一、低复杂度多用户检测算法研究（论文文献综述）
雷菁,王水琴,黄巍,彭小洹[1]（2021）在《稀疏码多址接入多用户检测算法综述》文中研究说明稀疏码多址接入（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。
赵晓燕[2]（2021）在《面向5G海量随机接入的稀疏码分多址技术研究》文中研究指明随着物联网与移动互联网技术的飞速发展,日益增长的随机接入需求与频谱资源稀缺的矛盾为第五代移动通信系统带来了严峻的挑战。稀疏码分多址接入（Sparse Code Multiple Access,SCMA）技术结合多维调制与稀疏扩频技术,显着提升用户数目、提高系统频谱效率。SCMA 系统采用消息传递算法（Message Passing Algorithm,MPA）在接收端进行多用户检测,其计算复杂度随着用户数目的增加呈指数增长,为系统的硬件设计实现带来了很大的挑战。因此,本文研究的目的在于设计低复杂度高性能的多用户检测MPA算法。本文在研究SCMA技术和MPA算法原理的基础上,提出一种低复杂度多用户检测方案。本文首先研究SCMA系统的基本原理和关键技术,包括上行链路的发送端和接收端设计原理、因子矩阵设计原理以及多用户检测算法。在多用户检测算法方面主要研究了检测性能最佳的最大后验概率算法、目前被广泛采用的MPA算法以及几种典型的MPA优化算法的设计原理、算法流程及计算复杂度分析。在上述研究基础上,本文采用降低迭代次数和简化因子图的设计思路,提出一种基于动态置信度阈值及收敛稳定性判决的低复杂度MPA方案（Low Complexity Message Passing Algorithm based on Dynamic Threshold and Convergence Stability Judgement,DTS-MPA）。DTS-MPA算法结合信道状态信息设置动态的置信度阈值,改善了固定阈值无法适应信道条件变化的情况。同时将动态阈值判决与收敛稳定性判决相结合,避免了因简化因子图导致部分消息未收敛而带来的系统解码误差。在迭代过程中,DTS-MPA算法将满足判决条件的用户节点进行提前解码以降低算法的计算复杂度。最后通过理论分析和仿真验证,证明本文所提DTS-MPA算法可以实现系统误码率性能和检测复杂度的折衷。
卞鑫[3]（2020）在《非正交波形调制和非正交多址接入技术研究》文中研究说明随着移动通信的蓬勃发展,第五代移动通信（the 5th Generation Mobile Communication,5G）将会有更高的传输速率、更密集的连接设备数以及更低的传输时延,应用场景会更加丰富多样。为满足5G对多样化的应用场景的需求,学术界和工业界纷纷研究并采用更加先进的技术手段来进一步提高系统容量和频谱效率,其中,波形调制和多址接入技术均是物理层的关键技术。一方面,OFDM技术虽然在现有的许多通信系统中被广泛采用,然而其本身固有的高带外泄露（Out-of-Band Emission,OOBE）、对时频偏较敏感等不足制约了其进一步提高频谱效率;另一方面,在海量机器类场景（massive Machine-Type-Communications,m MTC）中若仍然采用正交多址接入（Orthogonal Multiple Access,OMA）的方式,由于系统可同时连接的用户数目将会严格受限于分配的正交信道数目,那么海量、零星小数据包业务在有限时频资源上的竞争传输将会带来“信令风暴”问题以及因用户碰撞概率急剧增大而导致大量数据重传带来的时延增大问题,这将使得系统容量和传输效率大为降低。因此,研究基于滤波或加窗的非正交波形调制（Non-Orthogonal Waveform Modulation,NOWM）技术以及非正交多址接入技术（Non-orthogonal Multiple Access,NOMA）具有重要意义。本文针对面向5G的波形调制和多址技术,在基于非正交波形调制的多址接入技术方案及其低复杂度收发机设计方面开展相关研究:为了同时利用NOMA和NOWM的优势,研究了基于非正交波形调制的非正交多址接入问题。具体来说,研究的是基于离散傅里叶变换扩展广义多载波（Discrete Fourier Transform Spread Generalized Multi-Carrier,DFT-S-GMC）调制的图样分割多址（Pattern Division Multiple Access,PDMA）上行传输问题。首先,分别给出了基于DFT-S-GMC的PDMA上行传输方案的时频域实现方案;其次,推导了两种实现方案中的等效信道响应矩阵和等效噪声的表达式;接着,较为全面地分析了所提结合方案DFT-S-GMC-PDMA的误块率（Block Error Rate,BLER）、复杂度、载波频率偏移（Carrier Frequency Offset,CFO）下的多址干扰（Multiple Access Interference,MAI）及峰均比（Peak-to-Average Ratio,PAPR）等系统性能。仿真结果表明,DFT-S-GMC-PDMA可取得与DFT-S-OFDM-PDMA相比拟的性能,而复杂度仅仅增加不到3%。对不同均衡器、不同PDMA图样下的系统性能也进行了评估,几乎没有性能损失。由于对CFO的鲁棒性,与DFT-S-OFDM-PDMA相比,所提出的DFT-S-GMC-PDMA的MAI性能要好约0.5d B,即相比正交调制下的PDMA,DFT-S-GMC-PDMA方案在抗CFO方面表现更优。所提出的DFT-S-GMC-PDMA方案在系统性能和复杂度方面可取得较好的折中,更适合窄带m MTC上行传输场景中。为了解决5G异构网络中灵活多址接入的问题,研究了基于滤波器组多载波（Filter Bank Multi-Carrier,FBMC）调制的可支持多种多址方案的统一多址传输结构。首先,通过利用滤波器组收发机的高效实现结构和可扩展矩阵变换（Scalable Matrix Transform,SMT）模块,本文提出了一种基于FBMC调制的统一多址结构——FBMC-SMT,可实现3G CDMA和4G FDMA传输的灵活复用,从而提高系统性能。作为FBMC-SMT的一个特例,评估了FBMC-CDMA的性能。仿真结果表明,当分配的码道数大于5时,16子带的FBMC-CDMA系统性能要优于传统单载波宽带码分多址（Wideband Code Division Multiple Access,WCDMA）系统。其次,分析了FBMC-SMT系统的信干噪比（Signal-to-Interference-Plus-Noise Ratio,SINR）,理论性能曲线与仿真结果匹配良好。因此,所提FBMC-SMT可作为一种统一多址结构,用以灵活聚合多种无线接入技术（Radio Access Technology,RAT）,进而满足5G及以后异构无线网络中多样化的应用需求。为解决基于NOWM的多用户上行传输的接收机复杂度高的问题,研究了用于多用户过采样滤波器组块传输的上行链路低复杂度接收算法。通过利用DFT的特性,得到了调制矩阵的频域子带稀疏性质以及经匹配滤波后的格雷姆矩阵的块循环特性。利用上述特性,提出了一种用于衰落信道上行多用户接入中过采样滤波器组块传输的低复杂度迫零（Zero-Forcing,ZF）接收算法。在所提算法中,将原来的大维度多用户等效信道矩阵的求逆运算分解为多个DFT运算和更小尺寸的矩阵求逆运算,从而大大降低了计算复杂度。仿真结果表明,相比传统的迫零接收机,计算复杂度有显着降低,同时系统的误符号率（Symbol Error Rate,SER）性能几乎与传统的多用户ZF接收机相同。
