SCMA性能及仿真分析
SCMA
本项目SCMA 技术研究的创新点主要包括以下方面的内容。
①发送端的稀疏码本设计：稀疏码本设计的好坏，直接决定了可获得的系统性能增益，同时也决定了接收机设计的复杂程度。
因此，稀疏码本的设计是SCMA 非正交接入技术的和核心关键。
本项目的创新之处在于：将稀疏码本的设计问题抽象为多维空间上的优化问题，进行多维调制和稀疏扩频的联合优化设计，同时兼顾发送信号峰均功率比（PAPR）的要求（尽可能的低）。
②导频设计与信道估计：由于SCMA 需要应对海量用户接入的场景，因此导频设计若仍采用传统系统的正交方式设计，不能很好地解决系统接入问题。
本项目的创新之处在于：引入非正交的方式来设计上行导频结构，同时，针对发送端SCMA 信号的非正交发送方式，优化设计导频的序列和分布图案，以确保大量用户可同时接入。
对应地，接收端也进行相应优化的信道估计算法，使得SCMA非正交系统在复杂的信道环境中仍能确保良好的译码性能。
③低复杂度下的多用户接收机设计：多用户联合接收机设计是非正交接入引入后所必须考虑的。
不同于正交通信系统，非正交接收存在用户间干扰的迭代消除，目标是设计性能逼近最大似然的接收算法，同时保证复杂度在系统硬件和系统时延可承受的范围之内。
本项目的创新之处在于：引入消息传递算法（MPA）来进行译码，同时，设计创新的算法和结构来降低计算成本。
④进行MIMO-SCMA 的联合设计：SCMA 方案可以结合已有的MIMO 技术，通过空间复用来提高用户数和吞吐率和空间分集来提高系统可靠性。
本项目的创新之处在于：为了充分利用发挥SCMA 和MIMO 的各自优势，对各自的码本和接收机算法进行优化和联合设计。
尤其对于下行MIMO，由于每个预编码向量不再针对单个用户（可认为SCMA 在码域进一步复用了用户），单一预编码向量需同时对多个用户进行了优化，相对于原有的预编码方案，需要新的优化设计，从而取得更好的性能。
在接收端，可将MIMO 译码和SCMA 的MPA 译码相结合，进行联合处理，以进一步提高系统性能。
基于加权消息传递的SCMA多用户检测算法
基于加权消息传递的SCMA多用户检测算法郑建宏;李玉菱;田枚【摘要】Aiming at the slow convergence rate of message passing algorithm (MPA) leading to higher complexity in sparse code multiple access (SCMA) system,a SCMA multiuser signal detection method based on weighted message passing was proposed.Weighted factors were introduced to change the initial probability of each superposed constellation points,and therefore the constellation points closed to the received signal might obtain larger initial probabilities which made the convergence rate of the iterative process better.The simulation results show that the proposed scheme can obtain good trade-off between complexity and bit error rate (BER) performance compared with the original MPA algorithm.%针对稀疏码多址接入(sparse code multiple access,SCMA)技术中,消息传递算法(message passing algorithm,MPA)收敛速度较慢导致复杂度较高的问题,提出一种基于加权消息传递的SCMA多用户信号检测改进算法.在原始MPA的基础上,通过引入权重因子改变每个叠加星座点的初始概率,使靠近接收信号的星座点可以获得更大的初始概率,加快迭代过程的收敛速度.仿真结果表明,与原始MPA算法相比,改进算法在误比特率(bit error rate,BER)和复杂度之间达到了较理想的平衡.【期刊名称】《计算机工程与设计》【年(卷),期】2018(039)004【总页数】5页(P928-932)【关键词】稀疏码多址接入;消息传递算法;多用户检测;加权消息传递;非正交多址接入【作者】郑建宏;李玉菱;田枚【作者单位】重庆邮电大学通信核心芯片、协议及系统应用创新团队,重庆400065;重庆邮电大学通信核心芯片、协议及系统应用创新团队,重庆 400065;重庆邮电大学通信核心芯片、协议及系统应用创新团队,重庆 400065【正文语种】中文【中图分类】TN929.50 引言与4G相比，5G不再局限于人与人的连接，更加入了人与物、物与物的连接。
