>[0085]
[0086] (四）、再經(jīng)并串轉(zhuǎn)換，恢復(fù)出經(jīng)過(guò)SCMA編碼器調(diào)制編碼后的數(shù)據(jù)Α和和，從而 確定所發(fā)送的數(shù)據(jù)流：
[0087] 至此，完成基于V-BLAST編碼方式的Μ頂0-SCMA系統(tǒng)上行鏈路架構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程；其 中，V-BLAST編碼方式即為垂直分層空時(shí)碼編碼方式。
[0088] 仿真效果：
[0089] 本發(fā)明中提出的MIM0-SCMA系統(tǒng)可以有效的提升頻譜效率，在負(fù)載系數(shù)為1. 5發(fā) 射接收天線數(shù)為2X4情況下，相對(duì)于0FDM系統(tǒng)提升了 3倍頻譜效率，相對(duì)于SCMA系統(tǒng)提 升了 2倍的頻譜效率，只是會(huì)在允許的范圍內(nèi)影響誤碼率性能。在瑞利衰落信道下通過(guò)消 息傳遞算法進(jìn)行解碼，得到基站處誤碼率性能如下：仿真中的Μ頂0-0FDM和Μ頂0-SCMA系統(tǒng) 采用同樣的天線數(shù)為2X4的V-BLAST編碼方案，由圖5所示的仿真結(jié)果可以看出，雖然犧 牲了部分誤碼率性能，但相比MMO-SCMA系統(tǒng)，對(duì)頻譜效率展現(xiàn)出更大的提升能力，具有極 其重大的利用潛力。
[0090] 本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，本領(lǐng)域 技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于 本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 基于ν-BLAST編碼方式的MMO-SCMA系統(tǒng)上行鏈路構(gòu)架方法，其特征在于：所述構(gòu) 架方法通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)： 步驟一、設(shè)定MIM0-SCMA系統(tǒng)具有J個(gè)用戶，每個(gè)用戶具有兩根發(fā)射天線，將每個(gè)用戶 要發(fā)送的信息比特序列串并轉(zhuǎn)換為兩路； 步驟二、將每個(gè)用戶的兩路信息比特序列分別進(jìn)行1/2碼率的卷積碼編碼，之后進(jìn)行 交織； 步驟三、根據(jù)SCMA碼本，對(duì)發(fā)送信息比特進(jìn)行SCMA映射，得到每個(gè)用戶要發(fā)送的信息， 然后按照映射矩陣F將所有用戶發(fā)送的信息調(diào)制到子載波上，完成調(diào)制編碼； 步驟四、每個(gè)用戶的信息經(jīng)步驟三調(diào)制編碼后由兩根天線發(fā)送，經(jīng)過(guò)信道之后的信息 由基站的兩根天線接收，并通過(guò)最小均方誤差方法對(duì)接收到的信息進(jìn)行檢測(cè)； 至此，完成基于V-BLAST編碼方式的MM0-SCMA系統(tǒng)上行鏈路架構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于V-BLAST編碼方式的MMO-SCMA系統(tǒng)上行鏈路構(gòu)架方 法，其特征在于：步驟一所述將每個(gè)用戶要發(fā)送的信息比特序列串并轉(zhuǎn)換為兩路的過(guò)程為， 采用V-BLAST編碼方式，MM)-SCMA系統(tǒng)中第j個(gè)用戶的信息比特序列經(jīng)過(guò)串并轉(zhuǎn)換為： ar' = [a/of…4]和V= [?…4];其中，〇 <j<J-l，J表示用戶總數(shù)；4和4'表示信 息向量中的元素；j表示不同的用戶；N表示幀長(zhǎng)，用來(lái)區(qū)分向量中的元素。