MA相比于LTE中0抑MA在调制阶数和编码速率上 有所降低，运是为了保证接收端有足够低的误码率，但整体看来，在系统吞吐量上SCMA有着 巨大的优势。
[0122] 图5对用户间的公平性进行了仿真。从图5可知，在公平性方面SCMA系统与OFDMA系 统相差不大，但SCMA系统略优于OFDM系统，运主要是因为在一定的资源下SCMA系统能够容 纳更多的用户，即更多的用户能够接入到系统当中，从而对系统的公平性有所提升。而决定 系统公平性最大的因素则是所采用的调度算法。
[0123] 从调度算法的角度来看，MT算法是将信道条件作为决定用户在资源分配中优先级 的唯一因素，因此信道条件好的用户优先接受调度，在载波资源有限的情况下，系统可W充 分利用高质量的信道，尽可能发出更多的包，因此可W获得更高的系统吞吐量。但不足的 是，一些处于小区边缘的用户由于信道条件不好，一直被分配较少的资源，甚至不被分配资 源，造成无法接入到系统当中，从公平性的角度来说，运是所不希望看到的，因此PF算法在 MT算法基础上除W 了该用户单位时间窗内的平均吞吐量，也就是说考虑了用户已传输的数 据速率，兼顾了用户间的公平性。
[0124] 本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域 技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但运些相应的改变和变形都应属于 本发明所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1. 基于稀疏码多址接入系统的自适应编码调制方案与资源调度方法，其特征在于，该 方法具体是按照以下步骤进行的： 步骤一、建立系统模型；建立蜂窝网多小区系统，在蜂窝网多小区系统中任选一小区， 并采用稀疏码多址SCMA方式将该小区的参与调度的用户接入到蜂窝网多小区系统中； 其中，多小区的系统中的每个小区为正六边形，半径为500m;且每个小区均与六个小区 相邻，并且参与调度的用户只随机分布在每个小区中；参与调度的用户仿真的业务均为实 时视频流业务;实时视频流业务要求的保证数据传输速率为256kbps; 该蜂窝网多小区SCMA系统中规定频域上每四个子载波和时域上每个子帧组成一个子 载波组，记每个子帧的长度为1个调度周期，从而每个调度周期内组成75个子载波组SCC;所 有的子载波组都参与小区内的用户调度;75个子载波组共占据5MHz带宽； 步骤二、基于最大化最小乘机距离准则构造出一对4点的SCMA码本、一对8点的SCMA码 本和一对16点的SCMA码本； 步骤三、在步骤一中选择的小区中，根据瞬时下行SINR值，用户在每个调度周期TTI都 将相应的CQI值报告给基站，基站根据上报的CQI信息及时调整和更新用户的信道条件信 息，从而实现在多用户情况下进行系统资源的最优分配； 步骤四、根据多用户情况下进行系统资源的最优分配的结果，对自适应调制编码后的 用户进行资源调度； 其中，对自适应调制编码后的用户进行资源调度具体过程如下： (1) 、赋值num_TT I = 1，num_TT I为当前调度时隙； (2) 、赋值num_SCC= 1，num_SCC为子载波组的编号，依次为每个子载波组分配用户； (3) 、根据优先级公式计算每个用户在当前调度时隙的优先级数值JKnumJTIhMs (num_TTI)???MrXnumJH);其中，优先级公式算法为最大吞吐量算法MT或比例公平算法PF; (4) 、根据步骤(3)得出的η个用户优先级数值中挑选出优先级最高的6个用户KhKhfo、 K4、K5、K6接受调度； (5) 、在选出的子载波组上传输用户心至1(6的数据，并将此子载波组标记为已分配； (6) 、分别判断步骤(5)中用户心至1(6获得数据速率是否小于GBR，若心至1(6中某个用户获 得数据小于GBR，则将此用户保留在服务列表MKnumjTI)，M 2(num TTI)，..1(1111111 TTI)中， 若KlK6中某个用户获得数据大于GBR，则将此用户从服务列表1(1111111_1'1'1)，1 2(1111111_ TTI) · · .Mn(num TTI)中清除; (7) 、判断子载波组是否分配完毕，若没有，则重复步骤(2)~(6)，直至75个子载波组分 配完毕； (8) 、num_TTI =num_TTI+l; (9) 、判断num_TTI是否等于Nm，若不相等，则重复步骤(2)~(8)直至num_TTI等于系统 调度时隙总数目Nm为止。2. 