作者：范平志（西南交通大學 教授）

多址接入是無線通信物理層最核心的技術之一，它使得無線基站能區分且同時服務多個終端用戶，并使得相互干擾（多址干擾）最小。現有系統大多采用正交多址接入方式，即多個用戶通過在不同維度上（頻分、時分、碼分等）正交劃分資源來接入，如目前4G系統中采用的OFDMA多址技術就是其中之一。

正交多址技術由于其可容納的接入用戶數與正交資源成正比，而正交資源數量受限于正交性要求，因此不能滿足未來5G時代廣域連續覆蓋，熱點高容量、海量連接、低延時接入等的業務需求。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。SCMA（Sparse Code Multiple Access）稀疏碼多址接入就是應5G萬物互聯的需求而設計的一種非正交多址技術。

圖1:SCMA非正交擴頻疊加示意圖

SCMA，在發送端將編碼比特直接映射為復數域多維碼字，不同用戶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行低復雜度的多用戶聯合檢測，并結合信道譯碼完成多用戶的比特串恢復。由于非正交疊加的碼字個數可以成倍大于使用的資源塊個數，因此相比4G的OFDMA技術，SCMA可以實現在同等資源數量條件下，同時服務更多用戶，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傳輸速率可以有效提升近35%，而當SCMA與MU-MIMO結合時，可獲得更高的下行系統吞吐量增益；對于上行鏈路，SCMA用戶接入能力則可達LTE系統的3倍以上。

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

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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，但憑借著勇于拼搏的精神和對5G技術強烈的探索欲望，加班加點，最后依然交出了不錯的仿真結果和FPGA實現方案。并有不少團隊充分發揚了年輕人敢于挑戰與創新的精神，積極計算和提出降低算法復雜度的算法設計和FPGA實現方法，例如：基于概率計算的降復雜度方法、基于門限值的低復雜度MPA算法、新穎低開銷SC-MPA接收機結構、減小歐氏距離搜索空間方法，等等。在此，我有理由期待同學們在復賽階段的更精彩表現！