[发明专利]一种新的SCMA系统码本优化及码字分配方法

说明书

本发明提供了一种新的SCMA系统码本优化及码字分配方法，所述方法包括：步骤一：在四维格调制下用双重阈值法选取有用点，获得SCMA的母星座；步骤二：根据步骤一获得SCMA的，用局部维度变换的方法对进行优化得到一个最佳的母星座；步骤三：根据步骤二所获得，将的码字分配给时频资源块k，从而获得码字矩阵；步骤四：设计基于资源块k的映射矩阵和操作因子；步骤五：将步骤三获得的码字矩阵中的第k行码字和步骤四中的操作因子、映射矩阵相乘得到基于资源块k的码本;步骤六：根据步骤五进一步得到所有资源块的码本矩阵，从而分离出用户j的码本。本发明方法实现了不同码本尺寸下BER性能都能有显著的提升。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种新的SCMA系统码本优化及码字分配方法。

背景技术

随着移动互联网和物联网(Internet of Things，IOT)的快速发展，第5代无线通信系统(5G)将会面临急剧膨胀的数据业务，移动通信系统的容量将面临巨大的挑战。为了应对5G中高频谱效率、海量连接和低等待时延等系统性能上面临的挑战，非正交多址接入技术(Non-Orthogonal Multiple Access，NOMA)已受到人们的认可并被选为5G中空口候选技术之一。

SCMA是NOMA技术之一而受到广泛的关注，码本设计和优化问题是SCMA技术的核心问题之一，然而现有的码本无法满足小尺寸和大尺寸下都有好的误码性能。因此本发明设计一种新的SCMA系统码本优化及码字分配方法，所获得的码本在不同码本尺寸下都有较好的BER性能。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种新的SCMA系统码本优化及码字分配方法，在4维格理论调制下，用双重阈值法设计母星座，用局部维度变化优化母星座解决星座点重叠问题。同时为了降低同一时频资源块（RE）上码间串扰；同时还设计了一种基于REs码字分配方法。在两个方面的改进下，设计出来的码本不同尺寸下BER性都有较大的提升。

一种新的SCMA系统码本优化及码字分配方法，其特征在于，所述方法设计码本包括如下过程：

步骤一：在四维格调制下用双重阈值法选取有用点构造SCMA的母星座 ，双重阈值法定义为：母星座每一列星座点的功率和最小欧式距离，在双重阈值法的条件下，获得母星座如下：

；

步骤二：根据所述步骤一获得SCMA的，在中存在星座点重叠，即，，星座点重叠会很大程度影响SCMA系的的BER性能，因此本技术提出一种局部维度变换法优化，局部维度变换法具体描述为：由星座点重叠的公式可知是中的第p列星座点第q列星座点重叠，因此交换第p列星座点获得一个无星座点重叠的最佳母星座；

步骤三：根据所述步骤二所获得，将的码字分配给时频资源块k，从而获得码字矩阵，

星座点重叠的最佳母星座；

步骤三：根据所述步骤二所获得，将的码字分配给时频资源块k，从而获得码字矩阵，

步骤三一：给定一个6个用户共用4个时频资源块的拉丁结构的因子图矩阵如下：

，

在因子图矩阵中，每行表示资源块，每列表示用户，根据计算得到每个资源块上链接的用户数如下所示：

，

步骤三二：为了要获得码字矩阵，首先将资源块上的码字表示为：

；

定义基于资源块k码字分配方法如下：

，

其中定义为矩阵中第k个资源块上的第j个非零元素，然后结合因子图矩阵和码字分配方法，获得了码字分配矩阵如下：

，