基于改善差分进化算法的功率不平衡码本构造
Advances in Applied Mathematics 应用数学进展, 2023, 12(3), 1207-1214 Published Online March 2023 in Hans. https:///journal/aam https:///10.12677/aam.2023.123122基于改善差分进化算法的功率不平衡码本构造杨 锐西华大学理学院，四川 成都收稿日期：2023年2月21日；录用日期：2023年3月20日；发布日期：2023年3月27日摘要在稀疏码多址接入(Sparse code multiple access, SCMA)系统中，码本构造和多用户检测是提升误码率(bit error rate, BER)性能的关键因素。
由于用户码本间的功率不平衡可以增加远近效应，减少接收端用户间的干扰，提升多用户检测的性能，因此我们基于改善的差分进化算法，固定最小乘积距离的取值区间，以最大化最小欧氏距离为目标，构造一种同时适用于高斯信道和下行瑞利衰落信道的功率不平衡码本。
仿真结果显示，所提码本与现有差分进化码本相比，在高斯信道下，当BER = 10−5时，信噪比提升了约0.3 dB ；在下行瑞利衰落信道下，当BER = 10−4时，也提升了约1.0 dB 。
因此，所提方案构造的码本是一种性能较优的功率不平衡码本。
关键词稀疏码多址接入，码本构造，功率不平衡，差分进化Power Imbalance Codebook Construction Based on Improved Differential Evolution AlgorithmRui YangSchool of Science, Xihua University, Chengdu SichuanReceived: Feb. 21st , 2023; accepted: Mar. 20th , 2023; published: Mar. 27th , 2023AbstractIn sparse code multiple access systems, codebook construction and multi-user detection are key factors to improve bit error rate (BER) performance. Since the power imbalance between user co-debooks can increase the near far effect, reduce the interference between users at the receiving杨锐end, and improve the performance of multi-user detection, based on the improved differential evolution algorithm, we fixed the value range of the minimum product distance, with the goal of maximizing the minimum Euclidean distance, and constructed a power imbalance codebook that is applicable to both the Gaussian channel and the downlink Rayleigh fading channel. The simula-tion results show that the SNR of the proposed codebook is improved by about 0.3 dB when BER = 10−5 in the Gaussian channel compared with the existing differential evolution codebook; In the downlink Rayleigh fading channel, when BER = 10−4, it also increases about 1.0 dB. Therefore, the codebook designed by the proposed scheme is a power imbalance codebook with better perfor-mance.KeywordsSparse Code Multiple Access, Codebook Design, Power Imbalance, Differential Evolution Array Copyright © 2023 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0)./licenses/by/4.0/1. 引言第五代移动通信以及未来无线通信中，需要满足大规模用户接入以及高频谱利用率等要求[1]。
