基于部分码字译码的MPA检测算法

稀疏码多址接入技术(SCMA)是一种新型非正交多址接入技术。针对SCMA中消息传递算法进行多用户检测复杂度较高的问题,提出基于部分码字球形译码多用户检测算法(PCSD-MPA)。该算法通过设置球型半径减少参与迭代的用户码字,并根据SCMA的非正交特性引入信道质量这一新的判决机制,从而进一步降低MPA算法的计算复杂度。同时采用部分码字初始概率均等分配策略,有效提升了算法的收敛速率。仿真结果表明,在球形半径设定合理的条件下,PCSD-MPA在几乎不改变系统误比特率性能的情况下降低了MPA的复杂度,且该算法的计算复杂度随着SNR的增大明显降低。     

上行SCMA系统的动态子图检测算法

面对未来网络需求量的爆炸性增长,稀疏码多址接入（Sparse Code Multiple Access,SCMA）作为一种基于码本的非正交多址技术,在用户连接数、频谱效率和低时延都有很大的提升。由于码字的稀疏性,SCMA采用消息传递算法（Message Passing Algorithm,MPA）实现多用户检测,但是复杂度还是相对较高,以至于很难应用于实际系统。为了解决上述问题,提出了一种动态子图消息传递算法（Dynamic Sub-graph Message Passing Algorithm,DS-MPA）进行信号检测。DS-MPA利用剩余值来确定下一次迭代的子图,减少了资源节点的更新用户数量,达到了降低复杂度的目的。仿真结果显示算法性能几乎无损并且降低了1/3左右的复杂度。     

一种新型上行SCMA系统接收机

稀疏码多址接入(SCMA)是一种码域非正交多址接入技术,以其优异性能成为5G多址接入技术的热门候选方案.上行SCMA系统一般采用消息传递算法(MPA)接收机,检测过程中存在由先验信息带来的误差.针对这一问题提出一种新型接收机,称为环MPA (R-MPA)接收机,其通过一种联合检测方案来消除上述误差对最终检测结果的影响.理论分析和仿真验证表明,与现有的log-MPA接收机及经典MPA接收机相比,所提R-MPA接收机是一种检测精度更高而实施复杂度较低的上行SCMA系统接收机.     

稀疏码多址接入多用户检测算法综述

稀疏码多址接入(SCMA)是一种非正交多址接入技术,具备高频谱效率和大连接特性.多用户检测是SCMA系统的关键问题,而如何降低检测算法的复杂度成为多址接入领域的研究热点.该文从影响算法复杂度的不同因素入手,分类综述了现有多用户检测算法并对几种典型算法进行了原理剖析和性能对比.同时,指出了SCMA多用户检测算法的改进思路.最后总结并探讨了SCMA检测算法未来的发展趋势和面临的挑战.     

基于加权分组串行调度改进的MPA算法

随着卫星通信系统的广泛应用,传统的正交多址接入技术已经无法满足日益增长的数据信息和海量用户的连接要求,此时非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术中的稀疏码多址接入技术(Sparse Code Multiple Access,SCMA)成为研究的焦点。现有基于消息传递算法(Message Passing Algorithm,MPA)的SCMA系统多用户检测算法主要分为串行调度MPA算法和并行调度MPA算法,然而这些算法在降低算法复杂度上并不是最优的选择。为了进一步加快算法的收敛速度,在加权串行调度MPA算法(Weight Variable Node SS-MPA,WVN-SS-MPA)基础上,提出一种基于加权分组串行调度改进的MPA算法(Improved Group of WVN-MPA,IG-WVN-MPA),该算法可以通过降低迭代次数、码本大小和行重因子来加快收敛速度。仿真结果表明,所提出的IG-WVN-MPA算法可以在保证系统性能的同时,大幅度降低算法复杂度。     

基于变量节点串行策略的SCMA低复杂度译码研究

稀疏码多址接入(SCMA)技术作为5G无线通信网络的一个竞争性的非正交多址方案,具有广阔的应用前景.但目前基于SCMA的上行链路均采用泛洪方案的消息传递算法(MPA)进行译码,无论是检测的复杂度还是收敛速度都不甚理想.提出一种改变信息更新策略的串行消息传递算法——S-MPA (serial MPA),按照变量节点的次序进行消息处理和传递,每一个变量节点同时进行校验消息的接收和变量消息的发送.理论和仿真结果表明,该算法不仅能保持良好的性能,而且也有较低的解码复杂度.     