刘敬敏[4]（2020）在《异步非正交多址系统的多用户检测算法研究》文中进行了进一步梳理随着无线通信及互联网技术的不断发展,万物互联成为通信发展的必然趋势。相应地,数据传输业务的需求量呈现爆炸性增长,用户对通信服务质量的要求也显着提升。这带来新的技术难题,即在保证大规模用户和设备接入的同时,还要满足高可靠、低时延的通信需求。由于现有的第四代（4G）通信系统难以应对这一越来越迫切的技术难题,研究和开发面向未来的第五代（5G）通信系统成为必然。非正交多址接入（Non-orthogonal Multiple Access,NOMA）技术具有良好的应用前景,可用来构建新型高可靠、低时延的多接入通信网络,目前已作为关键技术被写入5G通信协议。与传统的正交多址接入（Orthogonal Multiple Access,OMA）技术相比,在使用相同的无线资源的情况下,NOMA技术通过共享频谱资源的方式支持更多的用户和设备同时接入。虽然NOMA技术近几年得到快速发展,但是现有的研究工作主要考虑的是同步NOMA系统,而异步NOMA（Asynchronous NOMA,A-NOMA）系统还有很多难题没有解决。本论文将深入研究A-NOMA系统中多用户检测算法和系统参数的优化等问题,为A-NOMA系统中的多用户检测提供更加有效的解决方案。具体的研究工作如下:首先,针对等功率的符号异步NOMA（Symbol Asynchronous NOMA,SA-NOMA）系统,提出了低复杂度的消息传递（Message Passing,MP）检测算法,获得优于一般NOMA系统的抗干扰与抗噪声性能。在异步传输时,接收端需要采用与用户时间偏移相匹配的滤波器。但上述滤波器会导致用户间干扰变得更为复杂,即用户信息不仅受到其他用户当前时隙数据的干扰,而且受到其他用户相邻时隙数据的干扰。为了更好地描述滤波器的输出符号与用户不同时隙的符号之间的关系,提出了一种三维因子图表示方法。在该因子图表示的基础上,提出了一种跨时隙的MP检测算法。分析结果表明,异步传输能有效地对抗多用户干扰,并且调制波形会影响MP算法的检测性能。仿真结果表明,在MP检测算法下,SA-NOMA系统可以实现比NOMA系统更好的误比特率（Bit Error Rate,BER）性能。其次,针对时间偏移存在估计误差的SA-NOMA系统,提出了线性最小均方误差（Linear Minimum Mean Square Error,LMMSE）检测算法和部分消息传递（Partial Message Passing,P-MP）检测算法,当估计误差的方差小于0.1时,可以保证系统的抵抗干扰和噪声能力略优于NOMA系统。LMMSE检测算法是基于迭代的多用户检测算法,由LMMSE检测器和单用户译码器迭代构成。其中,LMMSE检测器将时间偏移的估计误差近似为噪声,并将相邻时隙间的干扰视作记忆信道对信号带来的干扰。LMMSE检测需要计算矩阵逆,因此算法复杂度比较高。为了进一步降低检测算法复杂度,提出一种基于方向因子图的P-MP检测算法,并分析估计误差对P-MP检测算法性能的影响。仿真结果表明,当估计误差的方差为0.1时,时间偏移有误差的SA-NOMA系统可以达到或超过NOMA系统的BER性能。再次,针对等功率的SA-NOMA系统,提出利用外信息转移（Extrinsic Information Transfer,EXIT）图分析时间偏移的统计特性对系统性能的影响,并优化时间偏移以提升SA-NOMA系统的抗干扰性能。根据EXIT图可以有效地跟踪消息传递过程中的互信息变化,因此首先给出SA-NOMA系统在MP检测算法下和节点的EXIT函数。研究发现,和节点的EXIT函数与时间偏移有关。接下来,从统计学的角度考虑随机时间偏移对和节点EXIT函数的影响。并在两用户SA-NOMA系统中,通过最大化和节点的EXIT函数优化时间偏移。结果表明,在SA-NOMA系统中,采用优化和节点EXIT函数得到的时间偏移能有效地提升系统的BER性能。并且,采用规则重复累加（Repeat Accumulate,RA）码与重复码串行级联的编码方案,SA-NOMA系统的检测阈值可以逼近容量限。最后,针对两用户帧异步NOMA（Frame Asynchronous NOMA,FA-NOMA）系统,提出利用距离枚举函数的分析方法,给出该系统在有限码长下的误字率（Word Error Rate,WER）和信道编码参数的设计方法。FA-NOMA系统中,接收端收到两用户码字的帧异步叠加信息,将帧异步引入的错位叠加操作定义为错位叠加（Misplaced Superposition,MS）编码,并将两个MS码字之间的距离定义为错位欧式距离。FA-NOMA系统下的两用户码集由两个单用户码和一个MS码串联构成,根据串行级联码的距离分析方法得到FA-NOMA系统下的平均错位距离枚举器。进而得到FA-NOMA系统在有限码长约束下WER的联合界。通过数值仿真表明,两用户FA-NOMA系统的仿真结果与联合界一致。然后,给出渐近错位距离枚举器,并以简单的重复码和随机码为例,说明渐进错位距离枚举器的使用方法,并为FA-NOMA系统提供了信道编码参数的设计方法。
胡雪佳[5]（2020）在《SCMA系统多用户检测算法研究与优化》文中提出5G三大场景对移动通信技术提出了业务功能需求,多址接入技术与系统的容量和接入能力紧密相关,此外,信道编码技术的有效使用能确保信息的可靠传输。稀疏码多址接入技术能提高频谱效率,为系统提供编码增益,但其接收端多用户检测器的高复杂度不满足5G低时延的场景需求。极化码技术性能优异,能够达到香农极限信道容量且可实用,如何将其与多用户检测器结合应用,在保证系统误码性能的前提下提供更高的数据速率,也值得研究。因此本文选择的研究方向及主要研究内容如下:1.研究了稀疏码多址接入系统的基础结构以及影响其性能的关键技术,并详细说明了一种优化码本设计方案,作为后续多用户接收端研究和优化的基础。2.提出了基于不断更新的动态可变因子图的消息传递算法（VFG-MPA）,用以解决使用MPA算法的多用户检测器复杂度过高的问题。首先在每次迭代后计算与消息可靠度相关的边缘残差值,获得决定后续更新优先级的节点可靠度;然后根据各用户节点残差值来判决其是否已达到检测解码的收敛,将已收敛节点与相关边缘从此后的因子图中删除,不参与接下来的迭代检测过程。该算法加快了整体检测器的收敛速度,并减少了冗余迭代和检测器的计算复杂度。3.提出了基于串行结构传递已验证消息的联合迭代检测译码接收机（VJDD）方案,作为极化码译码器在稀疏码多址接入系统接收端的优化应用方案。该方案通过及时传递已验证消息给因子图中各节点,加快信息修正程度从而提高接收机迭代收敛速度。同时简化极化码译码器部分的软信息更新算法,并将VFG-MPA检测器方案应用在提出的VJDD接收机中。VJDD方案最大程度地利用极化码译码器的内部信息,能在保证接收机性能优越性的前提下,减少其计算复杂度。
马利丽[6]（2020）在《基于MIMO-SCMA系统低复杂度多用户检测研究》文中认为在4G典型技术场景的基础上5G又开拓了面向物联网业务的低功耗大连接和低时延高可靠应用场景,这些不同的应用场景及其提出的高性能指标对传统的正交多址接入技术形成了新的挑战,新型的高性能的多址接入技术急需被提出,稀疏码分多址接入（sparse code multiple access SCMA）技术作为一种典型的基于码域叠加的非正交多址接入技术,可以利用多维调制技术和扩频分集技术大幅提升接入用户数和链路性能以此来实现海量连接,还可以通过免调度传输方式大幅降低传输延时和信令开销进一步提升系统传输的可靠性,SCMA技术还能降低终端的能耗,积极响应绿色通信理念。（Multiple Input Multiple Output MIMO）作为5G的关键技术之一,能够显着提高频谱效率和系统容量。将MIMO与SCMA技术有效地结合,即MIMO-SCMA系统在海量机器类通信和高可靠低时延应用场景中具有明显的优势,是未来移动通信技术中最具价值的空口传输技术。本文首先分析了SCMA系统与MIMO技术中的关键技术,介绍了基于VBLAST编码的上行链路MIMO-SCMA系统以及基于空时块编码（Space-time Block Coding STBC）的下行链路MIMO-SCMA系统的构建方案。