[发明专利]高斯信道下SCMA简易码本设计方法

说明书

本发明涉及一种高斯信道下SCMA简易码本设计方法，属于通信系统技术领域。该方法主要应用在高斯信道下，先设计每个资源块上所有用户的总星座图，然后利用网格编码调制(trellis coded modulation，TCM)中的子集分割法生成各用户对应的星座，然后构造映射矩阵，最后将用户星座与映射矩阵联合构造星座矩阵，最后根据星座矩阵生成码本。本发明不仅保证了用户之间的星座点间最小欧式距离最大化，同时保证了用户自身星座点间最小欧式距离最大化。因此，应用本发明，系统的误比特率(bit error rate,BER)低，且在高过载率条件下，系统性能也表现良好。

技术领域

本发明属于通信系统技术领域，涉及一种高斯信道下SCMA简易码本设计方法。

背景技术

移动互联网和物联网是未来移动通信发展的两大主要驱动力，因此，未来移动终端的数量将呈现爆发式增长，5G必须要满足海量连接的特点。每一代移动通信的更新换代都会伴随着多址技术的演变，现有通信系统都是采用正交的多址接入方式，即多个用户通过在不同维度上(频分，时分，码分等)正交划分的资源来接入。例如4G系统中采用的OFDMA将传输带宽划分成正交的一系列子载波集，再将不同的子载波集分配给不同的用户实现多址。正交多址接入由于其接入用户数和正交资源成正比，不能满足5G海量连接的需求。近年来支持过载连接的非正交多址接入被提出作为5G的候选多址接入技术。

稀疏码分多址(sparsecodemultiple access，SCMA)，也是一种非正交多址接入方式。在SCMA编码中，每个用户都有其专用的码本(codebook，CB)，编码比特直接映射到SCMA码本中的一个多维码字上，替代了原始码分多址中的调制和扩频，且多个用户的码字在资源块上叠加传输，可以成倍增加用户数量，从而更好的提升系统整体容量。SCMA码本设计直接关系到最后接收机的复杂度，系统的误码率，以及系统的过载率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高斯信道下SCMA简易码本设计方法，具体技术方案如下：

一种高斯信道下SCMA简易码本设计方法，该方法中将网格编码调制子集分割法应用于码本设计，具体包括以下步骤：

S1：设计资源块上总的星座图，采用PSK，QAM等星座图产生，星座点总数为2^W·d_f；设计资源块上总的星座图的目的是保证叠加在资源块上的用户任意星座点间的欧式距离尽可能大；资源块上总的星座采用现有成熟的PSK，QAM等星座产生，各资源块上有效用户的星座通过对资源块上的总星座进行子集分割产生，设计方法简单且性能较好；

S2：对总星座进行子集分割生成各用户星座图；

S3：构造映射矩阵；

S4：结合映射矩阵和用户对应的子集星座，生成用户与资源块对应的星座矩阵；

S5：由星座矩阵生成码本，并将这种方案设计的码本称为TCM码本。

进一步，在步骤S2中，采用TCM子集分割法从资源块上总的星座图生成资源块上有效用户的星座图，每个用户在各资源块上占据的星座点数均为2^W；TCM子集分割法能够保证同一资源块上用户间星座点间最小欧式距离最大化的同时，保证用户自身星座点间最小欧式距离最大化。

本发明的有益效果在于：本发明不仅保证了用户之间的星座点间最小欧式距离最大化，同时保证了用户自身星座点间最小欧式距离最大化。因此，应用本发明，系统的误比特率(bit error rate,BER)低，且在高过载率条件下，系统性能也表现良好。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为SCMA编码原理图；

图2为本发明实施流程图；