基于Rtree的稀疏码多址接入系统的译码算法

1

作者 范鹏 《应用数学进展》 2024年第5期2232-2239,共8页

在非正交多址接入(NOMA)技术中,稀疏码分多址接入(SCMA)由于码本的稀疏性,通常可以在接收端采用消息传递算法(MPA)实现多用户检测,但其计算复杂度依然较高。利用Rtree快速高效搜索的特点,提出了一种Rtree-MAP的SCMA译码算法。具体做法... 在非正交多址接入(NOMA)技术中,稀疏码分多址接入(SCMA)由于码本的稀疏性,通常可以在接收端采用消息传递算法(MPA)实现多用户检测,但其计算复杂度依然较高。利用Rtree快速高效搜索的特点,提出了一种Rtree-MAP的SCMA译码算法。具体做法是将所有合成星座点生成多维Rtree空间数据结构,然后将接收信号利用Rtree快速检索得到发送端对应的用户数据信息。仿真表明,提出的Rtree-MAP译码算法在误码性能和译码速度上都优于MPA译码算法。 展开更多

关键词 稀疏码分多址接入 Rtree 多用户检测 空间索引方法 低复杂度

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融合通用滤波多载波的非正交多址接入技术 被引量：2

2

作者 赵金鑫 万海斌 +2 位作者 黎相成 陈海强 覃团发 《电讯技术》 北大核心 2019年第3期288-293,共6页

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。 展开更多

关键词 非正交多址接入 稀疏码分多址接入 多用户共享接入 图样分割多址接入 通用滤波多载波复用

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基于网络编码的稀疏码分多址接入HARQ方案 被引量：2

3

作者 赖恪 雷菁 +1 位作者 刘伟 文磊 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期57-69,共13页

为了应对后5G以及未来6G时代对可靠性、时延以及吞吐量的严苛要求,针对低密度奇偶校验(LDPC)码编码的稀疏码分多址接入(SCMA)技术,提出了一种网络编码(NC)辅助的新型HARQ方案。该方案在多用户场景下,将各用户传输过程中处于2个不同时隙... 为了应对后5G以及未来6G时代对可靠性、时延以及吞吐量的严苛要求,针对低密度奇偶校验(LDPC)码编码的稀疏码分多址接入(SCMA)技术,提出了一种网络编码(NC)辅助的新型HARQ方案。该方案在多用户场景下,将各用户传输过程中处于2个不同时隙的错误包利用NC进行异或操作后重传。这样一来,一方面,只需要一次重传即可完成2个数据包的信息传输;另一方面,重传的数据包在接收端将会获得额外的编码增益。同时,考虑到LDPC和SCMA译码结构的相似性,以及NC译码器的单校验节点特征,基于消息传递算法(MPA),设计了SCMA、LDPC以及NC的联合迭代算法。该算法使接收端能够充分利用当下以及先前传输所获取的软信息,进而发挥NC所带来的编码增益。仿真结果表明,所提方案能够获得比SCMA的传统HARQ方案更高的吞吐量以及可靠性。 展开更多

关键词 稀疏码分多址接入 混合自动重传请求 网络编码 低密度奇偶校验 吞吐量

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基于串并结合策略的SCMA多用户检测 被引量：3

4

作者 王若男 常俊 +2 位作者 余江 和家慧 字然 《电讯技术》 北大核心 2018年第3期245-250,共6页

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S... 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。 展开更多

关键词 稀疏码分多址接入 多用户检测 消息传递算法 串并结合策略

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采用上行SCMA系统的新型导频结构及信道估计方法 被引量：1

5

作者 陈晨阳 郭里婷 《福州大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第4期468-474,共7页

针对在上行稀疏码分多址接入(sparse code multiple access,SCMA)系统中,如果按照多用户共享相同资源的复用形式进行导频结构的设计,会导致正确估计每个用户的信道信息存在较大困难的问题,提出一种适合于上行SCMA系统的新型导频结构.通... 针对在上行稀疏码分多址接入(sparse code multiple access,SCMA)系统中,如果按照多用户共享相同资源的复用形式进行导频结构的设计,会导致正确估计每个用户的信道信息存在较大困难的问题,提出一种适合于上行SCMA系统的新型导频结构.通过导频间隔和导频位置的合理设计,保证不同用户在不同的子载波上发送各自的导频,在接收端使用最小二乘法(least square,LS)和线性最小均方误差法(linear minimum mean square error,LMMSE)对导频进行信道估计,最后,通过Cubic内插得到完整的信道估计值.仿真结果表明,基于LS算法的该导频结构更好地平衡了误码率性能和系统复杂度,减少了系统导频开销,并且运算量明显降低. 展开更多

