一种稀疏码多址接入系统中的译码方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种稀疏码多址接入系统中的译码方法、装置、设备，所述方法包括：获得待译码信号；获得所述待译码信号对应的实数域展开信号；获得所述待译码信号对应的用户的扩展系数；根据所述实数域展开信号和所述扩展系数确定所述待译码信号对应的线性模型；按照球译码SD算法对所述线性模型进行处理，获得最优格点；对所述最优格点进行译码，得到译码结果，并将所得到的译码结果作为所述待译码信号的译码结果。通过本发明专利技术实施例提供的技术方案能够在达到最优的最大似然检测性能的同时，降低译码复杂度，从而提高译码效率。

A decoding method and device in a sparse code multiple access system

The embodiment of the invention provides a decoding method, a sparse code multiple access system of the device, the method includes: obtaining the decoded signal; obtaining the real domain to be decoded signal corresponding to the start signal; the expansion coefficient to be decoded signal corresponding to the user; according to the real domain start signal and the expansion coefficient to determine the linear model to be decoded signal corresponding to the ball; according to the SD decoding algorithm to process the linear model, get the yogurt; to decode the most yogurt, get the decoding result, and decoding the results obtained by the decoding result as the signal to be decoded the. The technical proposal provided by the embodiment of the invention can achieve the optimal maximum likelihood detection performance while reducing the decoding complexity, and improving the decoding efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种稀疏码多址接入系统中的译码方法及装置
本专利技术涉及通信
，特别是涉及一种稀疏码多址接入系统中的译码方法及装置。
技术介绍
稀疏码多址接入(SparseCodeMultipleAccess,SCMA)技术是一种全新的非正交多址接入技术，其可以显著提高无线通信系统的频谱效率，是未来移动通信系统的重要支撑技术之一。参见图1，给出了一个6用户重叠在4资源块上的SCMA上行多址接入系统的简化框图。在SCMA系统中，不同用户的数据直接被映射为多维星座码本中的不同码字，并且多个用户同时在相互正交的传输资源块上重叠，从而提高了系统频谱利用率。对于SCMA系统，其最优的检测算法是最大似然检测(MaximumLikelihood，ML)。但是采用ML方案，需要遍历所有的码字组合，复杂度太高，不具备实际应用性。目前大多采用的方案是一种次优的方案，即利用SCMA码本的稀疏特性，通过消息传递算法(Messagepropagationalgorithm,MPA)进行解码，从而检测出各用户发送的数据。虽然相对于ML方案，MPA具有更低的计算复杂度，但是其性能却有了一定的损失，始终无法达到ML的性能。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种稀疏码多址接入系统中的译码方法及装置，以实现达到最优的最大似然检测性能的同时，能够减低译码复杂度，从而提高译码效率。具体技术方案如下：一种稀疏码多址接入系统中的译码方法，所述方法包括：获得待译码信号；获得所述待译码信号对应的实数域展开信号；获得所述待译码信号对应的用户的扩展系数；根据所述实数域展开信号和所述扩展系数确定所述待译码信号对应的线性模型；按照球译码SD算法对所述线性模型进行处理，获得最优格点；对所述最优格点进行译码，得到译码结果，并将所得到的译码结果作为所述待译码信号的译码结果。可选的，所述获得所述待译码信号对应的实数域展开信号的步骤，包括：确定所述待译码信号在各个预设的资源节点上的信号分量；根据所确定的各个信号分量的实部和虚部，按照以下表达式，确定实数域向量：所述实数域向量＝(Re[y1],Im[y1],…,Re[yf],Im[yf],…Re[yF],Im[yF])T其中，f表示预设的资源节点的序号，yf表示所述待译码信号在预设的第f个资源节点上的信号分量，F表示预设的资源节点的数量，Re[yf]和Im[yf]分别表示yf的实部和虚部；将所述实数域向量确定为所述待译码信号对应的实数域展开信号。可选的，所述获得所述待译码信号对应的用户的扩展系数的步骤，包括：确定所述待译码信号对应的用户；获得用于传输所述待译码信号的信道的信道衰落系数；根据所述信道衰落系数转换所述待译码信号对应的每个用户的初始码本，得到每个用户的目标码本；根据所述每个用户的目标码本中码字的实部和虚部获得扩展系数；其中，C＝[C1,…，Cm…,CV]，C表示扩展系数，m表示所述待译码信号对应的用户的序号，V表示所述待译码信号对应的用户的最大序号，Cm为所述待译码信号对应的第m个用户对应的扩展系数子矩阵，其中，扩展系数子矩阵Cm为：J为预设的调制阶数；其中,bm表示第m个用户的目标码本里的码字对应的比特向量；表示第m个用户的目标码本中的码字在第f个预设的资源节点上的码字元素；bm,j表示第m个用户的目标码本里的码字对应的比特向量中第j个比特。可选的，所述根据所述实数域展开信号和所述扩展系数确定所述待译码信号对应的线性模型的步骤包括：将以下关系式确定为线性模型：其中，表示所述实数域展开信号，s表示格点，表示实数域的一维高斯噪声向量。可选的，所述按照球译码SD算法对所述线性模型进行处理，获得最优格点的步骤，包括：按照球译码SD算法对所述线性模型进行处理，将以下关系式的输出结果确定为最优格点s*：其中，是一个(2F+JV)×1的矩阵，表示所述扩展系数C的列满秩矩阵，S表示格点集合。可选的，在所述获按照球译码SD算法对所述线性模型进行处理，获得最优格点步骤之后，还包括：判断所述稀疏码多址接入系统中是否需要信道译码；若为是，获得目标格点列表其中，所述目标格点列表为根据格点集合S确定的；为第k个元素为+1的格点，为第k个元素为-1的格点；计算所述目标格点列表中的每两个和对应的格点的比特似然比；利用计算得到的比特似然比进行译码，并将译码结果作为所述待译码信号的译码结果；若为否，执行所述对所述最优格点进行译码，得到译码结果，并将所得到的译码结果作为所述待译码信号的译码结果的步骤。可选的，通过以下方式确定所述目标格点列表中每两个和判断所述最优格点中第k个元素是否为+1；若为是，设置为最优格点，并按照关系式在格点集合S中查找s0，设置为s0；若为否，按照表达式在格点集合S中查找s'，设置为s'，设置为所述最优格点。可选的，所述按照关系式在格点集合S中查找s0的步骤，包括：在所述目标格点列表中查找第k个元素为-1的格点，作为备选初始格点；根据所述备选初始格点计算与之间的欧式距离；将计算得到的最小欧式距离作为搜索半径，以具有最小欧式距离的备选初始格点为初始格点在格点集合S中查找满足关系式的s0。本专利技术实施的又一方面，还提供一种稀疏码多址接入系统中的译码装置，所述装置包括：第一获取模块，用于获得待译码信号；第二获取模块，用于获得所述待译码信号对应的实数域展开信号；第三获取模块，用于获得所述待译码信号对应的用户的扩展系数；确定模块，用于根据所述实数域展开信号和所述扩展系数确定所述待译码信号对应的线性模型；处理模块，用于按照球译码SD算法对所述线性模型进行处理，获得最优格点；第一译码模块，用于对所述最优格点进行译码，得到译码结果，并将所得到的译码结果作为所述待译码信号的译码结果。在本专利技术实施的又一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述任一所述的译码方法。在本专利技术实施的又一方面，本专利技术实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述任一所述的译码方法。本专利技术实施例提供的一种稀疏码多址接入系统中的译码方法及装置，通过将待译码信号转换为对应的线性模型，然后通过球译码SD算法对线性模型进行处理，获得最优格点；最后对最优格点进行译码，得到待译码信号的译码结果。球译码(Spheredecoding,SD)是一种性能可以达到最大似然，但是复杂度远远低于ML的译码方案。因此，应用本专利技术实施例提供的技术方案进行译码时，能够在达到最优的最大似然检测性能的同时，降低译码复杂度，从而提高译码效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为一个6用户重叠在4资源块上的SCMA上行多址接入系统的简化框图；图2为本专利技术实施例提供的一种稀疏码多址接入系统中的译码方法的流程图；图3为本专利技术实施例提供的一种稀疏码多址接入系统中的译码装置的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种稀疏码多址接入系统中的译码设备的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行描述。图2为本专利技术实施例提供的一种稀疏码多址接入系统中的译码方法的流程图，所述方法具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稀疏码多址接入系统中的译码方法，其特征在于，所述方法包括：获得待译码信号；获得所述待译码信号对应的实数域展开信号；获得所述待译码信号对应的用户的扩展系数；根据所述实数域展开信号和所述扩展系数确定所述待译码信号对应的线性模型；按照球译码SD算法对所述线性模型进行处理，获得最优格点；对所述最优格点进行译码，得到译码结果，并将所得到的译码结果作为所述待译码信号的译码结果。