稀疏码多址接入多用户检测算法综述

稀疏码多址接入(SCMA)是一种非正交多址接入技术,具备高频谱效率和大连接特性。多用户检测是SCMA系统的关键问题,而如何降低检测算法的复杂度成为多址接入领域的研究热点。该文从影响算法复杂度的不同因素入手,分类综述了现有多用户检测算法并对几种典型算法进行了原理剖析和性能对比。同时,指出了SCMA多用户检测算法的改进思路。最后总结并探讨了SCMA检测算法未来的发展趋势和面临的挑战。     

基于模型驱动辅助MPA的SCMA多用户检测算法

稀疏码分多址接入(Sparse Code Multiple Access,SCMA)作为有应用前景的空口技术,在高吞吐量以及大规模连接中极具优势。针对SCMA通信系统中接收端消息传递算法(Message Passing Algorithm,MPA)计算复杂度较高的问题,提出了基于模型驱动辅助MPA法(Model driven Assisted MPA,MD MPA)的SCMA多用户检测算法。MD MPA在MPA算法迭代过程中节点更新后的信息矩阵和输出的概率矩阵之后添加权重参数,并通过神经网络训练更新参数。经训练所得权重参数可加快算法收敛速度,降低误码率,获得更佳的译码效果。仿真结果表明,MD MPA相较于MPA算法,误码率降低了20%,复杂度降低了33%。     

动态选择消息更新的SCMA多用户检测算法

稀疏码多址接入（SCMA）是上行链路（UP）无线空口技术之一,消息传递算法（MPA）是SCMA多用户检测的主要方法。MPA算法迭代更新所有码字消息,所有消息概率收敛后迭代结束。因此,MPA算法复杂度较高。针对这一问题,本文利用各消息概率收敛速度不同的特点,提出了一种动态选择消息更新的SCMA多用户检测算法。在每次迭代中找出收敛最快的码字消息,由于这些消息已接近收敛值,剩余迭代将不再更新这些消息,从而减少了复杂度。从仿真结果看,选择合适的比重因子,本文算法误比特率（BER）性能与MPA算法基本相同,算法复杂度明显降低。      

基于变量节点门限的SCMA多用户检测算法

稀疏码分多址接入(Sparse Code Multiple Access,SCMA)采用消息传递算法(Message Passing Algorithm,MPA)来译码,原始的MPA算法复杂度较高,为了降低多用户检测算法复杂度,提出了一种变量节点门限的SCMA多用户检测算法。在每次消息更新后,对用户的变量节点可信度进行判断,当某一用户的所有变量节点传输码字可信度最大的位置均相同,且所有变量节点满足预设门限时,将该用户提前译码,已译码用户在以后的迭代中不再继续更新,从而降低算法的复杂度。仿真结果表明,提出算法在收敛速度和BER性能方面明显优于门限MPA算法,和原始MPA算法相比,该算法在保证BER性能的同时极大地降低了算法的复杂度。     

基于串并结合策略的SCMA多用户检测

稀疏码分多址接入（SCMA）是促进第五代移动通信系统发展的重要无线空口技术支撑,能够满足海量连接的需求。针对上行SCMA通信系统接收端使用的基于串行消息传递算法（MPA）的多用户检测迭代运行时间长,导致系统时延的问题,提出一种串并结合SCMA多用户检测算法,充分融合了串并行消息传递特点。仿真结果表明,相比串行MPA多用户检测算法,所提算法可降低系统的复杂度,且每轮迭代运行时间减少,从而减小了时延,实现了误比特率性能与系统时延、系统复杂度之间理想的平衡。     