然后对下行MIMO-SCMA系统的实现原理进行了阐述,对下行MIMO-SCMA系统的两类检测算法进行了研究,比较了联合消息传递算法（Joint Message Passing Algorithm,JMPA）与MIMO技术和SCMA系统独立检测算法的区别,针对JMPA检测算法存在译码复杂度随着接入系统的用户数目、用户码本的尺寸和发射天线数目呈指数增长的问题,在球形译码的启示下,本文在下行链路MIMO-SCMA系统中提出一种基于球形译码的联合消息传递算法（S-JMPA）,设置一个合适的球形半径R,只译码位于球内置信度高的码字信息,摒弃球外的置信度低的码字信息,从而大幅度降低接收端译码算法的复杂度,由于S-JMPA检测算法只译码了部分高置信度的码字信息,存在系统性能的损失,基于该问题本文又提出了一种基于STBC编码的MIMOSCMA系统的模型,利用STBC的分集增益特性来很大程度上补偿S-JMPA检测算法在系统性能上的损失,仿真表明,在基于STBC编码的下行链路MIMO-SCMA系统中,S-JMPA算法在显着降低接收端译码复杂度的同时,保证了优异的系统性能。从动态因子图的角度考虑,本文又提出了一种基于置信度的动态因子图联合消息传递算法（Dynamic Factor graph JMPA DF-JMPA）,该算法在每次迭代过程中通过信息置信度的大小判断对应边缘信息的收敛程度,在因子图中删除收敛速度较快的信息对应的分支,动态地确定下次迭代所需的因子图,减少资源节点上用户更新数量,从而来降低接收端译码的复杂度。仿真结果表明,当选择合适的减少度数P时,DF-JMPA检测算法可在复杂度和系统检测性能之间取得良好的平衡。
蔡东洪[7]（2020）在《非正交多址传输系统信号检测与性能分析》文中研究表明在满足未来物联网和无线移动通信系统对传输速率、时延、连接密度等要求的技术中,功率域或码域非正交多址接入（No MA）和免授权上行No MA被认为是可行的非正交传输方案。本论文分别研究了功率域No MA（PD-No MA）、稀疏码分多址接入（SCMA,或称码域No MA）和上行免授权No MA方案的可靠传输性能。对于SCMA系统,提出了高维稀疏码本的设计方案,并分析了基于信息传递算法（MPA）下SCMA系统的性能界。对于PD-No MA系统,主要研究基于功率域重叠编码和连续干扰消除（SIC）接收的No MA方案,分析了PD-No MA在实际系统中受信道状态信息的影响,并给出了保证PD-No MA可靠传输的解决方案。对小数据包非正交传输方案,基于有限编码理论,分析了数据可靠传输的性能及其影响因素。对于上行免授权No MA,进行多用户联合设计,提出了有效的低复杂度活动用户检测、信道估计和多用户数据检测算法,所得结果对上下行No MA系统的传输设计、方案优化具有重要指导意义。首先,针对SCMA系统,提出了一种简便的高维稀疏码本设计方案,分析了MPA检测得到的性能界。在只知道统计信道信息（CSI）的情况下,分析了PD-No MA在软合并混合自动重传（HARQ-CC）协助下的可靠传输性能,推导出每个用户的中断概率和分集阶的闭式表达式。基于得到的中断概率表达式,再研究功率分配、目标速率选择和最小重传次数对系统性能的影响。研究表明:1)只知统计CSI时,PD-No MA用户的中断性能和分集阶都会减小。2)HARQ-CC可以明显改善PD-No MA在只知统计CSI下的性能。3)在给定目标速率的情况下,功率分配系数和重传次数具有折中关系,特别是统计信道好的用户,它需要牺牲时延来减低对功率的要求,从而弥补另外一个用户由于信道较差带来的性能损失。其次,研究了PD-No MA在随时间相关衰落信道下的中断性能和功率分配优化方案。特别是,根据用户不同服务质量（Qo S）要求,例如:延迟敏感低目标速率用户和高目标速率高时延容忍用户,提出两种部分HARQ传输方案,包括部分HARQ-CC和部分增量冗余HARQ（HARQ-IR）。分别分析PD-No MA在时间相关衰落信道下具有重传和没有重传方案时中断概率的闭式表达式。根据所推导的中断概率表达式,得到PDNo MA比正交多址接入（OMA）性能更优的一个充要条件,该条件在没有重传的情况下可以表示为功率的函数,在HARQ协助的情况下可以通过二分法来找到该条件的门限值。为了进一步降低PD-No MA在HARQ协助下的平均传输功率,在中断概率限制下,通过优化重传的发送功率,最小化系统平均发射功率。然而,推导的中断概率的表达式非常复杂,并且所描述的问题是非凸的,所以问题求解非常困难。于是,通过推导出中断概率的上界近似的表达式,把原始问题转化为几何规划问题来求解。所得结果证明:只有当满足得到的条件,PD-No MA的性能才优于OMA。HARQ-CC和HARQ-IR都可以提高PD-No MA在时间相关衰落下的中断性,并且HARQ-IR在能量效率方面更优。接着,针对大规模物联网上下行No MA系统,提出了两种短包传输方案,并且分析了这两种方案的误比特率（BER）或者误块率（BLER）。对于上行No MA系统,提出基于广义期望一致信号恢复（GEC-SR）的低复杂度活动用户检测和信道估计算法。通过最小均方误差（LMMSE）检测,得到在不完备估计CSI下,上行非正交传输数据的误码率。所得结果表明:上行活动设备检测引起的错误传播对上行数据传输的影响。同时,在非完备CSI条件下,得到了基于有限编码下行PD-No MA的BLER的闭式表达式。此外,为了保证下行PD-No MA的性能比OMA的性能更优,提出了PD-No MA用户匹配或分组的信息比特选择方案。仿真和分析结果都验证活动检测、信道估计和数据检测的性能。更重要的是,得到的结果表明,如果一对/组下行PD-No MA用户按所提的方案选择传输的信息比特,下行PD-No MA的BLER性能优于OMA性能。最后,基于可靠信息传递的大规模No MA信号检测,把活动用户检测和信道估计描述成迭代加权的LASSO问题。在单载波No MA中,通过交替方向乘子法（ADMM）算法求解得到每次的迭代信息,同时,充分利用稀疏信号非零元素的块衰落特点和基站已知用户部分活动先验信息,得到精度更高的活动用户检测和信道估计算法。在多用户数据检测上,根据接收信号结构特点,提出了基于交替最小化的低复杂度检测算法。仿真结果表明:1)在导频序列较短时,所提的算法活动用户检测误报率和漏报率都很低;2)在活动用户检测算法上,以可以忽略不计的计算复杂度为代价提升了活动用户检测性能;而在多用户数据检测上,利用交替最小化方法可以很好避开矩阵求逆的计算,从而降低计算复杂度。此外,在多载波No MA系统中,活动用户检测和信道估计问题可以刻画成具有块稀疏结构的信号恢复问题,进一步改进所提的算法,提高算法检测性能,甚至可以达到完全活动用户检测性能。
肖可鑫[8]（2019）在《非正交多址接入系统中的编码调制技术研究》文中进行了进一步梳理移动互联网和物联网的蓬勃发展对未来无线网络提出了更高的频谱效率以及海量设备连接等挑战。在传统的正交多址接入方案中,接入的终端数量严格受限于可分配的资源数目,因此无法满足未来通信高速率,广连接的需求。而非正交多址接入（NOMA,Non-orthogonal Multiple Access）则允许用户共享时域,频域,码域等资源,从而在支持过载连接的同时进一步提高频谱效率。现有的NOMA方案根据资源复用的方式不同,分为全部资源复用的功率域NOMA和部分资源复用的码域NOMA两类。其中功率域NOMA在技术实现上相对简单,但是全资源复用的多址干扰和检测复杂度会随着用户数目增多而急剧增加。而部分资源复用的码域NOMA,例如:稀疏编码多址接入（SCMA,Sparse Code Multiple Access）则可以灵活调控每一个资源上的复用用户数量。当然,无论是功率域NOMA还是码域NOMA,其所获得的显着性能增益一方面得益于多用户叠加信号的优化设计,另一方面也得益于接收端高性能非线性检测算法的有效实施。然而现有研究大多假设发送信号是理想高斯分布的模型。当实际信号为离散调制星座集合时,这种假设会产生一定程度的理论失配。因此,贴合实际系统的编码调制方案仍然有待优化设计。本论文针对上述两种递进的NOMA机制,从发送端调制星座集合设计,到接收端检测解码算法都进行了深入的研究,其中研究内容和创新点归纳如下:1、全部资源复用的功率域NOMA:基于概率成形的上行NOMA方案设计分析针对如何设计高可达速率、高可靠性的功率域NOMA信号传输机制问题,本论文提出了一种基于概率成形的上行NOMA编码调制方案。