关键词 稀疏码分多址接入 上行 信道估计 导频结构 最小二乘法

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稀疏码分多址收发端改进方案的设计 被引量：1

6

作者 庄陵 刘思杨 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期320-326,共7页

为降低传统稀疏码分多址接入(sparse code multiple access, SCMA)系统的译码复杂度,同时保证系统误比特率(bit error ratio, BER)性能,考虑信道质量因素提出SCMA系统收发端改进方案。在接收端,提出基于信道质量动态选择节点改进消息传... 为降低传统稀疏码分多址接入(sparse code multiple access, SCMA)系统的译码复杂度,同时保证系统误比特率(bit error ratio, BER)性能,考虑信道质量因素提出SCMA系统收发端改进方案。在接收端,提出基于信道质量动态选择节点改进消息传递算法(message passing algorithm, MPA),在串行策略基础上对节点更新顺序进行合理排序,减少算法迭代次数,以降低译码复杂度;同时为补偿付出的BER性能代价,在发送端基于信道质量设计动态自适应更新因子图方案,为用户节点匹配高信道增益的资源节点组合,并且考虑到用户的公平性,令上轮更新因子图时信道增益最低的用户节点优先匹配。仿真实验证明,所提改进方案在保证BER性能和各用户公平性前提下有效降低系统译码复杂度。 展开更多

关键词 稀疏码分多址接入 信道质量 因子图 消息传递算法

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基于变量节点门限的SCMA多用户检测算法

7

作者 范鹏 李旭东 《信息通信》 2019年第12期1-4,共4页

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... 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。 展开更多

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

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基于删除冗余迭代的SCMA多用户检测算法

8

作者 郝树良 范彬 +1 位作者 张新苹 卜国顺 《广东通信技术》 2018年第1期53-58,共6页

稀疏码分多址接入(Sparse Code Multiple Access,SCMA)作为未来5G移动通信中一种具有竞争力的空口技术,具有非常广阔的应用前景。针对现有的SCMA上行链路系统都是采用基于遍历的消息传递算法(Message Passing Algorithm,MPA)进行多用户... 稀疏码分多址接入(Sparse Code Multiple Access,SCMA)作为未来5G移动通信中一种具有竞争力的空口技术,具有非常广阔的应用前景。针对现有的SCMA上行链路系统都是采用基于遍历的消息传递算法(Message Passing Algorithm,MPA)进行多用户检测,存在复杂度过高的问题。该文在原始MPA算法基础之上提出一种基于删除冗余迭代的消息传递算法(Deleting Redundant Iterations-MPA,DRI-MPA),该算法通过监督每个码字概率的收敛率决定是否进行后续迭代,删除了冗余迭代,从而在保证良好性能的前提下实现了复杂度的降低。仿真结果表明,该算法在误比特率性能(Bit Error Ratio,BER)与算法复杂度之间可以达到平衡。 展开更多

关键词 稀疏码分多址接入 消息传递算法

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基于动态因子图缩减的SCMA多用户检测算法

9

作者 郝树良 刘海 +2 位作者 范彬 张新苹 姚稳 《邮电设计技术》 2019年第3期40-45,共6页

针对现有稀疏码分多址接入(SCMA)的上行链路系统都是采用基于遍历的消息传递算法(MPA——Message Passing Algorithm)进行多用户检测,存在复杂度过高的问题,通过在原始MPA算法基础之上提出一种基于动态因子图缩减的消息传递算法(DFGR-MP... 针对现有稀疏码分多址接入(SCMA)的上行链路系统都是采用基于遍历的消息传递算法(MPA——Message Passing Algorithm)进行多用户检测,存在复杂度过高的问题,通过在原始MPA算法基础之上提出一种基于动态因子图缩减的消息传递算法(DFGR-MPA——Dynamic Factor Graph ReductionMPA)。DFGR-MPA算法可以把已完成迭代的变量节点以及与迭代不相关功能节点从因子图中分离出去,从而降低迭代检测的复杂度。仿真结果表明,该算法在误比特率性能(BER)与算法复杂度之间可以达到平衡。 展开更多

关键词 多用户检测 稀疏码分多址接入 消息传递算法 动态因子缩减

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基于动态因子图缩减的SCMA低复杂度检测算法（英文）

10

作者 郝树良 范彬 +2 位作者 张新苹 卜国顺 曾捷 《重庆邮电大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2019年第2期231-237,共7页