【技术特征摘要】
1.一种稀疏码多址接入系统中的译码方法，其特征在于，所述方法包括：获得待译码信号；获得所述待译码信号对应的实数域展开信号；获得所述待译码信号对应的用户的扩展系数；根据所述实数域展开信号和所述扩展系数确定所述待译码信号对应的线性模型；按照球译码SD算法对所述线性模型进行处理，获得最优格点；对所述最优格点进行译码，得到译码结果，并将所得到的译码结果作为所述待译码信号的译码结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得所述待译码信号对应的实数域展开信号的步骤，包括：确定所述待译码信号在各个预设的资源节点上的信号分量；根据所确定的各个信号分量的实部和虚部，按照以下表达式，确定实数域向量：所述实数域向量＝(Re[y1],Im[y1],…,Re[yf],Im[yf],…Re[yF],Im[yF])T其中，f表示预设的资源节点的序号，yf表示所述待译码信号在预设的第f个资源节点上的信号分量，F表示预设的资源节点的数量，Re[yf]和Im[yf]分别表示yf的实部和虚部；将所述实数域向量确定为所述待译码信号对应的实数域展开信号。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得所述待译码信号对应的用户的扩展系数的步骤，包括：确定所述待译码信号对应的用户；获得用于传输所述待译码信号的信道的信道衰落系数；根据所述信道衰落系数转换所述待译码信号对应的每个用户的初始码本，得到每个用户的目标码本；根据所述每个用户的目标码本中码字的实部和虚部获得扩展系数；其中，C＝[C1,…，Cm…,CV]，C表示扩展系数，m表示所述待译码信号对应的用户的序号，V表示所述待译码信号对应的用户的最大序号，Cm为所述待译码信号对应的第m个用户对应的扩展系数子矩阵，其中，扩展系数子矩阵Cm为：J为预设的调制阶数；其中,bm表示第m个用户的目标码本里的码字对应的比特向量；表示第m个用户的目标码本中的码字在第f个预设的资源节点上的码字元素；bm,j表示第m个用户的目标码本里的码字对应的比特向量中第j个比特。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述实数域展开信号和所述扩...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛凯，陈广进，戴金晟，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11