推导了每个用户星座约束（CC,Constellation Constrained）下的容量,优化求解了调制星座集合的最优概率分布,提高了每一个接入用户的传输效率。并进一步分析了非等概率传输机制下的理论误码性能,验证了所提方案的优越性。具体地,在发送端采用非等概率分布的离散调制星座集合,在接收端采用基于最大后验的串行干扰抵消多用户检测算法。考虑瑞利衰落信道场景,分别推导了高斯分布信号的遍历容量和离散星座集合的CC容量。以最大化遍历CC容量为目标,提出了一种针对多用户场景的分步交替迭代优化算法,用以求解每一个用户输入信号的最优概率分布。本论文首次推导了基于非等概率传输机制的成对差错概率的闭式表达式。作为对比,本文也推导了高斯干扰信号假设下的闭式误码表达式。其结果表明误码性能不仅仅取决于干扰信号的功率水平,也同样取决于干扰信号的信号调制方式。最终,本文结合低密度奇偶校验码（LDPC,Low-density Parity-check）设计了一种贴合实际的上行概率成形NOMA方案,验证其在误比特率上优于传统的等概率传输方案。2、为了提高多用户资源复用的灵活性,进一步研究了部分资源复用的码域NOMA:低密度扩频（LDS,Low-density Signature）方案和SCMA方案的多用户码本设计在LDS和SCMA多用户码本设计方面,现有的理论分析尚不完善,设计准则尚不明确。本文从互信息的角度推导了基于离散星座集合的CC容量,提出了以容量最大化为目标的稀疏码本设计方案,提升了系统的可达速率并降低了系统的误码率。具体地,针对线性扩频LDS系统,本论文推导了单用户的互信息表达式,并分析了其与多用户检测算法的关系。证明了当检测器采用单用户最优检测准则时,系统可以达到理论单用户互信息。此外考虑到每一个用户速率的需求,本文提出了一种基于最大化最小单用户互信息的扩频序列优化设计方案。渐进地,不同于简单的线性扩频LDS方案,为了获取多用户识别码的成形增益,本文针对非线性扩频的SCMA,提出了一种分步码本设计方案。在每一维度上,通过优化不同星座集合的旋转角度来获得更高的CC容量。其中最优的旋转角度是通过多起点内点法求解。此外本文还提出了一种维度置换算法来寻找最优的高维星座码字的映射方案。并证明维度置换优化是SCMA获得优于LDS方案成形增益的重要原因。最终仿真验证,所提出的稀疏码本设计方案在中低信噪比区间缩小了可达速率与香农理论上界的间隙,在容量和误码性能方面均取得了明显的增益。3、部分资源复用的码域NOMA:研究LDS和SCMA的多用户检测解码算法在稀疏编码多址的检测算法设计方面,针对如何兼顾误码性能以及较低的计算复杂度的问题。本文结合信道纠错码设计了基于稀疏因子图的联合检测解码算法,提出了基于符号的外信息转移（EXIT,Extrinsic Information Transfer）图方法,据此从理论上分析了迭代算法的收敛特性并找到最佳的停机准则,所提算法提升了系统的误码性能。具体地,通过将SCMA检测器拆分为两个级联的等效译码器:变量节点检测器和功能节点检测器,来计算因子图上软信息流的互信息。其中先验信息是通过将高维度的SCMA码字以及扰动的高斯噪声相结合建模获得。通过观察EXIT曲线的收敛位置,分析了不同码本以及不同信道条件下的最优迭代停机准则。更进一步,为了在实际中接近理论可达速率的译码门限,本论文将LDPC信道译码器同SCMA检测器进行联合设计。其中多用户检测器和LDPC译码器内部均采用部分迭代,而外部则通过比特符号转换器将两个模块连接起来形成大循环模块。利用EXIT图工具,分析了最佳的内部迭代和外部迭代的组合策略。通过对算法计算复杂度的分析,该方案在不增加整体的检测复杂度的同时,取得了相比于传统串行检测译码机制明显的误码性能增益。
黄森[9]（2019）在《稀疏码多址接入技术研究》文中研究表明移动互联网和物联网的飞速发展对下一代移动通信的多址技术提出了更高的要求,为了满足未来移动通信海量连接的要求,必须提出新的非正交多址方式。稀疏码多址（SCMA）技术作为新的非正交多址方式较传统正交多址方式具有能够满足海量连接的优势,相比较其他非正交多址方式又可以获得较好的编码增益,因此本文主要对SCMA的相关技术进行研究。SCMA码本设计和接收机端译码算法设计是SCMA系统的两大关键技术,因此,本文首先详细分析了目前传统的SCMA码本设计原则,因为码本设计的优劣会直接影响译码的复杂度以及系统的误码率（BER）,所以本文从改善母星座图和差异化用户间码本能量的角度出发,提出了基于星型正交振幅调制（QAM）的改进型码本设计方法。为了应对未来移动通信中同一场景下的不同用户间具有不同的业务需求的情况,本文还研究了非规则SCMA码本设计原则,然后从最大化星座点之间的最小欧式距离的角度出来,提出了基于网格编码调制（TCM）子集分割理论的非规则码本设计原则。随后,本文研究了针对SCMA系统的传统的多用户检测算法—消息传递算法（MPA）,虽然MPA译码的性能接近于最大似然译码,但是其复杂度仍旧很高。所以本文从减少检测时搜索的星座点数和降低算法的迭代次数的目的出发,提出了基于部分边缘化串行策略的SCMA检测算法,该算法在保证系统性能几乎没有下降的情况下使SCMA译码算法的复杂度得到了明显降低。最后,文章研究了下行MIMO-SCMA链路系统,目前对于MIMO-SCMA系统研究的文献还比较少,而且当天线数和用户数的增加的时候,当前的下行MIMO-SCMA链路系统检测算法的复杂度是呈指数增长的,因此本文充分利用了MIMO信道特性和SCMA码字的稀疏性,然后利用了给同一用户下的不同天线分配不同的码字的思路,提出了基于联合因子图的下行MIMO-SCMA检测算法,仿真表明,该算法的性能几乎与最大似然算法的性能一致,但是其复杂度却得到了明显的降低。
殷磊[10]（2019）在《5G非正交多址接入系统中多用户检测的研究》文中提出随着移动通信和物联网的快速发展,IMT-2020（5G）推进组指出5G将定位于更高频谱效率、更大系统容量、更快传输速率的无线通信网络。目前的正交多址技术已经不能满足5G各方面的性能需求。而通过引入非正交多址接入技术可以实现海量用户接入和更高的频谱效率。其中之一的稀疏码多址接入技术（Sparse Code Multiple Access）通过高维码本可以实现系统的高过载性能和高吞吐量,成为研究热点之一。首先,本文介绍了SCMA的基本理论和一些关键技术,给出了SCMA上行链路系统的基本模型,因子图和多维母星座设计。同时介绍了SCMA系统的传统多用户检测方法:最大后验概率（Maximum A Posterior）算法和消息传递算法（Message Passing Algorithm）,MAP算法是SCMA系统最优的多用户检测算法,但其计算复杂度太高不符合实际应用。接着对传统的MPA算法进行了介绍和仿真分析,结果表明MPA作为SCMA多用户检测算法中一种次优的算法,其性能和MAP算法基本相同,且由于用户码字具有稀疏性,所以其计算复杂度能在一定范围内降低。但随着码本维度和接入用户数量的增加,MPA算法的计算复杂度仍会以指数速度增长,所以需要作进一步研究来降低SCMA系统中MPA算法的计算复杂度。其次,本文提出了一种符号翻转算法（SFA）,类似于低密度奇偶校验码（LDPC）字段中的位翻转译码算法。接着基于SFA中引入的可靠性定义,对基于部分边缘化的PM-MPA算法做出改进,在MPA迭代过程中可以动态地确定被边缘化的可变节点,从而降低迭次数,称这个算法为基于PM的动态消息传递算法（DPM-MPA）。仿真结果表明,所提出的SFA可以实现译码计算复杂度明显的降低,而DPM-MPA相比PM-MPA具有更低的计算复杂度和更好的系统性能。最后,基于球形解码（SD）算法,本文首先提出了一种改进多用户检测算法,称为列表球形译码消息传递算法（LSD-MPA）,该算法能将每个用户的比特数据软判决输出到相应的信道译码器上。仿真结果表明,与MPA相比,LSD-MPA可降低接收机复杂度,同时也能获得显着的增益。由于LSD可以看成一个深度优先树搜索算法,通过对SCMA码字格型结构的探索,进一步提出一种优化方法来修剪冗余访问的节点,从而减少搜索树的大小,称这种改进算法为NP-LSD-MPA。同时给出了最优初始球形半径,使该算法能更快满足修剪条件。仿真结果表明,所提出的基于LSD的改进算法可以大大降低解码复杂度,而与现有算法相比,性能损失接近MPA。
