武 汉 郝保明 邵 凯

①(宿州学院机械与电子工程学院 宿州 234000)

②(重庆邮电大学移动通信重点实验室 重庆 400065)

1 引言

从第1代移动通信到第4代移动通信系统都伴随着多址接入(Multiple Access,MA)技术的革新，但它们都属于正交的多址接入(Orthogonal Multiple Access,OMA)技术，无法满足第5代移动通信(the Fifth Generation of mobile communication,5G)海量连接、低时延、高频谱效率等需求[1–4]。因此，非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术成为了研究的重点。稀疏码分多址(Sparse Code Multiple Access,SCMA)作为一种码域的非正交多址接入技术，为解决日益增长的无线业务需求和紧缺的频谱资源之间的矛盾开拓了新思路[5]。

首先，在发送端，SCMA采用多维码本的方式对用户输入数据进行调制与扩频，并且，每个用户都有各自的码本。此外，这些码本是由多个维度相同的码字构成，用户输入数据经过码本后映射为相应的码字，不同用户的码字在相同的时频资源上非正交叠加发送。在接收端，采用消息传递算法(Message Passing Algorithm,MPA)进行译码。由于SCMA采用非正交发送方式，并且非正交的码字数可以数倍于占用的资源块数，因此具备一定的过载能力，从而满足5G高频谱、海量连接的要求。

由于SCMA采用MPA算法，导致译码复杂度较高，且复杂度随用户数以及码本大小的增加呈指数增长。一般来说，减小译码复杂度可以从两个方面考虑，简化每次译码迭代过程中计算量以及减少迭代次数加快收敛速度。球形译码(Sphere Decoding,SD)作为一种低复杂度译码算法受到越来越多的关注，它将搜索空间限制在以接收向量为中心的球面内。文献[6–8]在MPA之前使用SD算法减小搜索空间，从而降低复杂度，其中文献[6,7]中的方法是在性能和复杂度之间取得折中；……