基于迭代剔除的SCMA多用户检测算法
2018093-1
第6期
朱翠涛等：基于迭代剔除的 SCMA 多用户检测算法
·65·
利用 SCMA 码字结构具有的稀疏特性，文献[7] 提出了一种基于消息传播（MPA, message passing algorithm）的次优多用户检测算法，用来有效接近 理论上最优的最大联合后验概率（MAP, maximum joint a posteriori probability）译码算法的性能。虽然 MPA 译码算法的复杂度远小于 MAP 译码算法，但 随着用户数的增加，MPA 译码算法的复杂度呈指数 增加，不利于应用于实际系统中。文献[8]在 MPA 的基础上提出了 MAX-Log MPA 算法，利用雅克比 公式变换到对数域，使 MPA 算法中的指数运算消 失，降低了复杂度。文献[9]提出了基于部分边缘化 的 MPA 算法，在降低 MPA 算法复杂度的同时保证 译码性能，但该算法所引入的重要参数取值需进一 步探讨。文献[10]提出了串行干扰消除（SIC, successive interference cancellation）和基于串行干扰消 除的 MPA（SIC-MPA）2 种译码算法，SIC 算法复 杂度较低，而译码性能较差，SIC-MPA 算法的复杂 度适中，译码性能较好，但这 2 种算法都需要在发 送端改变原有编码规则和多维调制星座图设计的 支持。文献[11]给出了多种降低 MPA 译码算法复杂 度的方法，ProjMPA、CMPA 和 SelEXP-MPA，但 只对 ProjMPA 进行了仿真分析，而且涉及多维调制 星座图和码本的最优设计，译码性能有待验证。文 献[12]提出了 WMPA 译码算法，其原理是对 MPA 算法进行加权处理，以加权取代了原 MPA 算法的 迭代运算，降低了算法的复杂度，再结合 Turbo 编 码，可以取得较好的译码性能。文献[13]在 MPA 的 基础上，改变消息传播的机制，以串行消息传播取 代原来的并行消息传播，使消息的传播更及时，加 快了 MPA 算法的收敛速度，降低 MPA 算法所需的 迭代次数。文献[14]提出基于门限的 MPA 算法，根 据码字的可靠性，用户被分成可靠用户集和不确定 用户集，每次迭代过后都要对用户消息的可靠性进 行检测并与门限值比较，若用户消息的可靠性达到 了门限的要求则对此用户进行译码并将其放到可 靠用户集中，且不再对可靠用户集里的用户进行消 息的更新，若用户消息的可靠性达不到门限值的要 求，则将此用户放到不确定用户集中，然后再对不 确定用户集中的所有用户进行下一轮迭代，此方法 虽然能够降低译码的复杂度，但由于用户消息的随 机性比较大，若门限值取值不恰当，则很难达到降 低 MPA 算法复杂度的效果。SCMA 与大规模 MIMO 技术相结合[15-16]，将进一步提高系统的频谱资源利
供应链管理中的仿真分析与优化
供应链管理中的仿真分析与优化供应链是现代企业发展的重要组成部分，它贯穿了企业的生产、销售、采购等诸多业务环节。
然而，在日益激烈的市场竞争下，企业供应链面临着很多挑战，例如需求变化、不确定性、成本控制等问题。
为了应对这些挑战，不断优化供应链管理已成为企业提高效率、降低成本、提高竞争力的重要手段。
而仿真分析正是供应链优化的重要工具之一。
1. 供应链仿真分析的作用供应链仿真分析是一种以计算机模拟的方式对供应链进行管理和优化的方法。
它通过建立供应链的模型，模拟物流、库存、生产等各环节的运作，以便更好地理解供应链的运作过程，并通过对数据的分析和模拟实验，找到优化供应链的方案。
供应链仿真分析可以对供应链中的各类因素进行探究，例如自然灾害、政策变化、市场变化等。
通过仿真分析，企业可以发现供应链各个环节出现的问题，并在实际生产落地前进行调整，降低因为调整带来的成本和效率损失。
与传统的试错方式不同，供应链仿真分析能够预估供应链在某个环节出现问题的可能性，让企业能够提前采取措施，做出正确的决策。
2. 供应链仿真分析的实践在实际应用中，企业可以采用不同的仿真软件实现供应链仿真分析。
例如市场上广泛使用的River Logic仿真工具，它可以根据企业数据建立优化模型，并模拟出不同的策略下的供应链运行情况。
此外，还有Simul8、Arena等仿真软件也被广泛应用于供应链仿真分析中。
以零售业为例，一般可以从销售、库存、采购等多个角度展开仿真分析。