二、低复杂度多用户检测算法研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、低复杂度多用户检测算法研究（论文提纲范文）
（2）面向5G海量随机接入的稀疏码分多址技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 非正交多址接入技术研究现状 |
| 1.2.2 SCMA多用户检测算法研究现状 |
| 1.3 论文课题来源及研究内容和主要创新点 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 稀疏码分多址接入通信系统基本原理 |
| 2.1 SCMA技术概述 |
| 2.1.1 低密度签名系统 |
| 2.1.2 SCMA技术原理 |
| 2.1.3 因子矩阵设计 |
| 2.2 SCMA上行链路模型 |
| 2.2.1 发送端原理 |
| 2.2.2 接收端原理 |
| 2.3 多用户检测译码算法 |
| 2.3.1 最大后验概率算法 |
| 2.3.2 传统消息传递算法 |
| 2.3.3 基于部分边缘化消息传递算法 |
| 2.3.4 基于球形译码的消息传递算法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于动态阈值及收敛稳定性判决的MPA算法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 系统模型 |
| 3.3 基于动态阈值及收敛稳定性判决的MPA算法 |
| 3.3.1 算法设计分析 |
| 3.3.2 算法流程 |
| 3.3.3 计算复杂度分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 仿真结果和分析 |
| 4.1 仿真参数设置 |
| 4.2 仿真结果与分析 |
| 4.2.1 BER性能对比分析 |
| 4.2.2 收敛性能对比分析 |
| 4.2.3 计算复杂度对比分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 本文总结 |
| 5.2 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术成果目录 |
| 攻读硕士学位期间参加的项目 |
（3）非正交波形调制和非正交多址接入技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号列表 |
| 算子对照表 |
| 专用术语注释表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 面向5G网络及以后的挑战 |
| 1.1.2 新波形调制和多址传输技术的必要性分析 |
| 1.2 波形调制和多址技术的研究现状 |
| 1.2.1 波形调制技术 |
| 1.2.2 非正交多址接入技术 |
| 1.3 波形调制和多址技术的标准化历程 |
| 1.3.1 波形调制技术 |
| 1.3.2 非正交多址接入技术 |
| 1.4 论文的主要内容和结构安排 |
| 1.4.1 主要研究内容及创新点 |
| 1.4.2 论文的结构安排 |
| 第2章 波形调制和多址接入理论基础 |
| 2.1 波形调制 |
| 2.1.1 多载波传输系统 |
| 2.1.2 符号、滤波器和和栅格 |
| 2.1.3 正交与非正交的分类 |
| 2.2 非正交多址技术 |
| 2.2.1 容量界分析 |
| 2.2.2 MMSE-SIC算法 |
| 2.2.3 MPA接收机算法 |
| 第3章 基于DFT-S-GMC调制的PDMA上行传输方案研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于DFT-S-OFDM的 PDMA上行链路模型 |
| 3.3 基于DFT-S-GMC时域实现的PDMA上行链路模型 |
| 3.3.1 发射机时域实现 |
| 3.3.2 接收机时域实现 |
| 3.3.3 等效信道响应矩阵和等效噪声分析 |
| 3.4 基于DFT-S-GMC频域实现的PDMA上行链路模型 |
| 3.4.1 发射机频域实现 |
| 3.4.2 接收机频域实现 |
| 3.4.3 等效信道和等效噪声分析 |
| 3.5 仿真结果及分析 |
| 3.5.1 仿真参数 |
| 3.5.2 结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 3.7 附录 |
| 3.7.1 时域等效信道和等效噪声方差的推导 |
| 3.7.2 频域等效信道和等效噪声方差的推导 |
| 第4章 异构无线网络中基于FBMC调制的统一多址研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 滤波器组多载波系统的高效实现 |
| 4.2.1 FBMC系统的一般模型 |
| 4.2.2 FBMC系统的高效实现 |
| 4.3 FBMC-SMT:可扩展矩阵变换的滤波器组多载波 |
| 4.3.1 FBMC-SMT结构 |
| 4.3.2 FBMC-SMT结构与3G和4G多址方案的关系 |
| 4.4 FBMC-SMT的 SINR分析 |
| 4.5 仿真结果及分析 |
| 4.5.1 仿真参数 |
| 4.5.2 结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 多用户CB-OSFB上行传输中低复杂度ZF接收机研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 CB-OSFB调制系统模型 |
| 5.2.1 CS-OSFB上行传输模型 |
| 5.2.2 传统的ZF接收机 |
| 5.3 低复杂度的ZF接收机设计 |
| 5.3.1 调制矩阵的频域结构 |
| 5.3.2 接收机设计流程 |
| 5.3.3 复杂度分析 |
| 5.4 仿真结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 5.6 附录:性能损失的证明 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间撰写的论文 |
| 附录2 攻读博士学位期间申请的专利 |
| 附录3 攻读博士学位期间撰写的提案 |
| 附录4 攻读博士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
（4）异步非正交多址系统的多用户检测算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 NOMA系统模型及NOMA技术的研究现状 |
| 1.2.1 NOMA系统模型 |
| 1.2.2 NOMA技术的分类 |
| 1.3 A-NOMA系统的研究动机及存在的问题 |
| 1.4 本文的研究内容 |
| 1.5 本文的内容安排 |
| 第二章 NOMA技术的基础理论 |
| 2.1 NOMA系统模型 |
| 2.2 NOMA多用户检测算法 |
| 2.2.1 SIC检测算法 |
| 2.2.2 LMMSE检测算法 |
| 2.2.3 ESE检测算法 |
| 2.3 EXIT图分析 |
| 2.4 ML性能分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 SA-NOMA系统检测算法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 系统模型 |
| 3.3 MP检测算法 |
| 3.4 MP检测算法与调制波形的关系 |
| 3.4.1 SN节点的SINR特性 |
| 3.4.2 MP检测算法与调制波形自相关特性的关系 |
