[发明专利]基于分层空时结构的下行链路SCMA码本设计方法

说明书

基于分层空时结构的下行链路SCMA码本设计方法，涉及通讯信号检测技术领域。本发明是为了解决通讯信号检测技术的问题。利用每个用户的信道状态系数进行时隙资源选择，采用RD‑DCP算法，得到系统映射矩阵F；设计矢量d使其满足功率约束条件和线性相关条件；根据映射矩阵F和矢量d，通过遍历搜索法得到生成矩阵G；发送端用户根据获得的生成矩阵G生成码字s；码字s通过衰落信道到达接收机后，采用MPA迭代译码算法进行解调，得到接收信号。它用于对下行链路的码本进行设计。

技术领域

本发明涉及下行链路码本设计方法。属于通讯信号检测技术领域。

背景技术

SCMA(稀疏码分多址)作为一种新的非正交多址接入技术，以其过载特性满足第五代移动通信系统所提出的大连接、低时延等要求，所以SCMA系统传输方法成为目前研究的热点与关键技术。

空时编码具有较高的灵活度、优秀抗衰落性能以及较高的信息传输速率，发展较为迅速，目前已经成为MIMO系统中一种成熟的编码方式。但是国内外关于将SCMA和STBC(空时块编码)相结合的研究目前还是一个较为新颖的领域，相关工作寥寥无几。已有的研究成果大都是将SCMA与多用户MIMO相结合，完成了系统架构上的融合，而没有从本质上对SCMA码本进行设计以实现系统误码率性能的提升或者接收端检测复杂度的降低。

发明内容

本发明是为了解决现有对SCMA码本的设计，误码率高，并且接收端检测信号的方式复杂的问题。现提供基于分层空时结构的下行链路SCMA码本设计方法。

基于分层空时结构的下行链路SCMA码本设计方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一、计算基站端每个用户所占用的任意两根天线的信道状态系数之差，对得到的所有用户的信道状态系数之差以升序的顺序进行排序，构成用户集合；

步骤二、根据用户集合和采用基于规则度分布的差分信道状态系数排序资源分配算法对每个用户分配天线内的时隙资源且保证每个时隙资源承载的用户数相同，得到SCMA映射矩阵；

步骤三、SCMA映射矩阵按照星座图映射关系，得到每个时隙资源上的每个用户所对应的星座点，根据每个时隙资源上不同星座点之间的距离，得到每个时隙资源上不同星座点之间距离的平方和；

步骤四、根据SCMA映射矩阵和每个时隙资源上不同星座点之间距离的平方和，采用遍历方法得到生成矩阵；

步骤五、基站端上的每个用户根据生成矩阵对要发送的信息进行编码，生成码字，对所有天线在相同时隙资源内接收到的码字进行叠加，生成最终的码本。

优选地，所述方法还包括步骤六，

步骤六、接收机采用消息传递迭代译码算法对接收到的所有码本进行解调，得到接收信号。

优选地，基站端每个用户所占用的任意两根天线的信道状态系数之差Δh^(j)为：

式中，表示为基站端的第n_T个天线与第j个用户之间的信道状态系数，n_T＝1,2。

优选地，步骤三中，每个时隙资源上不同星座点之间距离的平方和为：

式中，为第p,q个子星座点间的欧式距离，x_p(t)为SCMA映射矩阵中第t个时隙资源对应的子星座图中的第p个星座点，x_q(t)为SCMA映射矩阵中第t个时隙资源对应的子星座图中的第q个星座点，d_f代表第f个时隙资源所承载的用户个数，M代表每个用户的调制阶数，d_t为第t个时隙资源上不同星座点之间距离的平方和；