融合通用滤波多载波的非正交多址接入技术

典型的非正交多址接入技术（Non-orthogonal Multiple Access,NOMA）有稀疏码分（Sparse Code Multiple Access,SCMA）、多用户共享（Multi-user Shared Access,MUSA）、图样分割（Pattern Division Multiple Access,PDMA）等。为了研究这三种典型的NOMA技术与通用滤波多载波复用技术（Universal Filtered Multi-carrier,UFMC）技术结合后的性能,将三种典型的NOMA与UFMC结合,然后分析比较了它们的误码率性能,通过仿真对比得出UFMC-SCMA系统相比其他两种结合系统具有更好的系统性能。为了更进一步验证UFMC-SCMA系统的优点,还将其与热门的OFDM-SCMA系统进行对比。研究结果表明,由于UFMC-SCMA系统具有码本的稀疏性以及近似最优的信息传递算法（Message Passing Algorithm,MPA）检测方案,并采用子频带滤波,有效降低了误码率并提高了频谱效率,因而其具有较好的系统性能。     

Multi-user detection scheme for SCMA systems based on iteration removal

A multi-user detection scheme based on iteration removal (RM-MPA) was proposed to solve the problem of high complexity of decoding algorithm for sparse code multiple access (SCMA) systems.Firstly,a simple and novel method to compare the decoding advantages between users was proposed.Then n users in front of them with higher decoding advantages directly decoded and removed after each iteration,the users removed no longer participate in the subsequent iteration,so the complexity of subsequent iterations decreased gradually.Moreover,two iteration removed strategies based on decoding advantages of users and orthogonal user grouped were proposed respectively.Simulation results show that the RM-MPA with removed strategies based on orthogonal user grouped,which can reduce the decoding complexity with well decoding performance,and the decoding delay is also decreased.     

一种改进基于门限的稀疏码多址接入低复杂度多用户检测算法

稀疏码多址接入(Sparse Code Multiple Access, SCMA)作为一种基于多维码本的非正交多址技术,能有效满足5G的巨连接、高频谱效率和毫秒级时延需求。针对基于门限的消息传递算法(Message Passing Algorithm, MPA)存在低门限时误比特率(Bit Error Rate, BER)较高的问题,该文提出一种改进的SCMA多用户检测算法。所提出的算法在基于门限MPA的基础上,增加了对用户节点稳定性必要条件的判决,即只有符合门限条件并通过用户节点稳定性必要条件判决的用户才能被提前解码。这提高了提前判决码字的可靠性并减少了因变相硬判的检测机制造成的后验软信息损失。与基于门限的MPA相比,所提出的算法可使消息在低门限时迭代得更加充分,从而在低门限时仍然能够使SCMA用户获得较好的BER性能。仿真结果表明,在低门限时采用该文所提出的算法SCMA用户BER性能明显好于仅采用基于门限的MPA的BER性能。     

基于EXIT图的SCMA通信系统多用户检测算法收敛性分析

消息传递算法（message passing algorithm,MPA）是基于稀疏码多址接入（sparse code multiple access,SCMA）技术中码本的稀疏性,提出的一类接近联合最优的多用户检测算法。针对现有的基于并行策略和串行策略的MPA算法,存在算法收敛性论述缺乏理论分析的问题,该文通过外信息转移图（extrinsic information transfer,EXIT）技术分析MPA算法的收敛性。首先将SCMA接收机检测器分为函数节点译码器和变量节点译码器,然后给出译码器的EXIT图的理论分析,最后通过比较两类算法的EXIT曲线估算出达到收敛状态所需的迭代次数。仿真结果验证了EXIT图分析的正确性。