| 3.5 结果与分析 |
| 3.6 本章小节 |
| 第四章 时间偏移存在估计误差的SA-NOMA系统检测算法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统模型 |
| 4.3 LMMSE检测算法 |
| 4.4 P-MP检测算法和分析 |
| 4.4.1 P-MP检测算法 |
| 4.4.2 P-MP检测算法与估计误差的关系 |
| 4.5 结果与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 时间偏移的统计特性对SA-NOMA系统性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 系统模型 |
| 5.3 EXIT函数 |
| 5.3.1 变量节点 |
| 5.3.2 校验节点 |
| 5.3.3 和节点 |
| 5.4 时间偏移统计特性的分析和优化 |
| 5.4.1 K用户系统中时间偏移统计特性的分析 |
| 5.4.2 2用户系统中时间偏移的优化 |
| 5.5 MP检测的阈值分析 |
| 5.6 结果与分析 |
| 5.6.1 和节点的EXIT曲线 |
| 5.6.2 有限长性能仿真和MP检测阈值 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 两用户FA-NOMA系统的距离枚举分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 系统模型 |
| 6.3 WER联合界 |
| 6.3.1 平均错位距离枚举器的计算 |
| 6.3.2 IO-MSPE的计算 |
| 6.3.3 结果与分析 |
| 6.4 唯一可译性 |
| 6.4.1 渐近错位距离枚举器的计算 |
| 6.4.2 结果与分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结和展望 |
| 7.1 本文工作总结 |
| 7.2 未来研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）SCMA系统多用户检测算法研究与优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文研究内容 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 SCMA系统技术基础 |
| 2.1 SCMA技术基础 |
| 2.2 SCMA系统模型 |
| 2.2.1 SCMA发送端模型 |
| 2.2.2 SCMA接收端模型 |
| 2.3 SCMA链路模型 |
| 2.3.1 SCMA上行链路模型 |
| 2.3.2 SCMA下行链路模型 |
| 2.4 SCMA码本设计 |
| 2.4.1 因子矩阵的设计 |
| 2.4.2 多维星座的设计 |
| 2.5 SCMA多用户检测算法 |
| 2.5.1 传统MAP检测算法 |
| 2.5.2 原始消息传递算法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 消息传递多用户检测算法的优化 |
| 3.1 现有改进MPA检测算法 |
| 3.1.1 Max-Log-MPA检测算法 |
| 3.1.2 VMPA检测算法 |
| 3.1.3 基于部分边缘化的MPA检测算法 |
| 3.2 基于动态可变因子图的低复杂度MPA检测算法 |
| 3.2.1 算法模型简介 |
| 3.2.2 重置用户节点的更新顺序 |
| 3.2.3 因子图的子图 |
| 3.2.4 算法结构和流程 |
| 3.3 复杂度和性能分析 |
| 3.3.1 复杂度分析 |
| 3.3.2 收敛性能分析 |
| 3.3.3 误码率性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 联合迭代多用户检测译码接收机的优化 |
| 4.1 极化码基本原理 |
| 4.1.1 极化码编码 |
| 4.1.2 极化码译码算法 |
| 4.2 现有的SCMA系统与极化码的结合应用 |
| 4.2.1 非迭代级联接收机 |
| 4.2.2 迭代检测译码器IDD |
| 4.2.3 联合迭代检测与解码JIDD |
| 4.3 基于验证消息的联合迭代多用户检测译码接收机 |
| 4.3.1 系统模型简介 |
| 4.3.2 串行结构联合因子图 |
| 4.3.3 简化的软信息更新算法 |
| 4.4 复杂度与性能分析 |
| 4.4.1 复杂度分析 |
| 4.4.2 收敛性能分析 |
| 4.4.3 误码率性能分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 论文使用的缩写说明 |
| 致谢 |
| 作者攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（6）基于MIMO-SCMA系统低复杂度多用户检测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文组织结构 |
| 第2章 SCMA系统与MIMO技术 |
| 2.1 SCMA系统原理 |
| 2.1.1 SCMA系统编译码 |
| 2.1.2 SCMA码本设计 |
| 2.2 MIMO技术概述 |
| 2.2.1 发射分集技术 |
| 2.2.2 空分复用技术 |
| 2.3 MIMO-SCMA系统模型构建 |
| 2.3.1 上行链路MIMO-SCMA系统 |
| 2.3.2 下行链路MIMO-SCMA系统 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 MIMO-SCMA系统多用户检测算法 |
| 3.1 下行链路MIMO-SCMA系统模型 |
| 3.2 多用户信息独立检测方案 |
| 3.2.1 基于ZF均衡的MPA算法 |
| 3.2.2 基于MMSE均衡的MPA算法 |
| 3.3 联合消息传递算法 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 MIMO-SCMA系统低复杂度多用户检测算法 |
| 4.1 基于STBC编码的低复杂度检测算法 |
| 4.1.1 实现原理 |
| 4.1.2 复杂度分析 |
| 4.1.3 仿真结果分析 |
| 4.2 联合动态因子图检测(DF-JMPA) |
| 4.2.1 实现原理 |
| 4.2.2 复杂度分析 |
| 4.2.3 仿真结果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 论文工作总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表论文 |
（7）非正交多址传输系统信号检测与性能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 无线通信多址接入技术概述 |
| 1.2.1 正交多址接入(OMA)技术 |
| 1.2.2 非正交多址接入(NoMA)技术 |
| 1.3 NoMA系统信号检测与性能分析相关技术概述 |
| 1.3.1 基于用户配对/分组的NoMA概述 |
| 1.3.2 基于混合自动重传的NoMA概述 |
| 1.3.3 基于小数据包传输的NoMA概述 |
| 1.3.4 基于免授权的大规模NoMA概述 |
| 1.3.5 NoMA系统的关键问题与主要性能指标 |
| 1.4 本文的研究思路、主要贡献及论文内容组织 |
| 第2章 基于码域与功率域的NoMA性能分析 |
| 2.1 研究动机与研究思路 |
| 2.2 基于高维码域与功率域的NoMA系统模型 |
| 2.2.1 基于高维稀疏码本的NoMA(SCMA)系统模型 |
| 2.2.2 基于功率域的NoMA(PD-NoMA)混合自动重传系统模型 |