在销售方面，可以通过仿真模拟出不同的市场条件和销售策略下的销售量和收益等指标。
在库存方面，可以建模出不同的库存策略、来源和数量等，实现对库存的监测和控制。
在采购方面，可以从供应商、运输方式、采购量等多个角度动态调整，实现供应链优化。
3. 供应链仿真分析的应用案例供应链仿真分析在实际应用中已经取得了不少成功的应用案例。
例如欧洲零售业龙头，德国的METRO集团，它曾经在其中国分公司中采用仿真分析进行库存优化，最终通过不断的模拟实验，实现了在保证库存充足的同时降低了库存成本。
SCM信道建模分析与仿真
摘要 ： 对 ＭＩ ＭＯ的基础信道模 型 Ｓ Ｃ Ｍ 模型进行 了详 细的介绍 ， 首先对 Ｓ Ｃ Ｍ 模型分类 ， 建模基本原理 ， 适 用场景和 建模
具体流程作 了全面的分析说 明， 其 次从 Ｓ Ｃ Ｍ 模 型所适 用的三种环境 的具体特征 ， 建模过程 中的相关参数的生成和简化
等进行 了充分分析 。 最后 对 Ｓ Ｃ Ｍ 系统仿真模型所适用的三种环境分别从 信道 容量 以和 空间相 关性进行 了仿真验证 ， 说 明了Ｓ Ｃ Ｍ 模型建模的合理性与 实用性。
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｓ ＣＭ ，ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｎｇ ｉ ｎａ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ，ｃ ｈ ａ ｎ ｎ ｅ １ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ，ｐ ａ ｔ ｈ
０ 引言
对于任何一个无线通信系统 ，都需要对 其所 处的空间信
道环境进行一个具体 的描述 ，它是对通信性能评 估和 比较 的 基础 。因此 ， 对于现在 的通信技术而 言， 需要信道模型能够 更 好地描述信道 的基本特征 ，从而可以在 其上进行基本 的仿 真 研发等工作 。 Ｓ Ｃ Ｍ（ Ｓ ｐ ａ ｃ ｉ ａ ｌ ｃ ｈ ａ ｎ ｎ ｅ ｌ ｍｏ ｄ ｅ １ ） 是 ３ Ｇ Ｐ Ｐ空间信道模 型的简 写， 是基于几何分布统计信 道模 型的基础模型 。Ｓ Ｃ Ｍ 模 型是 由３ Ｇ Ｐ Ｐ ／ ３ Ｇ Ｐ Ｐ ２在不 同的户外环境 中为评估 ＭＩ ＭＯ而形成 的 公共标准参考 。 适用于 ５ ＭＨ ｚ带宽， 载频 ２ Ｇ Ｈ ｚ的系统 。 Ｓ Ｃ Ｍ 由两部分组成 ： 校准模 型和 系统仿真模型 。 。
２ ０ １ ４年第 １ ０期 （ 总第 １ ４ ２期）
信 息 通 信
Ｉ ＮＦ ＯＲ Ｍ ＡＴＩ ＯＮ ＆ ＣＯＭ 仉 Ｉ Ｉ ＣＡＴ１ ０ＮＳ
基于变量节点稳定性的SCMA多用户检测算法
基于变量节点稳定性的SCMA多用户检测算法范鹏; 李旭东【期刊名称】《《现代计算机（专业版）》》【年(卷),期】2019(000)032【总页数】5页(P3-7)【关键词】稀疏码分多址接入; 多用户检测; 消息传递算法; 低复杂度【作者】范鹏; 李旭东【作者单位】西华大学理学院成都 610039【正文语种】中文0 引言随着第四代移动通信系统（The Fourth Generation Mobile Communication Systems，4G）的大规模商业化及其技术的不断成熟，第五代移动通信系统（The Fifth Generation Mobile Communication Systems，5G）已成为全球研发的焦点[1-2]。
目前，我国工信部已正式发放5G 商用牌照，与4G 相比，5G 在频谱资源利用率和终端设备接入量均有很大的提高。
非正交多址接入技术[3]（Non-Orthogonal Multiple-Access，NOMA）拥有频谱效率较高的特点，在5G 通信中有着广泛的应用。
作为NOMA技术的一种，SCMA[4-5]利用码本的稀疏性能够连接大量不同的终端用户，并同时为终端用户服务。
在发送端，每个用户将数据比特直接映射为SCMA 码本中的多维码字，多个用户的码字进行叠加，使得同一频谱资源上可以承载多个用户，大幅度地提高了系统容量。
在接收端，接收信号是多个用户码字和噪声的叠加，需要对接收信号通过多用户检测（Multi-user Detection，MUD）技术来实现用户译码。
利用SCMA 码序列的稀疏性，在接收端使用复杂度相对较低的消息传递算法（Message Passing Algorithm，MPA）[6]进行译码。
该系统中多个用户共享频率资源，来成倍提高系统容量和频谱利用率，同时，基于MPA 的MUD 极大地降低了联合最优最大后验概率（Maximum-A-Posteriori，MAP）的复杂度。
scma设计
多载波CDMA多址接入方案通过利用通常复杂的传播序列在OFDMA的QAM调制符号传播.实际上，一个QAM信号是重复在多个信道中的。
