面向5G的SCMA系统设计与实现开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究目的及意义

在过去的三十年里，移动通信经历了语音业务到移动宽带数据业务的飞跃发展，极大的丰富和改变了人们的生活方式。移动互联网和物联网作为未来移动通信发展的两个主要驱动力，为第五代移动通信（5g）提供了广阔的应用前景。面向未来，数据流量的千倍增长，千亿设备连接和多样化的业务需求都将对5g系统设计提出严峻挑战，同时由于大量的连接，造成了巨大的信令开销和延时开销。

5g的应用不仅仅是上网、打电话，还可以实现万物互联、各行各业的信息相互结合。如智慧城市、智能交通、工业自动化等等，这意味着5g标准不仅仅只是与移动通信行业有关，可以真正实现互联网 。5g相关研究中尤以空口接入技术为重。正交多址技术由于其接入用户数与正交资源成正比，因此不能满足5g大容量、海量连接、低延时接入等的需求，非正交多址接入就成为当下5g多址接入的研究重点。scma，稀疏码多址接入，就是应5g需求设计产生的一种非正交多址技术。在发送端通过多维调制和稀疏扩频将编码比特映射成scma码字，接收端通过多用户检测完成译码。相比4g的ofdma技术，它可以实现在同等资源数量条件下，同时服务更多用户，从而有效提升系统整体容量。

scma是一种基于码域叠加的新型多址技术，它将低密度码和调制技术相结合，进行联合优化设计从而提高性能。由于采用非正交稀疏编码叠加技术，在相同资源条件下，scma技术可以支持更多用户连接。同时，利用多维调制和扩频技术，每个用户的链路质量大幅提升。scma中发送符号通过优化的星座旋转与伸缩获得shaping增益。

2. 研究的基本内容与方案

本次毕业设计的任务是面向5g的scma系统设计研究，具体设计内容是：

1) 完成简化scma上行多接入系统设计，尤其是低复杂度译码器的设计。

2) 完成简化scma上行多接入系统c /matlab仿真，并给出ber v.s eb/no的性能瀑布曲线。

3) 完成简化scma上行多接入系统fpga系统逻辑设计与实现，测试其性能并与仿真曲线比对，并报告资源使用情况。

3. 研究计划与安排

第1周—第3周 搜集资料，撰写开题报告；

第4周—第5周 论文开题；

第6周—第12周 撰写论文初稿；

第13周—第16周 修改论文；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] pirinen, p., “a brief overview of 5g research activities”, ieee 5gu, 2014.

[2] h. nikopour and h. baligh, “sparse code multiple access”, ieee pimrc, 2013.

[3] m. taherzadeh, h. nikopour, a. bayesteh, and h. baligh, “scma codebook design”, ieee vtc-fall, 2014.

[4] kelvin au, liqing zhang, hosein nikopour, eric yi, alireza bayesteh, usa vilaipornsawai, jianglei ma, peiying zhu, “uplink contention based scma for 5g radio access”, ieee globecom 5g workshop 2014.