一种基于压缩感知辅助的SCMA多用户检测方法技术

该发明专利技术公开了一种基于压缩感知辅助的SCMA多用户检测方法，属于无线通信系统的信号检测领域。由于背景技术所提出的MPA迭代算法需要多次迭代才能收敛，这将带来极高的计算复杂度。因此，本发明专利技术提出使用较少次数的MPA迭代作为初检测值，再利用压缩感知算法进行二次检测，并且由于压缩感知算法的计算复杂度相比于MPA迭代算法而言较低，可以节约了一大半由MPA迭代所带来的极大的计算复杂度。这也使得本发明专利技术所提出的方法在SER性能几乎没有损失的情况下，极大地降低了整体算法的计算复杂度，大大提高了SCMA多用户检测算法的计算效率。

A SCMA multiuser detection method based on compressed sensing assistance

The invention discloses a SCMA multiuser detection method based on compressed sensing assistance, which belongs to the field of signal detection in the wireless communication system. The MPA iterative algorithm proposed by the background technology requires multiple iterations to converge, which will bring high computational complexity. Therefore, the MPA iteration of the invention proposes to use fewer as early detection value, then using compressed sensing algorithm two detection, and due to the computational complexity of compressed sensing algorithm compared to MPA algorithm is lower, can save more than half of the maximum calculation by MPA iteration complexity. This method also reduces the computational complexity of the whole algorithm greatly, and greatly improves the computation efficiency of SCMA multiuser detection algorithm when the performance of the proposed method is almost no loss in SER performance.

【技术实现步骤摘要】
一种基于压缩感知辅助的SCMA多用户检测方法
本专利技术属于无线通信系统的信号检测领域，涉及一种计算复杂度低且BER性能损失不大的稀疏码多址接入(SCMA)通信系统多用户检测方法，具体为一种基于消息传递算法(Messagepassingalgorithm,MPA)与压缩感知(Compressedsensing,CS)结合的低复杂度的多用户检测方法，用于解决5G移动通信备选多址接入技术的多用户检测问题。
技术介绍
多址接入是无线通信物理层的核心技术之一，它使基站能区分并同时服务多个终端用户。随着物联网的飞速发展，为了满足5G通信所需要的海量的用户连接，以及低时延和低功耗的技术要求，在申请号为201380059380.X的专利技术专利“用户稀疏码多址接入的系统和方法”中提出了一种SCMA(Sparsecodemultipleaccess，稀疏码多址接入)技术。SCMA编码器在预定义的码本集合中为每个用户选择一个码本，之后根据每个用户所选择的码本将数据比特直接映射为相应的码字，最后将多个用户的码字进行非正交叠加。由于码本的稀疏性，每个用户只被少量的其他用户所干扰。之后，在接收端运用消息传递本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于压缩感知辅助的SCMA多用户检测方法，包括以下步骤：步骤1、初始化：迭代开始时，用户没有先验信息，第j个用户节点uj到第k个资源节点rk的消息为:

【技术特征摘要】
1.一种基于压缩感知辅助的SCMA多用户检测方法，包括以下步骤：步骤1、初始化：迭代开始时，用户没有先验信息，第j个用户节点uj到第k个资源节点rk的消息为:其中，M表示码本的码字个数；步骤2、设定迭代次数为tmax；步骤3、在第t次迭代过程中，资源节点和用户节点的消息并行更新，即首先更新所有的资源节点rk到用户节点uj的消息：t＝1,2,...,tmax为第t(t＝1,2,...,tmax)次迭代过程中计算得到的资源节点rk到用户节点uj的消息，xj＝(x1,j,...,xK,j)Τ为第j个用户的SCMA码字，xl＝(x1,l,...,xK,l)Τ为第l个用户的SCMA码字，yk为接收信号y中第k个资源处接收到的信号，为连接到资源节点rk的用户节点集，F为SCMA编码器的稀疏扩频指示矩阵；xk,j表示第j个用户的码字的第k个资源，hk,j为hj＝(h1,j,h2,j,...,hK,j)Τ中的第k个元素，hj为第j个用户的信道向量；然后更新所有的用户节点uj到资源节点rk的消息：一次迭代完成；为连接到用户节点uj的资源节点集，σ2表示噪声功率；步骤4、判断t＞tmax是否成立，若成立，执行步骤5；若不成立，则令t＝t+1，返回步骤3，进行下一次迭代；步骤5、经过tmax次迭代后退出循环，计算码字消息：步骤6、计算得到数据比特的软信息，bj为第j个用户的数据比特；其中，P(bj)表示取得bj的概率；步骤7、数据比特的判决：其中LLRj表示似然值；步骤8、将第j个用户的数据比特Bj映射成为用户j的SCMA码字xj；步骤9、计算残差值R：其中y为接收信号，J表示用户个数，K表示扩频码长度，即SCMA码字长度；步骤10、迭代参数初始化：初始化估计的支撑集为空集：Γ(0)表示初始估计的支撑集；重构余量r(0),令r(0)＝p；错误信息的用户稀疏度s初始化为1；步...

【专利技术属性】
技术研发人员：高鹏宇，董彬虹，杜洋，祝武勇，崔亚迪，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51