低密度信号(LDS)是一个种CDMA低密度传播序列，允许我们利用近了最优的消息传递算法(MPA)接收机实际可行的复杂性。
稀疏编码多路访问时多维码本基于非正交的传播技术。
在稀疏编码多路访问中，改程序比特为QAm符号图和传播结合在一起，进而直接映射到多维SCMA 码本设计。
每一层都有其专用的码本。
塑造的一个多维的星座是提高性能的一个主要来源在比较LDS中简单重复的QAM信号。
同时，向LDS，SCMA由于具有稀疏的SCMA码本，他们享有低复杂接受技术。
在这篇文章中，提出了一种接系统方法设计SCMA码本主要是基于晶格星座的设计原则。
仿真结果表明了SCMA性能增加性比较LDS和OFDMA。
1未来的5g网络期望能支持多种多样的通信量与更严格的要求。
大量的连通性，更好的服务质量，较高的生产量，或者较低的控制信令开销有一些要求应该会有新的波形和访问设计。
SCMA是多维的码本基于非正交的传播技术，可视为一个泛化的低密度信号（LDS）[3]解决上述要求。
LDS是一个特殊的CDMA传播方式在一个大型的信号长度上有几个数字非零元素。
LDS信号低密度特性让我们采用低复杂消息算法（MPA）检测器伴随多线筹性能。
MPA性能非常好即使是系统过载的非正交的层大于扩散因子。
在SCMA，到来的二进制码字直接的从预设的码本中选择映射一个多维复杂的码本，换句话说，在SCMA，QAm映射和CDMA传播混合在一起直接的映射到一个复杂稀疏向量所谓的码本。
每层需要设定特殊的码本。
等同于LDS，SCMA的码字是稀疏的这是由于MPA检测技术适用于中度复杂性。
另外，这个系统会超载多路复用层的数量超过传播因素（码字的长度）。
SCMA代替QAM调制和LDS传播的多维码，这使得SCMA受益从塑造或多维编码星座,而不是简单的重复代码。
scma系统多用户检测算法研究
摘要摘要稀疏码多址接入(Sparse Code Multiple Access，SCMA)，作为一个前景广阔的5G无线空口技术，是一种基于码本的频谱效率较优的非正交多址接入技术，现有的SCMA多用户检测算法主要是消息传递算法(Message Passing Algorithm，MPA)，MPA算法是一种接近最优的最大后验概率检测算法性能的次优的多用户检测算法，该算法在迭代过程中，函数节点与变量节点的消息在因子图中并行传递，即首先更新函数节点消息，然后更新变量节点消息，本质上该算法是基于并行策略的思想。
本文针对现有的SCMA系统接收端基于并行传递的MPA算法(Parallel MPA，PMPA)存在信息收敛不理想以及算法复杂度过高的问题，从提升误比特率(Bit Error Ratio，BER)性能和降低算法复杂度两个角度改进PMPA算法，得到两类改进算法，即基于串行策略的MPA算法(Serial MPA，SMPA)和基于残差的动态消息调度策略的MPA算法(Residual Dynamic MPA，R-DMPA)。
SMPA算法以函数节点或变量节点为序，具体地提出基于函数节点串行更新的MPA算法(Function Node Serial MPA，FN-SMPA)和基于变量节点串行更新的MPA算法(Variable Node Serial MPA，VN-SMPA)，SMPA算法按串行方式进行消息更新与传递，保证更新消息能够立即进入当前迭代过程，改善了消息传递的收敛速率；R-DMPA算法引入了残差的概念对节点更新的顺序进行排序，优先更新残差值大的节点消息，相较于PMPA和SMPA算法，R-DMPA算法的收敛速率更快，已更新的消息能够更快地融入到当前迭代过程。
仿真结果验证了EXIT图分析的正确性。
最后通过外信息转移图(Extrinsic Information Transfer，EXIT)这一数学工具从理论上分析MPA算法的收敛特性。
一种低复杂度的SCMA系统多用户检测算法
一种低复杂度的SCMA系统多用户检测算法陈发堂;贾东升;耿明月【摘要】稀疏码多址接入(SCMA)作为一种新型非正交多址接入技术,可满足5G海量连接的性能需求,但其中消息传递算法存在收敛速度慢、复杂度高的问题.为此,针对SCMA系统提出一种低复杂度的多用户检测算法.通过减小译码时叠加码字星座点搜索范围并引入权重因子,改变搜索范围内叠加码字星座点的初始概率,从而加快译码速度并提高准确率.理论分析与仿真结果表明,该算法不仅能够有效降低复杂度,而且还能加快迭代过程的收敛速度.【期刊名称】《计算机工程》【年(卷),期】2018(044)006【总页数】5页(P40-44)【关键词】稀疏码多址接入;多用户检测;消息传递算法;权重因子;叠加码字星座点【作者】陈发堂;贾东升;耿明月【作者单位】重庆邮电大学通信与信息工程学院,重庆400065;重庆邮电大学通信与信息工程学院,重庆400065;重庆邮电大学计算机科学与技术学院,重庆400065【正文语种】中文【中图分类】TN929.50 概述面向2020年及未来,移动互联网和物联网[1]将成为移动通信发展的主要驱动力,5G移动通信不仅需要大幅度提升系统频谱效率,而且还要具备支持海量设备连接的能力。
