非正交多用户接入发送及联合接收解调译码系统及方法技术方案

非正交多用户接入发送及联合接收解调译码系统及方法，属于通信技术领域，其特征在于，在发送端，多个用户采用非正交方式接入系统，将信号分别进行信道编码、编码符号映射、交织和调制处理；在接收端，将接收信号分别乘以各个用户的特征序列，先后经过多用户检测、解调、解交织和译码处理，然后将输出结果再次进行多用户检测，实现迭代过程。本方法基于消息传递思想，将译码器的输出软信息直接送入多用户检测中，实现译码与多用户检测的联合迭代处理。在线性计算复杂度下，本发明专利技术可以实现很好的干扰消除性能，并且有效地较低了环境噪声和干扰对信号信息的影响，得到了较好的误码性能和更可靠的传输效果，同时本发明专利技术可以实现多用户干扰消除和译码的联合进行，有利于并行结构的实现。

Non orthogonal multi-user access transmission and joint reception demodulation decoding system and method

Non orthogonal transmit multiple user access and joint demodulation and decoding system and method, which belongs to the technical field of communication, which is characterized in that at the sending end, a plurality of users with non orthogonal access system, the signal for channel encoding, encoding symbol mapping, interleaving and modulation processing; at the receiving end, the characteristic sequence of the received signal respectively multiplied by each user, after multiuser detection, demodulation, decoding and de interleaving processing, and then output again for multiuser detection, iterative process. Based on the idea of message passing, this method directly sends the output soft information of decoder to multi-user detection, and realizes the joint iterative processing of decoding and multiuser detection. In the linear computational complexity, the invention can eliminate the interference of good performance, and effectively lower the impact of environmental noise and interference of signal information, get better performance and more reliable transmission effect, combined with the invention can realize the multi user interference cancellation and decoding, is conducive to parallel structure.

