近期，電智學(xué)院AiNET團(tuán)隊(duì)周清峰教授、吳健健博士，聯(lián)合RMIT University的Chi-Tsun Cheng教授以及中國(guó)移動(dòng)廣東公司東莞分公司，在新一代無(wú)線通信的多址接入技術(shù)研究中取得重要進(jìn)展。相關(guān)成果以題為 “SBMA: A Multiple Access Scheme Combining SCMA and BIA for MU-MISO” 的論文形式，發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊 IEEE Internet of Things Journal（中科院Top期刊，影響因子8.9）。

研究背景

物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的快速發(fā)展帶來(lái)了對(duì)海量連接與高速率的迫切需求。據(jù)預(yù)測(cè)，到2030年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將超過(guò)400億臺(tái)，傳統(tǒng)5G網(wǎng)絡(luò)在頻譜效率、容量與隱私保障等方面難以完全滿足要求。多址接入（Multiple Access）技術(shù)作為支持大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)連接的關(guān)鍵支撐，近年來(lái)受到了廣泛關(guān)注。其中，稀疏碼多址接入（SCMA）與盲干擾對(duì)齊（BIA）分別在多用戶通信中展現(xiàn)了獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，但也存在復(fù)雜度高、復(fù)用增益受限或?qū)π诺老喔蓵r(shí)間依賴過(guò)強(qiáng)等局限性。

研究成果

針對(duì)上述挑戰(zhàn)，論文首次提出了一種融合 SCMA 與 BIA 優(yōu)勢(shì) 的新型多址接入框架 —— SBMA (Sparsecode-and-BIA-based Multiple Access)。該方案實(shí)現(xiàn)了在多用戶多輸入單輸出（MU-MISO）場(chǎng)景下同時(shí)兼顧 高復(fù)用增益、高分集增益與隱私保護(hù) 的目標(biāo)。

研究團(tuán)隊(duì)的主要?jiǎng)?chuàng)新包括：

1.層次化編碼框架：在保持SCMA多維調(diào)制與BIA干擾消除優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)分集增益與復(fù)用增益的平衡。

2.隱私友好的解碼機(jī)制：通過(guò)先進(jìn)行干擾對(duì)齊再執(zhí)行消息傳遞算法（MPA），避免了傳統(tǒng)SCMA中潛在的數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險(xiǎn)。

3.可擴(kuò)展與靈活性：SBMA支持比傳統(tǒng)BIA更少的超用戶即可完成相同數(shù)據(jù)需求，從而放寬了對(duì)信道相干時(shí)間的要求。

4.多樣化譯碼器設(shè)計(jì)：提出了低復(fù)雜度的兩階段解碼器與性能優(yōu)越的聯(lián)合MPA（JMPA）解碼器，適配不同應(yīng)用場(chǎng)景。

圖 1 SBMA編碼示意圖

圖 2 兩個(gè)典型場(chǎng)景的誤碼率對(duì)比圖

學(xué)術(shù)意義與應(yīng)用前景

該研究突破了SCMA與BIA單獨(dú)應(yīng)用時(shí)的性能瓶頸，為面向6G及未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)的多址接入提供了新思路。SBMA不僅在智能工廠、智慧城市等場(chǎng)景下具有潛在應(yīng)用價(jià)值，還能在對(duì)隱私與安全要求更高的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)中展現(xiàn)優(yōu)勢(shì)。

該成果的發(fā)表標(biāo)志著東莞理工學(xué)院在6G多址接入關(guān)鍵技術(shù)研究方面邁出了重要一步，也為后續(xù)國(guó)際學(xué)術(shù)界進(jìn)一步探索多址接入與干擾管理的深度融合提供了參考。

上述研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、廣東省自然科學(xué)基金粵莞聯(lián)合地區(qū)培育項(xiàng)目等的資助。

一審:李艷霞 鄧敏君 二審:張兆云 三審:曾鵬舉