此外,在简化系统设计及信令流程方面也提出了很高的要求。
为了满足这些需求,5G需要采用全新的多址接入技术,因此,非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术[2-3]应运而生,成为研究的重点。
稀疏码多址接入[4](Sparse Code Multiple Access,SCMA)是一种基于码域的非正交多址接入方式。
在发送端,每个用户都有自己独立的码本[5],信息比特首先经过信道编码,然后将编码后比特直接映射为复数域多维码字,不同用户的码字在相同的资源块上以稀疏扩频的方式非正交叠加;接收端则利用适合于稀疏性的消息传递算法(Message Passing Algorithm,MPA)[6]进行低复杂度的多用户联合检测,并结合信道译码完成多用户的比特串恢复。
基于混沌序列的SCMA码本设计及系统性能分析
基于混沌序列的SCMA码本设计及系统性能分析赵耿;马艳艳;马英杰【摘要】稀疏码多址接入(SCMA)技术是新一代5G通信技术的多址技术方案之一.针对5G海量用户传输需求问题,提出了用户传输信息时采用logistic混沌序列代替原始系统中的随机序列来选择码本.在编码端利用基于网格编码调制(TCM)的子集分割法设计星座图,结合映射矩阵生成码本,用户信息经信道传输后在解码端通过消息传递算法(MPA)进行解码.仿真结果表明,利用混沌的伪随机序列选择码字,系统传输的误码率(BER)较低,且在高过载率情况下系统性能表现良好.【期刊名称】《通信学报》【年(卷),期】2019(040)002【总页数】8页(P137-144)【关键词】稀疏码多址接入;logistic混沌序列;码本设计;基于网格编码调制的子集分割法【作者】赵耿;马艳艳;马英杰【作者单位】西安电子科技大学通信工程学院,陕西西安 710071;北京电子科技学院网络空间安全系,北京 100070;西安电子科技大学通信工程学院,陕西西安710071;北京电子科技学院网络空间安全系,北京 100070;北京电子科技学院网络空间安全系,北京 100070【正文语种】中文【中图分类】TN9181 引言随着科技的不断发展和网络的大规模商业化，5G技术的研发已成为移动无线网络发展的重要推动力。
未来海量设备的连接和种类繁多的物联网业务给无线接入技术带来了巨大的挑战[1]，对网络效率和系统容量提出了新的需求。
高容量和高效率的新型多址技术成为了学科和社会各界关注的热点，其中稀疏码多址接入（SCMA, sparse code multiple access）技术脱颖而出，成为5G多址接入候选技术之一[2-3]。
SCMA技术是一种热门的非正交多址接入方式。
在SCMA编码系统中，不需要原始分多址中的调制和扩频，每个用户都有属于自己的码本（CB，codebook）[4]，编码比特流直接映射到SCMA码本的一个多维码字上，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，从而更好地提升系统整体容量。
SCMA系统中改进的MAX-Log MPA多用户检测算法
SCMA系统中改进的MAX-Log MPA多用户检测算法张雪婉;葛文萍;吴雄;代文丽【摘要】在稀疏码多址接入(SCMA)系统的多用户检测过程中,MAX-Log消息传递算法(MPA)由于采用了近似计算造成部分消息丢失,检测性能较差.为此,通过理论推导得出更接近真实值的约近方法,提出一种改进的MAX-Log MPA算法.对资源节点消息更新公式乘以一个值为2的常数,从而减少原始MAX-Log MPA因近似计算造成的消息丢失,提升MAX-Log MPA多用户检测器的检测性能.理论与仿真结果表明,改进算法能够在保持原算法低复杂度优点的同时,有效提升检测性能.【期刊名称】《计算机工程》【年(卷),期】2018(044)010【总页数】5页(P124-128)【关键词】稀疏码多址接入;多用户检测;消息传递算法;并行;串行【作者】张雪婉;葛文萍;吴雄;代文丽【作者单位】新疆大学信息科学与工程学院,乌鲁木齐830046;新疆大学信息科学与工程学院,乌鲁木齐830046;新疆大学信息科学与工程学院,乌鲁木齐830046;新疆大学信息科学与工程学院,乌鲁木齐830046【正文语种】中文【中图分类】TN929.50 概述未来的5G无线网络具有广覆盖、高容量、低延时、高可靠、低功耗、大连接等特点[1-2],这就要求5G的空口技术必须具有相当的灵活性和应变能力[3]。