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述基于V-BLAST編碼方式的MM0-SCMA系統(tǒng)上行鏈路構(gòu)架方 法，其特征在于：步驟二所述將每個(gè)用戶的兩路信息比特序列分別進(jìn)行1/2碼率的卷積碼 編碼，之后進(jìn)行交織的過(guò)程為， 步驟二一、每個(gè)用戶的兩路信息比特序列首先通過(guò)FEC信道編碼操作得到序列：M= [V每…私]和即通過(guò)添加冗余的方式來(lái)糾正信號(hào)傳輸過(guò)程中產(chǎn)生 的隨機(jī)錯(cuò)誤生的隨機(jī)錯(cuò)誤；其中，紀(jì)和％'分別表示序列b]和b中的第m個(gè)比特，m為整數(shù) 且1 <m<Μ;M表示幀長(zhǎng)； 步驟二二、然后通過(guò)對(duì)編碼后的信息比特序列進(jìn)行交織來(lái)對(duì)抗傳輸過(guò)程中產(chǎn)生的突發(fā) 性錯(cuò)誤；其中，交織后的碼比特序列分別表示為…ci]和- …4扣其 中，4和 < 分別為序列&和c中的第m個(gè)比特，m為整數(shù)且1彡m彡Μ;M表示幀長(zhǎng)； 其中，Μ表示編碼序列長(zhǎng)度，且碼率R=M/N。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述基于V-BLAST編碼方式的MM0-SCMA系統(tǒng)上行鏈路構(gòu)架方法， 其特征在于：步驟三所述按照映射矩陣F將所有用戶發(fā)送的信息調(diào)制到子載波上的過(guò)程 為， 步驟三一、依據(jù)：g: 2W4 ，將QAM調(diào)制方式的星座點(diǎn)擴(kuò)展到多維，完成碼本的 設(shè)計(jì)；其中，K表示系統(tǒng)的資源數(shù)，即0FDMA的子載波數(shù)；S表示發(fā)送信息的二進(jìn)制集合；C為有理數(shù)集合；表示基礎(chǔ)調(diào)制的星座點(diǎn)集，辦包含16個(gè)星座點(diǎn)； 步驟三二、設(shè)*5 = /〇g2|M|，W=M/S，交織后的第j個(gè)用戶的兩路比特序列分別通過(guò)公 式不i=g^[4,.4,+i 和私= 復(fù)用信號(hào)：對(duì)=|>?.4『和稃=[?…4]Γ, 0彡W彡W-l ;其中，4,仰和4…分 別表示經(jīng)SCMA調(diào)制前的第Sw+e個(gè)數(shù)據(jù)比特，e為整數(shù)且0 <e<S-ι;上標(biāo)T表示轉(zhuǎn)置運(yùn) 算；4和4分別表示；和卻中調(diào)制到第K個(gè)子載波上的符號(hào)； 步驟三三、步驟二交織后的兩路比特序列分別進(jìn)入SCMA編碼器，之后在QAM調(diào)制方式 下，依據(jù)步驟三一設(shè)計(jì)的碼本映射到子載波上，則用戶j的兩路信號(hào)和不;''被分散到不 同子載波上，用戶j的兩路信號(hào)Α?和中，特定用戶只占有少量子載波；且映射矩陣F每 一行表示一個(gè)子載波，每一列表示一個(gè)用戶；當(dāng)子載波被一個(gè)用戶占用時(shí)，在映射矩陣F中 的相應(yīng)位置為1，否則為0。5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述基于V-BLAST編碼方式的MM0-SCMA系統(tǒng)上行鏈路構(gòu)架 方法，其特征在于：步驟四所述每個(gè)用戶的信息經(jīng)步驟三調(diào)制編碼后由兩根天線發(fā)送，經(jīng)過(guò) 信道之后的信息由基站的兩根天線接收，并通過(guò)最小均方誤差方法對(duì)接收到的信息進(jìn)行檢 測(cè)的過(guò)程為， 步驟四一、步驟三中SCMA編碼器中調(diào)制編碼完成后，每個(gè)用戶發(fā)送的兩路信息經(jīng)由兩 個(gè)天線發(fā)射，在信道中所有用戶發(fā)送的信息經(jīng)過(guò)衰減后疊加起來(lái)，在基站處和噪聲一起被 接收，設(shè)占用的子載波資源數(shù)為Τ，則過(guò)載系數(shù)r=J/T，接收到的信號(hào)表示為：其中，s取1或2,t取1、2、3或4,Η表示信道矩陣，表明信息傳 輸過(guò)程中的衰減，且在上行鏈路中不同用戶的信道矩陣互不相同；η表示隨機(jī)噪聲，遵從復(fù) 數(shù)域上的高斯分布； 步驟四二、基站的兩根天線接收到信號(hào)后，采用最小均方誤差檢測(cè)方法進(jìn)行信號(hào)檢測(cè) 從而確定所發(fā)送的數(shù)據(jù)流： (一）、在最小均方誤差檢測(cè)方法的準(zhǔn)則下求最佳線性變化G，使得均方誤差代價(jià)函數(shù) 最??