一種基于最大化最小乘積距離準則的64點scma碼本設(shè)計方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及64點SCMA碼本設(shè)計方法，特別涉及一種基于最大化最小乘積距離準則的64點SCMA碼本設(shè)計方法。
【背景技術(shù)】
[0002]稀疏碼多址接入(SCMA)是一種新型的非正交多址接入方式，是華為針對高頻譜利用效率而提出的一種高速傳輸技術(shù)，該空口技術(shù)已被列為5G移動通信候選標準，相比于傳統(tǒng)的多址接入技術(shù)，它具有容量高時延小傳輸速率快等優(yōu)點，抗多徑能力強，同時也克服了CDMA遠近效應(yīng)的不足。與低密度信號(LDS)相比，SCMA加入了碼本設(shè)計，從而獲得了一定的碼本增益，但與此同時，與傳統(tǒng)的單一星座點設(shè)計所不同的是，SCMA系統(tǒng)需要通過多個資源上的碼本進行聯(lián)合解碼得到信息，因此若想取得較好的性能，相應(yīng)地在發(fā)射端SCMA系統(tǒng)也需要對多個資源上的碼本進行聯(lián)合設(shè)計，因此設(shè)計復(fù)雜度高，難度大，目前尚未提出最優(yōu)化的碼本設(shè)計方法，因此如何設(shè)計出性能更好的碼本已成為SCMA面臨的巨大挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了解決SCMA對碼本的設(shè)計復(fù)雜度高，難度大的問題，而提出的一種操作簡單的基于最大化最小乘積距離準則的64點SCMA碼本設(shè)計方法。
[0004]上述的發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0005]步驟一、選擇兩個完全相同的標準8PSK星座圖，分別為8PSK1和8PSK2;
[0006]其中，標準8PSK星座圖中有8個星座點，8個星座點均在一個圓上，8個星座點中相鄰兩個星座點分別與原點連線的夾角為45°，星座點距離原點的距離表示調(diào)制后信號的幅值，星座點與原點間連線與橫軸正半軸夾角表示調(diào)制后信號的相位；
[0007]步驟二、分別將兩個星座圖8PSK1和8PSK2旋轉(zhuǎn)相同角度Θ后，得到兩個完全相同的旋轉(zhuǎn)之后的8PSK1星座圖和8PSK2星座圖；
[0008]步驟三、根據(jù)兩個旋轉(zhuǎn)之后的8PSK1星座圖和8PSK2星座圖，計算得到兩個對應(yīng)的64點的SCMA星座圖中每一個點的位置坐標;其中，每個對應(yīng)的64點的SCMA星座圖中有64個點，每個點的6個比特為則、82、83、84、85和86;兩個對應(yīng)的64點的301^星座圖包括的第一個64點的SCMA星座圖和第二個64點的SCMA星座圖；
[0009]步驟四、根據(jù)步驟三得到的位置坐標計算第一個64點的SCMA星座圖中任意兩個相對應(yīng)的點的歐氏距離Ri jI和第二個64點的SCMA星座圖中任意兩個相對應(yīng)的點的歐氏距離Rlj2的乘積距離Ru根據(jù)計算的Ru取乘積距離Ru的最小值；
[0010]其中，
[0011]Rij = Riji X Rij2
[0012]l<i<64,l< j <64，且i關(guān)j，i和j分別為64點星座圖中不同的星座點；
[0013]步驟五、將旋轉(zhuǎn)角度Θ從0°開始增加ΔΘ，將Θ+ΔΘ重復(fù)步驟二?四，直至Θ+ΔΘ為45°為止，得到所有的最小乘積距離Rij的最小值;其中，Θ為0°?45° ; Δ Θ為0.0001°?1° ；
[0014]步驟六:對旋轉(zhuǎn)角度Θ值進行遍歷，確定步驟五中所有的最小乘積距離Rlj所對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度Θ中使Rlj值最大的旋轉(zhuǎn)角度值0max;根據(jù)最大旋轉(zhuǎn)角度值0max得到滿足最大化最小乘積距離準則的一對64點SCMA碼本；
[0015]其中，一對的64點的SCMA碼本包括碼本I的64點的SCMA星座圖和碼本2的64點的SCMA星座圖；碼本I的64點的SCMA星座圖是由8PSK1和8PSK2星座圖旋轉(zhuǎn)后的橫軸坐標得到的;碼本2的64點的SCMA星座圖是由8PSK1和8PSK2星座圖旋轉(zhuǎn)后的縱軸坐標得到的。
[0016]發(fā)明效果
[0017]本發(fā)明采用了低階星座點旋轉(zhuǎn)映射模型，同時對多個資源上的碼本進行了聯(lián)合設(shè)計，提出能夠得到滿足最大化最小乘積距離準則的64點SCMA碼本設(shè)計方案
[0018]本發(fā)明提出的設(shè)計方案操作簡單，計算量小，直接通過低階星座點旋轉(zhuǎn)映射模型即可以得到高階的星座圖，并且得出的結(jié)果既考慮了漢明距離，又通過旋轉(zhuǎn)角度的確定考慮了乘積距離。因此，本發(fā)明提出的設(shè)計方案在實現(xiàn)足夠簡單的情況下又保證了誤碼率性會K。
