首屆5G算法創(chuàng )新大賽：SCMA賽事評述

　　多址接入是無(wú)線(xiàn)通信物理層最核心的技術(shù)之一，它使得無(wú)線(xiàn)基站能區分且同時(shí)服務(wù)多個(gè)終端用戶(hù)，并使得相互干擾(多址干擾)最小?，F有系統大多采用正交多址接入方式，即多個(gè)用戶(hù)通過(guò)在不同維度上(頻分、時(shí)分、碼分等)正交劃分資源來(lái)接入，如目前4G系統中采用的OFDMA多址技術(shù)就是其中之一。

　　正交多址技術(shù)由于其可容納的接入用戶(hù)數與正交資源成正比，而正交資源數量受限于正交性要求，因此不能滿(mǎn)足未來(lái)5G時(shí)代廣域連續覆蓋，熱點(diǎn)高容量、海量連接、低延時(shí)接入等的業(yè)務(wù)需求。于是，非正交多址接入就成為當下備受矚目的5G多址接入的研究重點(diǎn)。SCMA(Sparse Code Multiple Access)稀疏碼多址接入就是應5G萬(wàn)物互聯(lián)的需求而設計的一種非正交多址技術(shù)。

　　圖1:SCMA非正交擴頻疊加示意圖

　　SCMA，在發(fā)送端將編碼比特直接映射為復數域多維碼字，不同用戶(hù)的碼字在相同的資源塊上以稀疏的擴頻方式非正交疊加，如圖1所示;在接收端則利用稀疏性進(jìn)行低復雜度的多用戶(hù)聯(lián)合檢測，并結合信道譯碼完成多用戶(hù)的比特串恢復。由于非正交疊加的碼字個(gè)數可以成倍大于使用的資源塊個(gè)數，因此相比4G的OFDMA技術(shù)，SCMA可以實(shí)現在同等資源數量條件下，同時(shí)服務(wù)更多用戶(hù)，從而有效提升系統整體容量。已有研究成果表明：與4G LTE相比，采用SCMA的下行小區邊緣用戶(hù)傳輸速率可以有效提升近35%，而當SCMA與MU-MIMO結合時(shí)，可獲得更高的下行系統吞吐量增益;對于上行鏈路，SCMA用戶(hù)接入能力則可達LTE系統的3倍以上。

　　本次5G算法創(chuàng )新大賽，給廣大學(xué)子們提供了一個(gè)絕佳的理論研究與實(shí)現相結合平臺，希望在這5G研究的時(shí)代里，同學(xué)們能夠積極思考和探索各種方法，并親自動(dòng)手去設計和實(shí)現這些潛在的5G算法。預知大賽詳情，請登錄http://www.innovateasia.com/5g/。

　　作為首屆5G算法創(chuàng )新大賽評委，我通過(guò)此次大賽初評和答辯，欣喜地看到了中國無(wú)線(xiàn)通信年輕學(xué)人的高昂參與激情和可貴創(chuàng )新精神。此次5G算法創(chuàng )新大賽，各校參與度之廣、作品水平之高、學(xué)生基礎之好，大大超出了組織者和評委們的預期。在答辯過(guò)程中，許多同學(xué)的報告和回答思路清晰，表現出強烈的自信、迸發(fā)出創(chuàng )新的火花、釋放出團隊協(xié)同的精神。在SCMA小組，我們看到一些團隊在參賽之前對SCMA算法并不十分熟悉，但憑借著(zhù)勇于拼搏的精神和對5G技術(shù)強烈的探索欲望，加班加點(diǎn)，最后依然交出了不錯的仿真結果和FPGA實(shí)現方案。并有不少團隊充分發(fā)揚了年輕人敢于挑戰與創(chuàng )新的精神，積極計算和提出降低算法復雜度的算法設計和FPGA實(shí)現方法，例如：基于概率計算的降復雜度方法、基于門(mén)限值的低復雜度MPA算法、新穎低開(kāi)銷(xiāo)SC-MPA接收機結構、減小歐氏距離搜索空間方法，等等。在此，我有理由期待同學(xué)們在復賽階段的更精彩表現!