[發明專利]基于旋轉映射的SCMA多用戶碼本設計方法

有效

• 申請號: 202011366562.X
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112565153B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 劉芳
• 申請（專利權）人: 沈陽理工大學
• 主分類號: H04L27/34
• 分類號: H04L27/34;H04B7/0456
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標代理有限公司 21209
• 代理人: 史進斗

1.基于旋轉映射的SCMA多用戶碼本設計方法，所述的方法中設定SCMA通信系統中所能承載的最大用戶數量為I，可用總資源數為K，碼本大小為M，每個用戶在K個資源中占用的資源數為N，每個資源塊上同時承載的用戶數Y為其特征在于包括下列步驟：

步驟1：依據同一資源上可承載的用戶數Y，設定變量y，y∈[1,Y]，并分別計算旋轉因子θ_y；

(1)如果Y≤N，則θ_y＝0,y∈[1,Y]；

(2)如果Y＞N，則先計算分組數p和用戶余數q：

q＝mod(Y,N)???[2]；

其中，[·]_↓為向下取整函數，mod(Y,N)為計算余數函數；

進而，根據p和q進行旋轉因子θ_y計算：

其中，y∈[1,Y]；

步驟2：利用Y個旋轉因子θ_y得到一個資源上的Y個操作符Δ_y：

步驟3：輸入二維母碼本C，其兩個維度分別表示為C₁和C₂；進而利用計算得到的Y個操作符Δ_y，結合母碼本C的兩個維度C₁和C₂構成Y行M列的資源碼本集合Z，資源碼本集合Z可以選擇式[5]或式[6]中的任何一種模式構成；

因此，可以得到兩種模式的資源碼本集合Z，其中選擇式[5]得到的資源碼本集合Z為：

其中選擇式[6]得到的資源碼本集合Z為：

步驟4：系統可根據通信需求，設定K行I列的映射矩陣F，從而確定各個資源與各個用戶的分配關系，通常采用LDPC的校驗矩陣設計映射矩陣；

步驟5：提取映射矩陣F中的每行為一個新的矩陣F_k，F_k則為1行I列的矩陣，k∈[1,K]；然后對F_k進行轉置得到I行1列的矩陣F_k'；由于F共有K行，因此可以得到K個I行1列的矩陣F′_k；進一步，利用每一個I行1列的矩陣F′_k，計算F′_k中非零元素所在的行數：

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

Find[·]_y為計算矩陣中第y個非零元素所在行數的函數；

步驟6：構造I行I列的對角方陣A；在k∈[1,K]的每個資源上，利用Y個a_k,y，從對角方陣A中分別取出第a_k,y列，由于y∈[1,Y]，因此共取出Y個1維列矩陣，順序地構成一個新矩陣，定義為資源映射矩陣；第k個資源映射矩陣為Y_k，由于k∈[1,K]，因此可得到K個資源映射矩陣Y_k；

步驟7：利用K個資源映射矩陣Y_k分別與資源碼本集合Z相乘，從而得到K個資源上每個資源的資源矩陣W_k，每個W_k都為I行M列的矩陣；

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

步驟8：利用K個資源矩陣W_k，分別取出每個W_k中的第i行，并依次組合構成第i個用戶的碼本U_i，共K個資源，I個用戶，因此可以得到I個用戶的K維碼本U_i；