SCMA性能及仿真分析
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SC M A的两个关键技术是低密度扩频和高维调制。 正 是 它 的这两个特性满足了 5 G 所 要 求 的 连 续 域 覆 盖 、热 点 区 高 容 量 、低 时 延 和 高 可 靠 、低 功 耗 和 大 连 接 等 应 用 特 点 。在 发 送 端 通 过 多 维 调 制 和 稀 疏 扩 频 将 编 码 比 特 映 射 成 S C M A 码 字 ，接 收 端 通 过 多 用 户 检 测 完 成 译 码 。相比
A b s tT c lC t：The rapid traffic growth and ubiquitous
access requirements make it essential to
eΒιβλιοθήκη Baiduplore the
next
gener
cation networlss. In the current 5 G research area，non-ortliogonal multip)le access has been proposed as a paradigm shift of physical layer tech
nologies. Am ong all the existing non-ortliogonal technologies， the recently proposed sparse code multip)le access ( S C M A ) scheme is shown to a
chieve a better link level performance. This
SCMA performance and simulation analysis
W a n g T i a n ，X i o n g X i n g z h o n g
( School of Automation & Information Engineering，Sichuan University of Science & Engineering，Zigong 6 4 3 0 0 0 ，China)
网 络 与 通 信 Network and Communication
SC M A性能及仿真分析+
王 甜 ，熊 兴 中 ( 四 川 理 工 学 院 自 动 化 与 信 息 工 程 学 院 ，四 川 自 贡 6 4 3 0 0 0 )
摘 要 ：快速的流量增长和无处不在的信道要求使探索下一代（5G )无线通信网络成为必然。在 当 前 5G 的研究领域，提出了非
关键词：5G ;稀疏码多址接入；消息传递算法
中图分类号：T N 911
文 献 标 识 码 ：A
D 0 I ：10. 19358/j .is s n .1674-7720.2017.21.019
引用格式：王甜，熊兴中.S C M A 性能及仿真分析[J ].微型机与应用，2017,36(21):61-64,69.
paper
illustrates the
origin
and
basic
principle of S C M A ，which speci
model and signal proccssing method and illustrates
its
Message Passing Algorithm ( M P A ) detection princip)le. The simulation
正交多范式转变的物理层技术。在所有现有的非正交的技术中，最近提出的稀疏码多址接入（S C M A )能达到一个更好的链路级
性能。文中着重说明了 S C M A 产生的起因与基本性能，具体描述了系统模型与信号处理方法，阐释了它所采用的消息传递算法
(M e ssag e P a s s in g A lg o r ith m )检测原理，并通过仿真 以及与I D M A 的比较说明它的优异性能。
正交多址接人技术由于其接人用户数与正交资源成正 比 ，因 此 不 能 满 足 5G 大 容 量 、海 量 连 接 、低延时接人等的需 求 [4]，非正交多址接人技术就成为当下5G 多址接人的研究 重 点 [5]。由 华 为 公 司 和 电 子 科 技 大 学 提 出 的 S C M A 就是应 5 G 需求设计产生的一种非正交多址接人技术[67]。
* 基 金 项 目 ：四 川 理 工 学 院 研 究 生 创 新 基 金 （y2016042)
《微 型 机 与 应 用 》2 0 1 7 年 第 3 6 卷 第 2 1 期
4 G 的 0 F D M A 技 术 ，它 可 以 实 现 在 同 等 资 源 数 量 条 件 下 ， 同 时 服 务 更 多 用 户 ，从 而 有 效 提 升 系 统 整 体 容 量 。 S C M A 与 0 F D M A 相 比 能 同 时 服 务 更 多 用 户 的 原 因 是 ：0 F D M A 每 个 用 户 占 用 一 个 不 同 的 子 载 波 ，解 调 时用不同的子载波 来 区 分 不 同 的 用 户 ；而 S C M A 中 每 个 子 载 波 上 可 以 叠 加 两 个 用 户 的 数 据 ，但 同 时 每 个 用 户 又 不 止 占 用 一 个 子 载 波 。 其 实 S C M A 区 分 不 同 用 户 的 主 要 方 法 是 用 码 本 ，即每个用 户 分 配 一 个 码 本 ，码 本 包 括 用 户 占 用 哪 些 子 载 波 ，以及在 每个子载波上的调制方式。
lent performance by comparing wit!i ID M A .