| 2.3 SCMA系统码本设计与误符号率分析 |
| 2.3.1 基于旋转与交织的高维稀疏码本设计 |
| 2.3.2 基于正交分割与MPA检测算法的SER性能分析 |
| 2.4 基于HARQ-CC传输机制的PD-NoMA性能分析 |
| 2.4.1 基于HARQ-CC的PD-NoMA中断概率分析 |
| 2.4.2 PD-NoMA重传次数和功率分配系数之间的折中 |
| 2.5 数值和仿真结果分析 |
| 2.5.1 SCMA系统数值和仿真结果分析 |
| 2.5.2 PD-NoMA混合自动重传系统数值和仿真结果分析 |
| 2.6 本节小结 |
| 第3章 基于时间相关衰落的NoMA性能分析与优化 |
| 3.1 研究动机与研究思路 |
| 3.2 时间衰落信道下PD-NoMA系统模型 |
| 3.3 时间衰落信道下PD-NoMA性能分析 |
| 3.3.1 时间衰落信道下PD-NoMA中断概率分析 |
| 3.3.2 时间衰落对PD-NoMA性能的影响 |
| 3.4 时间相关衰落信道下HARQ-PD-NoMA性能分析 |
| 3.4.1 基于HARQ-CC传输协议下NOMA中断概率分析 |
| 3.4.2 基于HARQ-IR传输协议下NOMA中断概率分析 |
| 3.4.3 时间相关衰落信道下HARQ-NOMA功率分配 |
| 3.5 数值和仿真结果分析 |
| 3.6 本节小结 |
| 第4章 基于小包传输的大规模NoMA信号检测与分析 |
| 4.1 研究动机与研究思路 |
| 4.2 基于有限码长的大规模NoMA系统模型 |
| 4.2.1 大规模上行NoMA系统模型 |
| 4.2.2 下行有限长度编码的PD-NoMA系统模型 |
| 4.3 上行大规模NoMA的信号检测和信道估计 |
| 4.3.1 上行大规模NoMA活动用户检测和信道估计 |
| 4.3.2 上行大规模非正交传输的数据检测 |
| 4.4 下行PD-NoMA有限长度编码平均误码率分析 |
| 4.4.1 下行PD-NoMA的信道估计和平均误块率分析 |
| 4.4.2 下行用户分组非正交传输方案分析 |
| 4.5 数值和仿真结果分析 |
| 4.5.1 上行短包传输数值和仿真结果分析 |
| 4.5.2 下行短包传输数值和仿真结果分析 |
| 4.6 本节小结 |
| 第5章 基于可靠信息传递的大规模NoMA检测算法设计 |
| 5.1 研究动机与研究思路 |
| 5.2 大规模NoMA系统模型 |
| 5.3 基于可靠信息传递的用户活动检测 |
| 5.3.1 问题描述 |
| 5.3.2 基于复数域ADMM算法的活动用户检测 |
| 5.4 基于交替最小化的低复杂度多用户数据检测 |
| 5.4.1 问题描述 |
| 5.4.2 基于交替最小化的多用户数据检测 |
| 5.5 数值和仿真结果分析 |
| 5.6 本节小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间录用、完成的论文 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
（8）非正交多址接入系统中的编码调制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景 |
| 1.1.1 多址接入技术的演进 |
| 1.1.2 非正交多址接入技术 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 功率域完全复用的非正交多址接入技术 |
| 1.2.2 基于稀疏编码多址的非正交多址接入技术 |
| 1.3 论文研究意义 |
| 1.4 论文的主要内容和结构安排 |
| 1.4.1 论文的主要内容 |
| 1.4.2 论文的结构安排 |
| 第二章 基于概率成形的上行非正交多址接入技术 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 系统模型 |
| 2.2.1 基于概率成形的上行非正交多址接入系统模型 |
| 2.2.2 接收端的多用户检测机制 |
| 2.3 互信息分析以及概率分布优化 |
| 2.3.1 遍历容量分析 |
| 2.3.2 最后一个译码用户J输入信号的最优概率分求解 |
| 2.4 误码性能分析 |
| 2.4.2 Case2:最后一个译码用户J的平均误符号率ASEP |
| 2.4.3 Case3:基于高斯多用户干扰假设的成对差错概率分析 |
| 2.5 设计样例以及仿真结果分析 |
| 2.5.1 基于方形正交幅度调制星座的概率成形编码调制方案设计 |
| 2.5.2 可达速率性能分析 |
| 2.5.3 误码性能分析 |
| 2.6 本章小节 |
| 第三章 基于稀疏扩频的非正交多址接入技术设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 系统模型 |
| 3.3 互信息分析 |
| 3.3.1 单用户最优检测 |
| 3.3.2 针对单用户最优检测的互信息分析 |
| 3.4 扩频序列的优化设计 |
| 3.5 仿真结果与讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于稀疏编码调制的非正交多址接入技术设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 SCMA系统模型 |
| 4.3 基于CC容量的SCMA码字设计方案 |
| 4.3.1 针对SCMA系统的星座约束下的容量分析 |
| 4.3.2 星座集合叠加机设计 |
| 4.3.3 高维码本的维度置换策略研究 |
| 4.3.4 构造SCMA码本的完整设计方案总结 |
| 4.4 设计样例和仿真结果分析 |
| 4.4.1 码本设计样例和容量分析 |
| 4.4.2 误码性能分析 |
| 4.5 本章小节 |
| 第五章 基于稀疏编码调制的多用户检测算法设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 SCMA系统模型 |
| 5.2.1 基于消息传递算法的SCMA多用户检测器设计 |
| 5.2.2 简化的对数域LLR计算方法 |
| 5.3 多用户检测器和信道译码器的联合设计 |
| 5.3.1 SCMA检测器的收敛性能分析 |
| 5.3.2 基于LDPC的迭代多用户检测解码机制设计 |
| 5.3.3 迭代检测译码策略:实施方案与收敛性分析 |
| 5.4 设计样例以及仿真性能分析 |
| 5.4.1 收敛性能分析 |
| 5.4.2 误码性能分析 |
| 5.5 本章小节 |
| 第六章 全文总结及研究展望 |
| 6.1 主要结论和贡献 |
| 6.2 研究展望 |
| 附录A 定理2.4的证明 |
| 附录B 定理2.6的证明 |
| 附录C 两用户上行PS-NOMA:调制星座集合概率分布样例 |
| 附录D SCMA码本样例 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 攻读学位期间参与的项目 |
| 攻读学位期间申请的专利 |
（9）稀疏码多址接入技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 SCMA码本设计的研究现状 |
| 1.2.2 SCMA多用户检测算法的研究现状 |
| 1.2.3 SCMA与其他相关技术结合的研究现状 |
| 1.3 研究内容和结构安排 |
| 第二章 SCMA系统的基本原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 SCMA系统概述 |
| 2.2.1 低密度签名系统 |
| 2.2.2 SCMA系统 |
| 2.3 SCMA系统基本模型 |
| 2.3.1 上行SCMA链路系统模型 |
| 2.3.2 下行SCMA链路系统模型 |
| 2.4 SCMA系统码本设计原理 |
| 2.4.1 SCMA编码过程 |
