星地链路稀疏码多址接入低复杂度检测算法研究.pdf

《星地链路稀疏码多址接入低复杂度检测算法研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文星地链路稀疏码多址接入低复杂度检测算法研究RESEARCHONSPARSECODEMULTIPLEACCESSLOWCOMPLEXITYDETECTIONALGORITHMSINSATELLITE-GROUNDLINK王林方哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TN927.2学校代码：10213国际图书分类号：621.39密级：公开工学硕士学位论文星地链路稀疏码多址接入低复杂度检测算法研究硕士研究生：王林方导师：贾敏副教授申请学位：工学硕士学科：信息与通信工程所在单位：电子与信息工程学院答

2、辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN927.2U.D.C.:621.39DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONSPARSECODEMULTIPLEACCESSLOWCOMPLEXITYDETECTIONALGORITHMSINSATELLITE-GROUNDLINKCandidate：WangLinfangSupervisor：Asso.Prof.JiaMinAcademicDegreeAp

3、pliedfor：MasterofEngineeringInformationandCommunicationSpecialty：EngineeringSchoolofElectronicsandAffiliation：InformationEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要卫星通信系统一直面临着接入用户数目多，可供卫星使用的频

4、谱资源紧张以及星上处理能力有限的挑战。因此需要高效的星地多址接入技术来帮助卫星容纳更多的用户，可以使卫星更高效的利用频谱。而低复杂度的多用户检测算法更能够帮助卫星通信系统减小开销。稀疏码多址接入技术相比于现有的星地多址接入技术能够容纳更多的用户，其低复杂度检测算法也能够帮助卫星降低系统开销。因此本论文着眼于将稀疏码多址接入技术应用于星地链路，并着重研究了其低复杂度算法。首先，本文分析了课题的研究背景和在星地链路中研究接入技术的意义，联合国内外研究现状探讨了“天地一体化中”星地链路接入技术的发展状况以及未来研

5、究方向。然后对星地链路接入技术进行分析，包括了接入场景、接入优先级、业务类型常用接入协议。其次，本文对稀疏码多址接入技术的模型进行了探讨，这其中有稀疏码多址接入技术的调制模型，稀疏码多址接入用户的信号复用，索引矩阵和因子图的表示方法，稀疏码多址接入的信号以及检测技术的概述和上下行链路的模型。由于SCMA的码本设计对其系统性能影响很大，本文还着重概述了码本设计。本文采用的星地信道模型为Lutz星地信道模型的单状态模型。为给出理论分析，本文给出了SCMA在采用最大似然检测方案时的误符号率的理论表达式。信息传递算

6、法是应用于SCMA系统中的经典低复杂度检测算法，本论文在第3章对信息传递算法做了详细的说明，同时本论文研究了三种基于信息传递算法的低复杂度检测方案，分别为部分边缘信息传递算法，基于排序的低复杂度信息传递算法以及置信度选择低复杂度检测算法,这三种算法在计算量上相对于传统的信息传递算法都有不同程度上的降低，但是同时在误码率上也都有不同程度的折损。球形译码算法（SphereDecoding,SD）在多天线系统中已经被广泛运用，自2017年起，研究人员开始将SD应用于SCMA系统，本文研究了两种球形译码方案，分别为

7、基于映射矩阵的球形译码方案以及基于码本设计的球形译码方案，由仿真可以看出在6用户下，球形译码方案的误码率和最大似然算法一致且计算量很低，但是当用户数目变大时，该算法的复杂度将急剧升高。关键字：星地链路；非正交多址接入；稀疏码多址接入技术；信息传递算法；球形译码-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractSatellitecommunicationsystemshavealwaysfacedseriesofproblemssuchasmassaccessusers,thespectrumresourc

8、esavailableforsatelliteuseandthelimitedprocessingcapacityonthesatellite.Therefore,efficientsatellite-to-groundmultipleaccesstechnologyisneededtohelpsatellitesaccommodatemoreusers,andsatellitescanusespectrummo