K e y w o rd s ：5 G ；SC M A ；M PA
〇 引言 移动互联网和物联网市场与业务应用的迅猛发展成
为 推 动 5 G 发 展 的 主 要 驱 动 力 。这 迫 切 要 求 5 G 具有接近 光 纤 的 接 人 速 率 、千 亿 设 备 的 连 接 能 力 、享 受 本 地 操 作 的 实 时 体 验 、随 时 随 地 的 宽 带 无 线 接 人 能 力 [1]。同时这些要 求也给无线接人技术带来了挑战%23]。而 保证这些要求顺 利应用的条件是移动通信的关键技术一 多址接人技术。
A b s tT c lC t：The rapid traffic growth and ubiquitous
access requirements make it essential to
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cation networlss. In the current 5 G research area，non-ortliogonal multip)le access has been proposed as a paradigm shift of physical layer tech
nologies. Am ong all the existing non-ortliogonal technologies， the recently proposed sparse code multip)le access ( S C M A ) scheme is shown to a
chieve a better link level performance. This
SCMA performance and simulation analysis
W a n g T i a n ，X i o n g X i n g z h o n g
( School of Automation & Information Engineering，Sichuan University of Science & Engineering，Zigong 6 4 3 0 0 0 ，China)
网 络 与 通 信 Network and Communication
SC M A性能及仿真分析+
王 甜 ，熊 兴 中 ( 四 川 理 工 学 院 自 动 化 与 信 息 工 程 学 院 ，四 川 自 贡 6 4 3 0 0 0 )
摘 要 ：快速的流量增长和无处不在的信道要求使探索下一代（5G )无线通信网络成为必然。在 当 前 5G 的研究领域，提出了非
关键词：5G ;稀疏码多址接入；消息传递算法
中图分类号：T N 911
文 献 标 识 码 ：A
D 0 I ：10. 19358/j .is s n .1674-7720.2017.21.019
引用格式：王甜，熊兴中.S C M A 性能及仿真分析[J ].微型机与应用，2017,36(21):61-64,69.
paper
illustrates the
origin
and
basic
principle of S C M A ，which speci
model and signal proccssing method and illustrates
its
Message Passing Algorithm ( M P A ) detection princip)le. The simulation
正交多范式转变的物理层技术。在所有现有的非正交的技术中，最近提出的稀疏码多址接入（S C M A )能达到一个更好的链路级
性能。文中着重说明了 S C M A 产生的起因与基本性能，具体描述了系统模型与信号处理方法，阐释了它所采用的消息传递算法
(M e ssag e P a s s in g A lg o r ith m )检测原理，并通过仿真 以及与I D M A 的比较说明它的优异性能。
正交多址接人技术由于其接人用户数与正交资源成正 比 ，因 此 不 能 满 足 5G 大 容 量 、海 量 连 接 、低延时接人等的需 求 [4]，非正交多址接人技术就成为当下5G 多址接人的研究 重 点 [5]。由 华 为 公 司 和 电 子 科 技 大 学 提 出 的 S C M A 就是应 5 G 需求设计产生的一种非正交多址接人技术[67]。
* 基 金 项 目 ：四 川 理 工 学 院 研 究 生 创 新 基 金 （y2016042)
《微 型 机 与 应 用 》2 0 1 7 年 第 3 6 卷 第 2 1 期
4 G 的 0 F D M A 技 术 ，它 可 以 实 现 在 同 等 资 源 数 量 条 件 下 ， 同 时 服 务 更 多 用 户 ，从 而 有 效 提 升 系 统 整 体 容 量 。 S C M A 与 0 F D M A 相 比 能 同 时 服 务 更 多 用 户 的 原 因 是 ：0 F D M A 每 个 用 户 占 用 一 个 不 同 的 子 载 波 ，解 调 时用不同的子载波 来 区 分 不 同 的 用 户 ；而 S C M A 中 每 个 子 载 波 上 可 以 叠 加 两 个 用 户 的 数 据 ，但 同 时 每 个 用 户 又 不 止 占 用 一 个 子 载 波 。 其 实 S C M A 区 分 不 同 用 户 的 主 要 方 法 是 用 码 本 ，即每个用 户 分 配 一 个 码 本 ，码 本 包 括 用 户 占 用 哪 些 子 载 波 ，以及在 每个子载波上的调制方式。
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K e y w o rd s ：5 G ；SC M A ；M PA
〇 引言 移动互联网和物联网市场与业务应用的迅猛发展成
为 推 动 5 G 发 展 的 主 要 驱 动 力 。这 迫 切 要 求 5 G 具有接近 光 纤 的 接 人 速 率 、千 亿 设 备 的 连 接 能 力 、享 受 本 地 操 作 的 实 时 体 验 、随 时 随 地 的 宽 带 无 线 接 人 能 力 [1]。同时这些要 求也给无线接人技术带来了挑战%23]。而 保证这些要求顺 利应用的条件是移动通信的关键技术一 多址接人技术。