稀疏码多址接入(Sparse Code Multiple Access,SCMA)[4]作为前景广阔的新型非正交多址技术,能够满足5G的众多要求,引起了众多研究者的注意。
由低密度信号(Low Density Signature,LDS)[5]演进而来的SCMA系统,将高维调制与稀疏扩频融合在一起,直接把比特数据流映射为预先设定码本里的复数域多维码字,用以解决海量连接的系统过载问题[3]。
与4G时代的正交频分复用多址(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDMA)技术相比,SCMA具有更高的频谱利用率[6]。
基于阈值和区间筛选的SCMA多用户检测算法
基于阈值和区间筛选的SCMA多用户检测算法赵海鹏;葛文萍;黎博文【期刊名称】《中国科技论文》【年(卷),期】2024(19)2【摘要】在5G通信用户信息高吞吐量和大规模连接应用场景下,稀疏多址接入(sparse code multiple access,SCMA)可用于改善5G智慧场景通信质量。
为了降低SCMA系统检测端算法复杂度,基于Max-log-MPA算法,提出了一种基于单阈值门限和区间范围的多参数组合设定的消息传递算法。
在用户信息值迭代运算前利用门限阈值进行判断,当满足设定条件后方可参与算法的迭代过程,迭代计算过程中再次设定区间参数进行过滤筛选,使得通信场景所需的用户节点概率值参与计算,用户信息得到译码,2部分参数均可一定程度筛选用户信息值,从而达到降低算法复杂度的目的。
仿真结果表明,提出的算法收敛速度和算法复杂度明显优于消息传递算法(message passing algorithm,MPA),误比特率(bit error ratio,BER)性能损失也可得到保证,在误码率性能和算法复杂度权衡之间有灵活的参数组合方案,具有很强的适应性。
【总页数】6页(P235-240)【作者】赵海鹏;葛文萍;黎博文【作者单位】新疆大学计算机科学与技术学院;信号检测与处理重点实验室(新疆大学)【正文语种】中文【中图分类】TN929.5【相关文献】1.基于动态因子图缩减的SCMA\r多用户检测算法2.一种基于置信度稳定性的SCMA多用户检测算法3.基于变量节点稳定性的SCMA多用户检测算法4.基于变量节点门限的SCMA多用户检测算法5.基于模型驱动辅助MPA的SCMA多用户检测算法因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
SCMA系统中改进的MAX-Log MPA多用户检测算法
SCMA系统中改进的MAX-Log MPA多用户检测算法吴雄;葛文萍;张雪婉;代文丽【期刊名称】《电子技术应用》【年(卷),期】2018(44)5【摘要】稀疏码多址接入(SCMA)技术是一种面向5G的新型非正交多址技术,针对SCMA技术中基于对数域的MAX-Log消息传递算法(MPA)存在检测性能较差的问题,采用对资源节点消息更新公式乘以一个影响因子的方法.该影响因子可以减少原始MAX-Log MPA由于近似计算资源节点信息造成的信息丢失,从而提升MAX-Log MPA多用户检测器的检测性能.理论与仿真结果表明,改进后的MAX-Log MPA多用户检测算法既能保持原始MAX-LogMPA算法复杂度低的优点,又能获得较好的检测性能.%Sparse code multiple access(SCMA) is a novel non-orthogonal multiple access scheme to face the future 5G communication.In allusion to the problem that sparse code multiple access (SCMA) system based on a logarithm-domain MAX-Log message passing algorithm(MPA) for multiuser detection has lower detection performance,this paper adopts a method that the message updating formula of the resource node is multiplied by a factor,which can reduce the lost messages of the original MAX-Log MPA algorithm for approximate computing the updating message of resource node.The theory and simulation results show that the improved MAX-Log MPA multiuser detection algorithm can not only maintain the low complexity of theoriginal MAX-Log MPA algorithm,but also obtains better detection performance.