；其中，均方誤差代價(jià)函數(shù)為： HJ(G) =E[(X-GY)T(X-GY)]； 此時(shí)發(fā)送信號(hào)記為X，接收信號(hào)記為Y，誤差向量的協(xié)方差矩陣為：cov(X-GY) =Ε[ (X-GY) (X-GY)τ]；其中，表不噪聲方差，I為單位矩陣；硭表不Η的共輒轉(zhuǎn)置； (三） 、對(duì)線性算子表達(dá)式做線性變換得到發(fā)送信號(hào)X的估計(jì)值：(四） 、再經(jīng)并串轉(zhuǎn)換，恢復(fù)出經(jīng)過(guò)SCMA編碼器調(diào)制編碼后的數(shù)據(jù)和Α?'。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述基于V-BLAST編碼方式的MMO-SCMA系統(tǒng)上行鏈路構(gòu)架方法， 其特征在于：步驟三三所述用戶j的兩路信號(hào)X丨和；^丨:被分散到不同子載波上，用戶j的 兩路信號(hào) 和1&'中，特定用戶只占有少量子載波，所述子載波的資源分配情況利用映射其中，映射矩陣F中，子載波的個(gè)數(shù)為4個(gè)，每個(gè)用戶都將信息調(diào)制到4個(gè)子載波中的 2個(gè)子載波上，每個(gè)子載波上調(diào)制3個(gè)用戶的信息，且3個(gè)用戶發(fā)送的信息對(duì)應(yīng)的碼本中，每 兩個(gè)相鄰碼本的平面矩陣在順時(shí)針?lè)较蛏暇哂?5°的角度差。7. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或6所述基于V-BLAST編碼方式的MMO-SCMA系統(tǒng)上行鏈路構(gòu) 架方法，其特征在于：所述子載波為正交子載波。
【專(zhuān)利摘要】基于V-BLAST編碼方式的MIMO-SCMA系統(tǒng)上行鏈路構(gòu)架方法，屬于多收多發(fā)信息傳輸系統(tǒng)構(gòu)架領(lǐng)域。本發(fā)明克服了原有SCMA系統(tǒng)多用戶間非正交性和軟解碼方式的限制，而將SCMA與MIMO技術(shù)相互融合的方法。本發(fā)明設(shè)定MIMO-SCMA系統(tǒng)中每個(gè)用戶有兩根發(fā)射天線，將要發(fā)送的信息比特序列串并轉(zhuǎn)換為兩路，然后分別進(jìn)行1/2碼率的卷積碼編碼，之后進(jìn)行交織；根據(jù)SCMA碼本進(jìn)行SCMA映射，得到每個(gè)用戶要發(fā)送的信息，按映射矩陣F將所有用戶發(fā)送的信息調(diào)制到子載波上，完成調(diào)制編碼；信息由天線發(fā)送，經(jīng)過(guò)信道后，由基站的兩根天線接收并通過(guò)最小均方誤差方法進(jìn)行檢測(cè)。本發(fā)明具有信息傳輸速率高、頻譜效率高的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】H04L27/26, H04L1/00, H04L1/06
【公開(kāi)號(hào)】CN105306175
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510756582
【發(fā)明人】韓帥, 郭誠(chéng), 劉寧慶, 孟維曉, 沙學(xué)軍
【申請(qǐng)人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年11月9日