针对现有稀疏码分多址接入(sparse code multiple access,SCMA)上行链路系统的接收端采用基于遍历的消息传递算法(message passing algorithm,MPA)进行多用户检测,存在复杂度过高的问题,通过在原始MPA算法基础上提出一种基于动态因子图... 针对现有稀疏码分多址接入(sparse code multiple access,SCMA)上行链路系统的接收端采用基于遍历的消息传递算法(message passing algorithm,MPA)进行多用户检测,存在复杂度过高的问题,通过在原始MPA算法基础上提出一种基于动态因子图缩减的消息传递算法(dynamic factor graph reduction based MPA,DFGR-MPA)。该算法根据码字概率的收敛情况对变量节点进行分类,并将码字概率未达到目标收敛的变量节点以及与其相关的功能节点重构成新的因子图用于后续迭代。DFGR-MPA算法不仅能够减少参与消息迭代的节点个数还能降低消息迭代的平均迭代次数,从而降低迭代检测的复杂度。仿真结果表明,该算法在误比特率(bit error ratio,BER)性能与检测复杂度之间可以达到较好地平衡。 展开更多

关键词 多用户检测 消息传递算法 稀疏码分多址接入 动态因子缩减

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基于阈值改进的SCMA系统多用户检测算法

11

作者 李万臣 刘博 《中国新通信》 2020年第2期68-69,共2页

在第五代移动通信系统(5G)中,研究新型的非正交多址技术尤为重要,本文对其中的稀疏码分多址技术(Sparse Code Multiple Access,SCMA)接收端译码算法进行研究,主要针对消息传递算法(Message Passing Algorithm,MPA)译码复杂度高的缺点进... 在第五代移动通信系统(5G)中,研究新型的非正交多址技术尤为重要,本文对其中的稀疏码分多址技术(Sparse Code Multiple Access,SCMA)接收端译码算法进行研究,主要针对消息传递算法(Message Passing Algorithm,MPA)译码复杂度高的缺点进行优化,在阈值MPA算法的基础上加入球形译码算法,称为TH-SD-MPA算法。通过仿真结果表明改进算法误比特率(BER)性能与原始MPA算法基本相同,但算法复杂度明显降低。 展开更多

关键词 稀疏码分多址接入 消息传递算法 阈值 球形译码

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基于变量节点稳定性的SCMA多用户检测算法

12

作者 范鹏 李旭东 《现代计算机》 2019年第32期3-7,共5页

稀疏码分多址接入(SCMA)是一种基于码本的非正交多址接入技术,由于码本的稀疏性,通常采用消息传递算法(MPA)实现多用户检测,但其复杂度较高。提出一种基于变量节点稳定性的SCMA多用户检测算法,算法在每一轮迭代更新中,找出未译码用户的... 稀疏码分多址接入(SCMA)是一种基于码本的非正交多址接入技术,由于码本的稀疏性,通常采用消息传递算法(MPA)实现多用户检测,但其复杂度较高。提出一种基于变量节点稳定性的SCMA多用户检测算法,算法在每一轮迭代更新中,找出未译码用户的变量节点最大可信度位置,若用户的所有变量节点最大可信度位置相同,且在当前迭代和上次迭代中各变量节点的最大可信度位置也相同,则对用户提前译码。通过仿真表明,该算法的BER性能和消息收敛程度明显优于门限MPA算法;和原始MPA算法相比,该算法在保证BER性能的同时大大地降低算法的复杂度。 展开更多

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

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基于子图的边缘串行消息传递算法

13

作者 贾志豪 孙君 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期2146-2151,共6页

稀疏码分多址接入(Sparse Code Multiple Access,SCMA)作为一种重要的码域非正交多址技术,能够满足5G通信的海量机器接入需求,但是接收端采用的消息传递算法(Message Passing Algorithm,MPA)存在收敛速度慢、计算复杂度较高的问题.本文... 稀疏码分多址接入(Sparse Code Multiple Access,SCMA)作为一种重要的码域非正交多址技术,能够满足5G通信的海量机器接入需求,但是接收端采用的消息传递算法(Message Passing Algorithm,MPA)存在收敛速度慢、计算复杂度较高的问题.本文提出一种基于子图的边缘串行消息传递算法(SE-MPA),将原始因子图划分为多个不同子图,在子图的基础上优化消息更新顺序,利用边缘串行更新序列集,被更新的用户节点消息立刻用来更新相连的资源节点.仿真结果表明,该算法在少量系统BER性能损失条件下,能够有效加快消息收敛速度,降低计算复杂度. 展开更多

关键词 稀疏码分多址接入 消息传递算法 子图 边缘串行 收敛速度 计算复杂度

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5G低轨卫星两步随机接入方案及其FPGA实现 被引量：5