【总页数】5页(P111-114,123)【作者】吴雄;葛文萍;张雪婉;代文丽【作者单位】新疆大学信息科学与工程学院,新疆乌鲁木齐830046;新疆大学信息科学与工程学院,新疆乌鲁木齐830046;新疆大学信息科学与工程学院,新疆乌鲁木齐830046;新疆大学信息科学与工程学院,新疆乌鲁木齐830046【正文语种】中文【中图分类】TN929.5【相关文献】1.一种基于球形译码改进的SCMA多用户检测算法 [J], 田国栋;赖惠成;赵能平;张雪婉2.一种低复杂度的SCMA系统多用户检测算法 [J], 陈发堂;贾东升;耿明月3.SCMA系统中改进的MAX-Log MPA多用户检测算法 [J], 张雪婉;葛文萍;吴雄;代文丽4.一种基于球形译码改进的SCMA多用户检测算法 [J], 田国栋;赖惠成;赵能平;张雪婉;;;;5.MIMO-SCMA系统低复杂度多用户检测算法 [J], 马利丽;葛文萍;孟康康因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于Verilog的SCMA系统编码器和译码器设计
基于Verilog的SCMA系统编码器和译码器设计
王甜;熊兴中
【期刊名称】《现代电子技术》
【年(卷),期】2018(041)023
【摘要】稀疏码多址接入SCMA是典型的码域非正交多址接入技术,它作为第五代移动通信5G的一种空口候选技术,能够支撑\"海量\"终端设备的接入,并减小传输延迟,同时还能实现节能降耗.SCMA编码器将调制和扩频统一为码本,用户信息直接通过码本的编码就能实现调制和多址双过程.码字的稀疏性使得SCMA译码器可以使用消息传递算法MPA,以较低的复杂度来逼近最大后验概率检测器性能.基于SCMA的技术原理,运用Verilog针对SCMA的发送端和接收端进行仿真设计.实验仿真结果表明,基于Verilog的SCMA系统编码器和译码器的设计与理论分析一致,达到了设计要求.
【总页数】5页(P13-17)
【作者】王甜;熊兴中
【作者单位】四川理工学院自动化与信息工程学院,四川自贡 643000;四川理工学院自动化与信息工程学院,四川自贡 643000
【正文语种】中文
【中图分类】TN911-34
【相关文献】
1.基于半随机矩阵的LDPC编码器的Verilog HDL设计 [J], 尹晓琦;殷奎喜;赵华;柯伟
2.基于FPGA的多速率LDPC编码器和译码器设计与实现 [J], 张萌
3.基于Verilog HDL的多功能车辆总线编码器设计 [J], 邝艳菊;黄采伦;周华;张剑;王靖;陈特放;黄晓煌
4.基于Verilog HDL设计线性分组编译码器 [J], 崔鹏;李岩
5.基于Verilog HDL语言的一种奇偶校验码与极化码级联的编码器设计与仿真 [J], 彭逸飞
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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
A b s tT c lC t：The rapid traffic growth and ubiquitous
access requirements make it essential to
explore 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
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
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。
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.
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பைடு நூலகம்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。
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)
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
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。
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