密集，从而造成了一定程度上的误码率的下降。 而且SCMA系统难以利用空域资源，从而限制了系统性能的提升。
[0003] Μ頂0技术是4G移动通信的核心技术之一，但MM0-0FDM系统虽然相比于前几代移 动通信系统已经能够较好地提升频谱利用率，但依旧难以满足5G对于传输速率的要求。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了解决现有稀疏码多址接入系统传输速率低、频谱效率低的问 题，而提出一种基于ν-BLAST编码方式的MM0-SCMA系统上行链路构架方法。
[0005] -种基于V-BLAST编码方式的Μ頂0-SCMA系统上行链路构架方法，所述构架方法 通过以下步骤实现：
[0006] 步骤一、设定MIM0-SCMA系统具有J个用户，每个用户具有两根发射天线，将每个 用户要发送的信息比特序列串并转换为两路；
[0007] 步骤二、将每个用户的两路信息比特序列分别进行1/2码率的卷积码编码，之后 进行交织；
[0008] 步骤三、根据SCMA码本，对发送信息比特进行SCMA映射，得到每个用户要发送的 信息，然后按照映射矩阵F将所有用户发送的信息调制到子载波上，完成调制编码；
[0009] 步骤四、每个用户的信息经步骤三调制编码后由两根天线发送，经过信道之后的 信息由基站的两根天线接收，并通过最小均方误差方法对接收到的信息进行检测；
[0010] 至此，完成基于ν-BLAST编码方式的Μ頂ο-SCMA系统上行链路架构设计过程。
[0011] 本发明的有益效果为：
[0012] 本发明中提出的MMO-SCMA系统，首先将要发送的数据信息串并转换为两路，从 而达到同时发送两路信息的复用的效果，再将每个用户的两路数据分别进行1/2码率的卷 积码编码，之后进行交织。采用16QAM调制方式，按照映射矩阵将用户发送的信息调制到子 载波上，最后由两根天线发送，经过信道之后的信息由基站的两根天线接收，并通过最小均 方误差方法对接收到的信息进行检测。克服了SCMA中多用户的非正交性以及软解码方式 所带来的限制，将ΜΠΚ)技术和SCMA技术结合起来，设计了基于V-BLAST编码技术的全新 Μηω-SCMA物理层上行系统架构，在负载系数是1. 5倍并且同时采用两根天线复用发射信 息的情况下，能将误码率保持在允许的范围内，相对于原有OFDM系统频谱效率提升3倍左 右。充分地利用了空间资源，并成倍地提高了系统传输速率和信道容量，突出其优越的传输 优势。
【附图说明】
[0013] 图1为本发明的流程图；
[0014] 图2为本发明涉及的祖M0-SCMA系统上行链路构架图；
[0015] 图3为本发明实施例1涉及的第一组码本角度差示意图；
[0016] 图4为本发明实施例1涉及的第二组码本角度差示意图；
[0017] 图5为本发明仿真实验涉及的祖M0-0FDM、SCMA、Μ頂0-SCMA技术误码率性能对比 示意图；
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0018] 一：
[0019] 本实施方式的基于V-BLAST编码方式的MM0-SCMA系统上行链路构架方法，结合 图1所示，所述构架方法通过以下步骤实现：
[0020] 步骤一、设定MIM0-SCMA系统具有J个用户，每个用户具有两根发射天线，将每个 用户要发送的信息比特序列串并转换为两路，从而达到由一路信息变成两路信息的复用效 果；其中，MBTO-SCMA系统即多天线稀疏码多址接入系统；
[0021] 步骤二、将每个用户的两路信息比特序列分别进行1/2码率的卷积码编码，之后 对编码后的信息比特序列进行交织；
[0022] 步骤三、根据SCMA码本，对发送信息比特进行SCMA映射，得到每个用户要发送的 信息，然后按照映射矩阵F将所有用户发送的信息调制到子载波上，完成调制编码；
[0023] 步骤四、每个用户的信息经步骤三调制编码后由两根天线发送，经过信道之后的 信息由基站的两根天线接收，并通过最小均方误差方法对接收到的信息进行检测；
[0024] 至此，完成基于V-BLAST编码方式的Μ頂0-SCMA系统上行链路架构设计过程；其 中，V-BLAST编码方式即为垂直分层空时码编码方式;MMO-SCMA系统表示多天线稀疏码多 址接入。
[0025] 在对接收到的信息进行检测过程涉及的检测方法有最大似然检测方法、迫零检测 方法和最小均方误差方法，最大似然检测方法性能最优但运算量过大，迫零检测方法虽然 简单但没有考虑背景噪声，从而检测的同时放大了噪声，因此采用性能和复杂度较均衡的 最小均方误差方法进行信号检测。
【具体实施方式】 [0026] 二：
[0027] 与【具体实施方式】一不同的是，本实施方式的基于V-BLAST编码方式的MMO-SCMA 系统上行链路构架方法，步骤一所述将每个用户要发送的信息比特序列串并转换为两路的 过程为，采用ν-BLAST编码方式，Mnro-SCMA系统中第j个用户的信息比特序列经过串并转 换为：Y 和…_，这两路信息分别通过两根天线发送，从而实现 由一路信息变为两路信息的复用效果；其中，〇彡j彡J_1，J表示用户总数；和表示信 息向量中的元素；j表示不同的用户；N表示帧长，用来区分向量中的元素。
【具体实施方式】 [0028] 三：
[0029] 与【具体实施方式】一或二不同的是，本实施方式的基于V-BLAST编码方式的 Mnro-SCMA系统上行链路构架方法，步骤二所述将每个用户的两路信息比特序列分别进行 1/2码率的卷积码编码，之后对编码后的信息比特序列进行交织的过程为，
[0030] 步骤二一、每个用户的两路信息比特序列首先通过FEC信道编码操作得到： 以'…/?]，即通过添加冗余的方式来纠正信号传输过程中产生 的随机错误生的随机错误；其中，FEC信道编码即为前向纠错码编码操作；其中，1^和纪'分 别表示序列以和bj'中的第m个比特，m为整数且1 <m<Μ;M表示帧长；
[0031] 步骤二二、然后通过对编码后的信息比特序列进行交织来对抗传输过程中产生的 突发性错误；其中，交织后的码比特序列分别表示为：r7' =p/ci…ci]和d …; 其中，<和 < 分别为序列&和C中的第m个比特，m为整数且1彡m彡Μ;M表示帧长；
[0032] 其中，Μ表示编码序列长度，且码率R=M/N。
【具体实施方式】 [0033] 四：
[0034] 与【具体实施方式】三不同的是，本实施方式的基于V-BLAST编码方式的Μ頂0-SCMA 系统上行链路构架方法，步骤三所述按照映射矩阵F将所有用户发送的信息调制到子载波 上的过程为，
[0035] 步骤三一、依据：g: ，将QAM调制方式的星座点扩展到多维以获得最 大的编码增益，完成码本的设计；其中，K表示系统的资源数，即0FDMA的子载波数；容表示 发送信息的二进制集合；C为有理数集合；Λ?表示基础调制的星座点集，对于16QAM调制来 说，Λ4包含16个星座点；
[0036] 步骤三二、设S= /〇g2 |別|，W=M/S，交织后的第j个用户的两路比特序列分别通过 公式不;=確4,.4,.+1-4+^1]')和爲一碟4 1.41.+1，"(4.+15-1]).获得经3。麻映射后的两 路复用信号：:二…和；:=^^ 分别表示经SCMA调制前的第Sw+e个数据比特，e为整数且0