格码多址：架构与高效算法

本文研究一种$K$用户基于格码的多址(LCMA)方案。每个用户设备(UE)用实用格码编码其消息，我们建议一种$2^m$元\emph{环码}，具有到$2^m$-PAM的符号级双射映射。编码调制信号以其指定签名序列扩频，所有$K$个UE同时传输。LCMA接收机选取若干整数系数，计算UE消息的关联$K$路\emph{整数线性组合}(ILC)流，再从这些ILC流重建所有UE消息。为此，我们提出新的高效LCMA \emph{软检测}算法，计算格上ILC的后验概率。复杂度不高于$O(K)$阶，适用于大$K$的大规模接入。软检测输出转发至$K$个环码解码器，其采用$2^m$元置信传播恢复ILC流。为确定ILC的最优整数系数，建立了新的“有界无关向量问题”(BIVP)。随后我们开发新的\emph{速率约束球译码}算法求解该BIVP，显著优于现有LLL与HKZ格基规约方法。接着，我们利用新的目标切换最速下降算法设计LCMA优化签名序列。借助所开发算法，LCMA被证明可支持显著更高的UE负载，并相较交织分多址(IDMA)与稀疏码多址(SCMA)等先进多址方案展现出大幅改善的误码率性能。这些进展仅通过并行处理与$K$个单用户解码操作实现，避免了连续干扰消除与迭代检测的实现难题。