[发明专利]基于旋转映射的SCMA多用户码本设计方法

权利要求书

1.基于旋转映射的SCMA多用户码本设计方法，所述的方法中设定SCMA通信系统中所能承载的最大用户数量为I，可用总资源数为K，码本大小为M，每个用户在K个资源中占用的资源数为N，每个资源块上同时承载的用户数Y为其特征在于包括下列步骤：

步骤1：依据同一资源上可承载的用户数Y，设定变量y，y∈[1,Y]，并分别计算旋转因子θ_y；

(1)如果Y≤N，则θ_y＝0,y∈[1,Y]；

(2)如果Y＞N，则先计算分组数p和用户余数q：

q＝mod(Y,N)   [2]；

其中，[·]_↓为向下取整函数，mod(Y,N)为计算余数函数；

进而，根据p和q进行旋转因子θ_y计算：

其中，y∈[1,Y]；

步骤2：利用Y个旋转因子θ_y得到一个资源上的Y个操作符Δ_y：

步骤3：输入二维母码本C，其两个维度分别表示为C₁和C₂；进而利用计算得到的Y个操作符Δ_y，结合母码本C的两个维度C₁和C₂构成Y行M列的资源码本集合Z，资源码本集合Z可以选择式[5]或式[6]中的任何一种模式构成；

因此，可以得到两种模式的资源码本集合Z，其中选择式[5]得到的资源码本集合Z为：

其中选择式[6]得到的资源码本集合Z为：

步骤4：系统可根据通信需求，设定K行I列的映射矩阵F，从而确定各个资源与各个用户的分配关系，通常采用LDPC的校验矩阵设计映射矩阵；

步骤5：提取映射矩阵F中的每行为一个新的矩阵F_k，F_k则为1行I列的矩阵，k∈[1,K]；然后对F_k进行转置得到I行1列的矩阵F_k'；由于F共有K行，因此可以得到K个I行1列的矩阵F′_k；进一步，利用每一个I行1列的矩阵F′_k，计算F′_k中非零元素所在的行数：

a_k，y＝Find[F′_k]_y，k∈[1，K]，y∈[1，Y]    [9]；

Find[·]_y为计算矩阵中第y个非零元素所在行数的函数；

步骤6：构造I行I列的对角方阵A；在k∈[1,K]的每个资源上，利用Y个a_k,y，从对角方阵A中分别取出第a_k,y列，由于y∈[1,Y]，因此共取出Y个1维列矩阵，顺序地构成一个新矩阵，定义为资源映射矩阵；第k个资源映射矩阵为Y_k，由于k∈[1,K]，因此可得到K个资源映射矩阵Y_k；

步骤7：利用K个资源映射矩阵Y_k分别与资源码本集合Z相乘，从而得到K个资源上每个资源的资源矩阵W_k，每个W_k都为I行M列的矩阵；

W_k＝Y_kZ,k∈[1,K]                       (10)；

步骤8：利用K个资源矩阵W_k，分别取出每个W_k中的第i行，并依次组合构成第i个用户的码本U_i，共K个资源，I个用户，因此可以得到I个用户的K维码本U_i；