【技术实现步骤摘要】

非正交多用户接入发送及联合接收解调译码系统及方法属于通信
，特别涉及多用户通信系统中的一种非正交多用户接入以及消除用户间干扰的联合接收解调译码系统与方法。
技术介绍
为了降低成本和高效地利用通信系统的资源，现有通信系统一般采用码分多址（CodeDivisionMultipleAccess，CDMA）、交织多址（InterleaverDivisionMultipleAccess，IDMA）等非正交接入方式来区分不同的用户，随着用户数目的增加，用户间干扰会增加，从而整个通信系统的性能下降。消除多用户间干扰的一类传统方法是将用户间干扰看作加性噪声，独立地检测各个用户的信息，系统性能严重受限于干扰。另一类方法是多用户检测，不再将干扰当噪声处理，而是将其视作具有一定结构的信息，具体是利用地址码之间的相关特性，抑制甚至消除多址干扰的影响。根据算法是否线性，可以将现有的多用户检测算法分为线性多用户检测算法和非线性多用户检测算法。线性多用户检测算法是对传统的匹配滤波器的输出向量y做一个线性运算L，以消除多址干扰的影响。这种方法涉及到矩阵求逆运算，计算复杂度通常比较高。非线性多用户检测算法的基本思想是干扰消除，即重构已经检测的用户信号，将其从接收信号中消除后再检测其他用户。这种方法会造成误差的传播，带来较大的延时。本专利技术提出了非正交多用户接入发送及联合接收解调译码系统及方法。该算法的主要思想是在发送端，多个用户采用非正交方式接入系统，在接收端，基于消息传递思想，将译码器的输出软信息直接送入多用户检测中，实现译码与多用户检测的联合迭代处理。在线性计算复杂度下，本专利技术可以实现很好的干扰消除性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供非正交多用户接入发送及联合接收解调译码系统及方法。在发送端，多用户采用非正交方式接入，在接收端，采用消息传递机制，实现译码与多用户检测的联合迭代处理。本专利技术适用于非正交接入的多用户通信系统，其目的是降低用户间干扰，提高传输的性能。非正交多用户接入发送及联合接收解调译码系统，其特征在于，分为两大系统，一是多用户非正交接入及发送系统，一是多用户信号的联合接收解调译码系统，其中:（1）多用户非正交接入及发送系统，设有信道编码模块、编码符号映射模块、交织模块以及调制模块，其中：信道编码模块：对第k个用户的信息序列bk进行信道编码，k＝1,2,…,K，经过信道编码后输出序列ck，L为编码之后序列ck的长度；编码符号映射模块：把所述序列ck中的每一个符号分别映射为长度均为N的特征序列pk，N为大于或等于1的自然数，pk＝{z1,z2,...,zN本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.非正交多用户接入发送及联合接收解调译码系统，其特征在于，分为两大系统，一是多用户非正交接入及发送系统，一是多用户信号的联合接收解调译码系统，其中:（1）多用户非正交接入及发送系统，设有信道编码模块、编码符号映射模块、交织模块以及调制模块，其中:信道编码模块：对第k个用户的信息序列bk进行信道编码，k＝1,2,…,K，经过信道编码后输出序列ck，L为编码之后序列ck的长度；编码符号映射模块：把所述序列ck中的每一个符号分别映射为长度均为N的特征序列pk，N为大于或等于1的自然数，pk＝{z1,z2,...,zN}，zi∈{1,-1}，i＝1,2,…,N，i为特征参数z的序号，N为特征参数的个数，符号的映射规则按照1→pk，0→-pk，映射后序列为rk；交织模块：把输入的所述序列rk进行交织，得到序列vk；调制模块：把输入的所述序列vk进行调制，得到序列uk，发送到接收端；（2）多用户信号的联合接收解调译码系统，设有：多用户联合检测模块、解调和解交织模块以及译码模块:首先将第k个用户的接收序列yk(n)逐符号乘以各个用户的特征序列pk，得到第k个用户的观测节点其中K为用户的个数，k＝1,2,...,K，n是各符号的接收时刻，n＝1,2,...,N'，N'＝NL，L为编码之后的序列ck的长度，N为特征序列pk的长度，l＝1,2,...,L，将作为多用户联合检测模块的输入，进入迭代过程；多用户联合检测模块，依照如下步骤检测：a初始化，设定：T为迭代次数，t为本次迭代次数，t＝1,2,...,T，i＝1,2,...,K，j＝1,2,...,K，K为用户的个数，初始时，由第i个用户在时刻n的符号节点xi(n)向第j个用户的观测节点传递的消息在xi(n)＝1时即μxi[n]→y~j[n]t(xi[n]=1)]]>为，在xi(n)＝-1时μxi[n]→y~j[n]t(xi[n]=-1)]]>为b计算第t次迭代过程中由第i个用户的符号节点xi(n)向第j个用户的观测节点传递的消息μxi[n]→y~j[n]t(xi[n])=k′*Πp∈[1,k]∩p≠i,p≠jμy~p[n]→xi[n]t-1(xi[n]),k′∈(0,1],]]>Πp∈[1,k]∩p≠i,p≠jμy~p[n]→xi[n]t-1(xi[n])]]>表示除去第i个和第j个用户，其余第1到第k个用户的观测节点向第i个用户的符号节点传递的消息的连续乘积，c根据上式分别计算的均值和方差d计算第t次迭代过程中第j个用户的观测节点向第i个用户的符号节点xi(n)传递消息的均值和方差e基于上述均值和方差采用高斯近似，计算在第t次迭代过程中，第j个用户的观测节点向第i个用户的符号节点xi(n)传递的消息μy~j[n]→xi[n]t(xi[n])=exp(-|h~j,ixi[n]-meany~j[n]→xi[n]t|2vary~j[n]→xi[n]t);]]>解调和解交织模块：根据计算得到在第t次迭代过程中第i个用户的符号节点xi(n)向译码器的输入节点传递的消息μxi[n]→y~i[l]t(xi[n])=Πjμy~j[n]→xi[n]t(xi[n]),]]>其中，n＝1,2,…,N'，N'＝NL，l＝1,2,…,L，根据上式，进一步得到译码器的输入消息μx~i[l]→dect(x~i[l])=ΠN+(l-1)Nn=1+(l-1)Nμxi[n]→x~i[l]t(xi[n]);]]>译码模块：将所述译码器的输入节点向译码器传递的消息映射为对数似然比的形式，判决得到相应的各个用户的信息比特序列重复上述多用户检测模块至译码模块之间的步骤直至t＝T为止。...

【技术特征摘要】
1.非正交多用户接入发送及联合接收解调译码系统，其特征在于，分为两大系统，一是
多用户非正交接入及发送系统，一是多用户信号的联合接收解调译码系统，其中:
（1）多用户非正交接入及发送系统，设有信道编码模块、编码符号映射模块、交织模块以
及调制模块，其中:
信道编...

【专利技术属性】
技术研发人员：匡麟玲，吴胜，张弛，顾娜，陆建华，陈翔，倪祖耀，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11