| 2.4.2 因子矩阵设计原理 |
| 2.4.3 多维星座图设计 |
| 2.5 最大后验概率检测技术原理 |
| 2.6 网格编码调制(TCM)原理及其子集分割思想介绍 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 SCMA系统码本设计研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 当前的SCMA系统规则码本设计原则 |
| 3.2.1 基于星座点实部和虚部重新排列的码本设计 |
| 3.2.2 基于星座交织与旋转的码本设计 |
| 3.3 基于星型QAM的改进型规则码本设计 |
| 3.3.1 改进型码本设计方法中的母星座图设计 |
| 3.3.2 改进型码本设计方法中的能量分配方式研究 |
| 3.3.3 改进型码本设计方法中各用户码本的生成 |
| 3.3.4 改进型码本性能仿真与分析 |
| 3.4 非规则码本设计 |
| 3.4.1 非规则码本设计原理 |
| 3.4.2 基于TCM子集分割理论的非规则码本设计方法 |
| 3.4.3 非规则码本性能仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 SCMA系统低复杂度多用户检测算法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 传统的MPA译码算法 |
| 4.3 现有的一些基于MPA改进的检测算法 |
| 4.3.1 PM-MPA检测算法 |
| 4.3.2 基于对数域的MPA检测算法 |
| 4.4 基于部分边缘化的串行策略的MPA检测算法 |
| 4.4.1 算法原理分析 |
| 4.4.2 算法复杂度分析 |
| 4.5 仿真结果与数值分析 |
| 4.5.1 误码率分析 |
| 4.5.2 收敛程度分析 |
| 4.5.3 复杂度比较 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 SCMA与 MIMO结合链路研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 下行MIMO-SCMA链路系统模型 |
| 5.3 基于联合因子图的下行MIMO-SCMA链路系统模型 |
| 5.3.1 下行MIMO-SCMA链路系统码本设计 |
| 5.3.2 下行MIMO-SCMA链路系统联合因子图设计 |
| 5.3.3 基于联合因子图的下行MIMO-SCMA系统MPA检测 |
| 5.4 性能仿真 |
| 5.4.1 复杂度分析 |
| 5.4.2 误码率性能分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 未来研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间撰写的论文 |
| 致谢 |
（10）5G非正交多址接入系统中多用户检测的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 专用术语注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 5G国内外研究现状 |
| 1.2.2 SCMA多用户检测算法研究现状 |
| 1.3 论文结构及主要工作 |
| 第二章 SCMA系统基本理论 |
| 2.1 SCMA系统上行链路基本模型 |
| 2.1.1 SCMA系统发射端基本模型 |
| 2.1.2 SCMA系统接收端基本模型 |
| 2.2 SCMA系统因子图 |
| 2.2.1 规则因子图 |
| 2.2.2 不规则因子图 |
| 2.3 SCMA多维母星座设计 |
| 2.4 SCMA传统检测算法 |
| 2.4.1 最优MAP检测算法 |
| 2.4.2 MPA检测算法概述 |
| 2.4.3 MPA检测算法性能分析 |
| 2.4.3.1 MPA算法BER性能分析 |
| 2.4.3.2 MPA算法收敛性能分析 |
| 2.4.3.3 MPA算法计算复杂度分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于部分边缘化的SCMA多用户检测研究 |
| 3.1 LLR-MPA检测算法 |
| 3.1.1 LLR-MPA检测算法概述 |
| 3.1.2 LLR-MPA检测算法复杂度分析 |
| 3.2 PM-MPA检测算法 |
| 3.2.1 PM-MPA检测算法概述 |
| 3.2.2 PM-MPA检测算法流程 |
| 3.2.3 PM-MPA检测算法性能分析 |
| 3.2.3.1 PM-MPA算法BER性能分析 |
| 3.2.3.2 PM-MPA算法收敛性能分析 |
| 3.2.3.3 PM-MPA算法计算复杂度分析 |
| 3.3 SFA检测算法 |
| 3.3.1 SFA检测算法概述 |
| 3.3.2 SFA检测算法流程 |
| 3.4 DPM-MPA检测算法 |
| 3.4.1 DPM-MPA检测算法概述 |
| 3.4.2 DPM-MPA检测算法流程 |
| 3.5 仿真结果与分析 |
| 3.5.1 BER性能对比分析 |
| 3.5.2 计算复杂度对比分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于球形译码的SCMA多用户检测研究 |
| 4.1 Max Log-MPA检测算法 |
| 4.1.1 Max Log-MPA检测算法概述 |
| 4.1.2 Max Log-MPA检测算法复杂度分析 |
| 4.2 SD-MPA检测算法 |
| 4.2.1 SD-MPA检测算法概述 |
| 4.2.2 SD-MPA检测算法流程 |
| 4.2.3 SD-MPA检测算法复杂度分析 |
| 4.3 LSD-MPA检测算法 |
| 4.3.1 LSD-MPA检测算法概述 |
| 4.3.2 LSD-MPA检测算法流程 |
| 4.4 NP-LSD-MPA检测算法 |
| 4.4.1 NP-LSD-MPA检测算法概述 |
| 4.4.2 NP-LSD-MPA检测算法流程 |
| 4.5 仿真结果和分析 |
| 4.5.1 BER性能对比分析 |
| 4.5.2 计算复杂度对比分析 |
| 4.5.2.1 平均访问节点总数对比分析 |
| 4.5.2.2 各运算次数对比分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文工作总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文 |
| 致谢 |
四、低复杂度多用户检测算法研究（论文参考文献）
- [1]稀疏码多址接入多用户检测算法综述[J]. 雷菁,王水琴,黄巍,彭小洹. 电子与信息学报, 2021(10)
- [2]面向5G海量随机接入的稀疏码分多址技术研究[D]. 赵晓燕. 北京邮电大学, 2021(01)
- [3]非正交波形调制和非正交多址接入技术研究[D]. 卞鑫. 南京邮电大学, 2020(03)
- [4]异步非正交多址系统的多用户检测算法研究[D]. 刘敬敏. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [5]SCMA系统多用户检测算法研究与优化[D]. 胡雪佳. 北京邮电大学, 2020(04)
- [6]基于MIMO-SCMA系统低复杂度多用户检测研究[D]. 马利丽. 新疆大学, 2020(07)
- [7]非正交多址传输系统信号检测与性能分析[D]. 蔡东洪. 西南交通大学, 2020
- [8]非正交多址接入系统中的编码调制技术研究[D]. 肖可鑫. 上海交通大学, 2019(01)
- [9]稀疏码多址接入技术研究[D]. 黄森. 南京邮电大学, 2019(02)
- [10]5G非正交多址接入系统中多用户检测的研究[D]. 殷磊. 南京邮电大学, 2019(02)