根据权利要求1所述基于稀疏码多址接入系统的自适应编码调制方案与资源调度方 法，其特征在于:步骤二中根据星座图计算得到一对16点SCMA码本的具体过程为： 步骤二一、画出两个完全相同的标准QPSK星座图，分别为QPSK1和QPSK2; 步骤二二、分别两个星座图QPSK1和QPSK2旋转相同角度Θ，得到两个完全相同的旋转之 后的QPSK1星座图和QPSK2星座图； 步骤二三、根据两个旋转之后QPSK1星座图和QPSK2星座图，计算得到两个对应的16点 的SCMA星座图中各星座点的位置坐标;其中，每个16点的SCMA星座图中有16个点，每个点的 4个比特为B1、B2、B3和M;两个对应的16点的SCMA星座图包括第一个16点的SCMA星座图和 第二个16点的SCMA星座图； 步骤二四、根据步骤二三得到的位置坐标计算第一个16点的SCMA星座图中任意两个相 对应的点的欧氏距离Riji和第二个16点的SCMA星座图中任意两个相对应的点的欧氏距离 R1J2的乘积距离Rlj;在计算的乘积距离Ru中选取乘积距离Ru的最小值； 其中，Rij = Rijl XRij2 1. i < 16，1幻、16,且i矣j，i和j分别为16点星座图中不同的星座点； 步骤二五、将旋转角度Θ从0°增加 Δ Θ，将Θ+Δ Θ重复步骤二二~二四，直至Θ+Δ Θ增加至 90°为止，得到所有的最小乘积距离Rij的最小值;其中，Θ为〇°~90° ; Δ Θ为〇.〇〇〇1°~1° ; 步骤二六、对旋转角度Θ值进行遍历，确定步骤二五中所有的最小乘积距离Ru所对应的 旋转角度Θ中使Rij最大的旋转角度值fW; 所有的最小乘积距离Rij所对应的旋转角度Θ中使Rij最大的旋转角度值0"1￡?;使得两个16 点的SCMA星座图对应点的最小乘积距离最大化，根据最大旋转角度值0max得到满足最大化 最小乘积距离准则的一对16点SCMA码本； 其中，一对16点SCMA码本包括码本1的16点的SCMA星座图和码本2的16点的SCMA星座 图；码本1的16点的SCMA星座图是由QPSK1星座图和QPSK2星座图旋转后的横轴坐标得到的； 码本2的16点的SCMA星座图是由QPSK1和QPSK2星座图旋转后的纵轴坐标得到的。3. 根据权利要求2所述基于稀疏码多址接入系统的自适应编码调制方案与资源调度方 法，其特征在于:步骤三中根据瞬时下行SINR值，用户在每个TTI都将相应的CQI值报告给基 站，基站根据上报的CQI信息及时调整和更新用户的信道条件信息具体为： 当信道条件较好即SINR> 10.3时，则采用高阶调制和高信道速率即根据一对16点的 SCMA码本调制；当信道条件质量较差SINR<4.606时，采用低阶调制即根据一对4点的SCMA 码本调制，当4.606<SINR< 10.3采用低阶调制即根据一对8点的SCMA码本调制，从而实现 在多用户情况下进行系统资源的最优分配。4. 根据权利要求3所述基于稀疏码多址接入系统的自适应编码调制方案与资源调度方 法，其特征在于:步骤四中最大吞吐量算法MT具体为： 最大吞吐量算法MT: Μ丨（/) = r/ (/XujxMxgxi? 其中，i为num_SCC;调度时选取在当前子载波组内具有最大优先级的用户k，M为子载波 组上的子载波数，N为一个子帧上的符号数，为调度时选取在当前子载波组内具有最 大优先级的用户k在第i个子载波组上获得的理论数据传输速率，Qk是用户k 一个符号所能 携带的比特数，R为根据用户的SINR值映射得到的用户k在子载波组i上的编码速率；t为 num_TTI ； A4dnum^TTi)=Mi (f):; .^=1,2,3:,....，爪5. 根据权利要求4所述基于稀疏码多址接入系统的自适应编码调制方案与资源调度方 法，其特征在于:步骤四中比例公平算法PF具体为： 比例公平算法PIRk(t)为用户k在时间窗内的平均吞吐量。
【专利摘要】基于稀疏码多址接入系统的自适应编码调制方案与资源调度方法，本发明涉及自适应编码调制方案与资源调度方法。本发明是要解决固定调制编码方式的SCMA系统不能够根据信道条件的变化动态地选择适当的编码调制方案，导致难以在系统吞吐量和传输链路质量中得以权衡，从而无法实现多用户情况系统资源的最优分配的问题，而提出的基于稀疏码多址接入系统的自适应编码调制方案与资源调度方法。该方法是通过一、建立系统模型；二、构造出一对4点，8点和16点的SCMA码本；三、多用户情况下进行系统资源的最优分配；四、对自适应调制编码后的用户进行资源调度等步骤实现的。本发明应用于自适应编码调制方案与资源调度领域。
【IPC分类】H04L1/00, H04W72/04
【公开号】CN105634672
【申请号】CN201511005495
【发明人】韩帅, 郭诚, 台祥雪, 石硕, 孟维晓
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月28日