课题基金 / 基金详情

随机巨址通信中基于LDPC结构的可纠错多址码的构造与传输理论

批准号:
62071148
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
于启月
依托单位:
学科分类:
移动通信
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
于启月

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
随机巨址接入是近年来通信和信息领域的前沿热点,其希望在给定信噪比下,容纳更多的用户与此同时保证通信质量。我们提出的基于低密度奇偶校验码(LDPC)结构的可纠错多址接入码具有两大优势:存在大量适合多用户传输的可用码字集合;具有纠错能力可以改善系统传输质量。我们首先基于非二进制准循环LDPC的泰讷图结构,通过代数法设计基矩阵和替代矩阵集合,建立有限域矢量空间和多址叠加信号复数域矢量空间的映射关系,构造可纠错多址接入码(LDPC-UDC),并使其具有双循环结构特征。然后,根据有限域哈达玛变换理论,结合消息传递算法思想设计多用户检测方案。最后,提出基于LDPC-UDC多维码本的随机多址接入系统,分析系统的信道容量,确定相应的接收机检测方案并进行性能分析。我们提出的LDPC-UDC将信道编码与多址接入有机融合,具有理论研究意义;与此同时易于工程转化,具有现实意义;为随机巨址接入提供有效技术解决方案。
英文摘要
Currently, massive random access is an appealing and hot research topic in both communication and information theory. In general, its target is to support massive users with acceptable BER (bit error rate) for a given SNR (signal-to-noise power ratio). To realize this purpose, we propose error correction multiple-access codes, which is also named as uniquely-decodable codes (UDC). Applying UDC in massive access communications is an attractive idea, since it has two major features. One is that there are a large number of codebooks for various users, and the other is that it can correct errors and provide better BER performances. Therefore, this project mainly focuses on three aspects. First of all, the base matrix and replacement sets of our proposed UDC are constructed by algebra method, referring to the idea of non-binary quasi-cyclic low-density parity-check codes (NB-QC-LDPC). Thus, our proposed UDC can be named as LDPC-UDC. One of the core issues is to find the relationship between the finite field and complex superimposed signals’ space. Secondly, essential and applicable multiple-user detection algorithms are presented for our proposed LDPC-UDC. Fast Hadamard transform (FHT) is taken into consideration to reduce the decoding complexity. Moreover, it is also interesting to present doubly cyclic LDPC-UDC. Thirdly, we propose multiple dimension LDPC-UDC systems for massive access communications; and do researches on its channel capacity, codebook design, detection algorithms, and performance analysis. Our proposed LDPC-UDC is a combination of channel codes and multiple-access, bringing lots of attractive research topics. Moreover, LDPC-UDC can be realized by hardware, and it is a valuable solution for the future massive access communications.
多址通信一直是无线通信领域研究的核心问题之一,随着大规模物联网的发展,传统多址接入模式的动态性、频谱利用率、能效等重要指标参数将不能满足未来高速发展的业务需求,未来的无线通信系统需要更灵活的传输方案、资源调度方案,以同时容纳海量连接用户。因此,本课题围绕随机巨址接入技术,设计具有纠错能力的多址接入码本,主要开展了基于LDPC结构的可纠错多址接入码的构造理论,多用户迭代译码算法和随机大规模多址接入系统中,基于LDPC-UDC的多维码本设计方案其无线传输理论三个方面的研究。在可纠错多址接入码构造方向,构造了不同的QC-LDPC码并实现了其硬件设计,针对低码率多用户可靠传输问题设计了联合扩频序列与LDPC码的一体化波形,围绕LDPC码和Polar码开展了多址接入构码问题的研究。在多用户迭代译码算法方向,提出了基于双重Turbo结构的迭代MMSE译码技术。可以有效解决衰落信道环境中,当信道链接关系不能满足4环结构时候消息迭代译码不适用的问题,在较低的复杂度前提下,获得近似最大后验的误码率性能。在随机大规模多址接入系统的多维码本及其无线传输方向,我们具体给出了基于唯一可译多幅值序列的随机多址接入方案、基于三值扩频码的检测算法、基于有限域的随机多址理论研究、无源随机多址接入系统的理论分析及编码方案、素数阶有限域多址理论分析。本课题设计的多址接入码,不但可以同时区分出多个用户的信息,与此同时具有纠/检错能力。我们提出的LDPC-UDC,将信道编码与多址接入有机融合,建立了统一的数学体系,具有理论研究意义;而且,其易于进行工程转化,具有现实意义。我们给出的MD-LDPC-UDC随机多址接入系统,具有更高可靠性、更高频谱利用效率,适用于大规模万物互联网络的多址接入理论,为今后的大规模随机多址接入技术提供有效、高可靠性的解决方案。
基于近世代数的SCMA多维码本设计及其宽带无线传输理论
  • 批准号:
    61671171
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    于启月
  • 依托单位:
联合数据区分编码理论的有记忆物理层网络编码方法
  • 批准号:
    61201148
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    于启月
  • 依托单位:
国内基金
海外基金