[0019]采用本發(fā)明提出的最優(yōu)角度搜尋方法，由于旋轉(zhuǎn)45度后會重合，所以角度旋轉(zhuǎn)范圍為0°到45°，仿真中設(shè)定橫軸為角度，縱軸為最小乘積距離，首先角度搜尋間隔為I度，可以看出滿足最大化最小乘積距離的乘積距離的旋轉(zhuǎn)角度在0°到10°以及35°到45°之間，且關(guān)于22.5°對稱如圖4。
[0020]接下來進一步增加角度搜尋范圍，在0°到10°之間進行間隔為0.1°的搜尋，得到如下仿真圖如圖5。
[0021]經(jīng)過不斷減小角度搜尋間隔，在計算精度為小數(shù)點后4位時，確定符合最大化最小乘積距離的角度為4.8678°。
【附圖說明】
[0022]圖1(a)為【具體實施方式】一提出的8PSK1星座圖；
[0023]圖1(b)為【具體實施方式】一提出的8PSK2星座圖；
[0024]圖2(a)為【具體實施方式】一提出的8PSK1經(jīng)旋轉(zhuǎn)后得到的星座圖；
[0025]圖2(b)為【具體實施方式】一提出的8PSK2經(jīng)旋轉(zhuǎn)后得到的星座圖；
[0026]圖3(a)為【具體實施方式】一提出的碼本I的SCMA64點星座圖；
[0027]圖3(b)為【具體實施方式】一提出的碼本2的SCMA64點星座圖；
[0028]圖4為【具體實施方式】一提出的不同旋轉(zhuǎn)角度Θ下最小乘積距離數(shù)值示意圖；其中，橫軸為旋轉(zhuǎn)角度Θ(增加角度間隔為1°)，縱軸為該角度下最小乘積距離的數(shù)值；
[0029]圖5為【具體實施方式】一提出的不同旋轉(zhuǎn)角度Θ下最小乘積距離數(shù)值;其中，橫軸為旋轉(zhuǎn)角度Θ，(增加角度間隔為0.1 °)縱軸為該角度下最小乘積距離的數(shù)值。
【具體實施方式】
[°03°]【具體實施方式】一:本實施方式的一種基于最大化最小乘積距離準則的64點SCMA碼本設(shè)計方法，具體是按照以下步驟制備的:
[0031]步驟一、選擇兩個完全相同的標準8PSK(八相相移鍵控)星座圖，分別為8PSK1和8PSK2，設(shè)出8PSK1和8PSK2功率均為a，即8PSK1和8PSK2中每個星座點到原點的距離為a;兩個完全相同的標準8PSK星座圖8PSK1和8PSK2如圖1(&)和圖1(13)所示；(標準的8?31((參考書中可見)默認功率a為I，這里我也直接規(guī)定為I，這里8PSK坐標會直接關(guān)系到之后得到的64點坐標，因為64點坐標就是根據(jù)8PSK坐標而來的)
[0032]其中，標準8PSK(八相相移鍵控)星座圖中有8個星座點，8個星座點均在一個圓上，8個星座點中相鄰兩個星座點分別與原點連線的夾角為45°，星座點距離原點的距離表示調(diào)制后信號的幅值，星座點與原點間連線與橫軸正半軸夾角表示調(diào)制后信號的相位；
[0033]步驟二、分別將兩個星座圖8PSK1和8PSK2旋轉(zhuǎn)相同角度Θ后，得到兩個完全相同的旋轉(zhuǎn)之后的8PSK1星座圖和8PSK2星座圖；如圖2(a)和圖2(b)所示
[0034]步驟三、根據(jù)兩個旋轉(zhuǎn)之后的8PSK1星座圖和8PSK2星座圖，計算得到兩個對應(yīng)的64點的SCMA星座圖中每一個點的位置坐標如圖3 (a)和圖3 (b)所示；其中，每個對應(yīng)的64點的301^星座圖中有64個點，每個點的6個比特為則、82、83、84、85和86;(26 = 64每個比特只能為O或I，即每個比特有兩種可能，6個比特可以表示64個數(shù))；兩個對應(yīng)的64點的SCMA星座圖包括的第一個64點SCMA星座圖和第二個64點SCMA星座圖；
[0035]舉例說明如下:第一個64點星座圖中的101011，其中前三個數(shù)字101根據(jù)步驟二中第一個星座圖中的101對應(yīng)的Xl軸坐標確定橫坐標，后三個數(shù)字011根據(jù)步驟二中第二個星座圖中的011對應(yīng)y I軸坐標確定縱坐標。同理，第二個64點星座圖中的000110，其中前三個數(shù)字000根據(jù)步驟二中第一個星座圖中的000對應(yīng)的x2軸坐標確定橫坐標，后三個數(shù)字110根據(jù)步驟二中第二個星座圖中的110對應(yīng)y2軸坐標確定縱坐標如圖3(a)和圖3(b)所示。
[0036]步驟四、根據(jù)步驟三得到的位置坐標計算第一個64點的SCMA星座圖中任意兩個相對應(yīng)的點的歐氏距離Ri j I和第二個64點的SCMA星座圖中任意兩個相對應(yīng)的點的歐氏距離Rlj2的乘積距離根據(jù)計算的Ru取乘積距離Ru的最小值；
[0037]其中，
[0038]Rij = RijiXRij2
[0039]l<i<64,l<i和j分別為64點星座圖中不同的星座點;
[0040