14

作者 梁震 崔高峰 王卫东 《电讯技术》 北大核心 2022年第12期1758-1765,共8页

为了实现低轨卫星通信系统高效率低时延的用户接入,提出了适用于低轨卫星系统的两步随机接入方案,对随机接入信道的数据发送、信道结构、前导码设计以及映射关系进行了设计,并进行了现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FP... 为了实现低轨卫星通信系统高效率低时延的用户接入,提出了适用于低轨卫星系统的两步随机接入方案,对随机接入信道的数据发送、信道结构、前导码设计以及映射关系进行了设计,并进行了现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)实现。针对传统MAX-LOG-MPA算法FPGA处理时延长的问题,提出了一种节点并行迭代更新的FPGA接收机设计来降低处理时延。仿真结果验证了所设计的信道结构以及FPGA实现的可行性,相比传统接入方式可接入的用户数量更多,同时采用并行节点迭代更新的接收机将迭代处理时延降低为1/6。 展开更多

关键词 低轨卫星 随机接入 信道设计 稀疏码分多址接入(SCMA) FPGA并行处理

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艾森斯坦整数优化的SCMA码本设计方法 被引量：1

15

作者 刘芳 刘健 冯永新 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1529-1536,共8页

第五代移动通信(5G)技术具有极高的数据传输速率并支持海量数据连接,然而传统的正交接入技术无法保证资源的高效利用。稀疏码分多址接入(SCMA)技术是一种非正交多址技术,通过资源块的有效分配保证了海量用户信息的可靠传输。在SCMA技术... 第五代移动通信(5G)技术具有极高的数据传输速率并支持海量数据连接,然而传统的正交接入技术无法保证资源的高效利用。稀疏码分多址接入(SCMA)技术是一种非正交多址技术,通过资源块的有效分配保证了海量用户信息的可靠传输。在SCMA技术中,码本起着至关重要的作用。为了解决传统码本设计方法存在的误码率降低受限问题,通过艾森斯坦整数对资源块上的母星座进行构造,并引入网格编码调制技术(TCM)的子集分割思想,从而提出一种艾森斯坦整数优化(EIO)码本设计方法。仿真结果表明,在相同条件下,相比华为码本、传统艾森斯坦整数码本及TCM码本,EIO码本可以达到更低的误码率,为SCMA技术提供了一个可行的码本设计方法。 展开更多

关键词 第五代移动通信技术 非正交多址技术 稀疏码分多址接入技术 艾森斯坦整数 码本

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SCMA-D2D混合网络卷积自编码器

16

作者 许耀华 周鑫源 +3 位作者 黄兴 蒋芳 王翊 王跃 《高技术通讯》 CAS 2023年第12期1244-1252,共9页

为满足物联网通信大连接、低功耗的需求,高效利用有限的频谱资源成为一项重要的挑战。在应用了稀疏码分多址接入(SCMA)技术的蜂窝网络中增加设备对设备(D2D)用户对,两者共享频谱资源,可以进一步提高频谱利用率,满足大规模连接和低功耗... 为满足物联网通信大连接、低功耗的需求,高效利用有限的频谱资源成为一项重要的挑战。在应用了稀疏码分多址接入(SCMA)技术的蜂窝网络中增加设备对设备(D2D)用户对,两者共享频谱资源,可以进一步提高频谱利用率,满足大规模连接和低功耗的通信需求。然而,当不同类型的用户共享相同的频谱资源时会导致严重的用户间干扰,导致多用户检测精度降低,译码复杂度增高。本文使用卷积神经网络(CNN)进行SCMA-D2D混合网络自编码器设计,通过端到端的联合训练,设计出合适的神经网络结构。用CNN单元实现混合网络的编码,学习SCMA蜂窝用户和D2D用户的有效码本;将混合网络的多用户检测问题建模为一个基于共享层机制的多任务分类解码问题,建立多用户分类解码器。实验结果表明,本文提出的自编码器能够生成对系统适应性更强的码本,结合接收端的多任务分类解码器能够有效地提高整个混合网络系统的误码率性能,同时减小译码计算复杂度。 展开更多

关键词 卷积神经网络(CNN) 稀疏码分多址接入(SCMA) 设备对设备(D2D)通信 无线通信 多用户检测

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基于模型驱动辅助MPA的SCMA多用户检测算法 被引量：2

17

作者 邵凯 郭红耀 《电讯技术》 北大核心 2022年第11期1607-1613,共7页

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... 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%。 展开更多

关键词 稀疏码分多址接入(SCMA) 多用户检测 消息传播算法(MPA) 模型驱动

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《重庆邮电大学学报》(自然科学版)“未来网络与智能应用”专刊征稿启事

18

作者 郝树良 范 彬 +2 位作者 张新苹 卜国顺 曾捷 《重庆邮电大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2019年第2期285-285,共1页

未来网络是计算机和通信网络领域重要的研究热点之一,也是我国中长期科技规划的重要方向。目前,它的研究领域已从互联网、物联网、5G移动通信网络,迅速扩展到空天地一体化信息网络及航空通信网等新领域,同时也带来新的研究课题。

关键词 多用户检测 消息传递算法 稀疏码分多址接入 动态因子缩减

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