一种基于消息传递的多用户非正交解调简化方法技术

本发明专利技术公开的基于消息传递的多用户非正交解调简化方法包括以下步骤：步骤1：存储先验信息并初始化参数；步骤2：观测节点似然函数估计；步骤3：用户节点似然函数估计；步骤4：用户节点后验分布估计；步骤5：判断迭代是否结束；如果迭代未结束，返回步骤2，如果迭代结束，将得到的用户符号后验分布的均值作为多用户非正交解调信息。

A Simplified Multiuser Nonorthogonal Demodulation Method Based on Message Passing

The simplified method of multi-user non-orthogonal demodulation based on message passing disclosed by the present invention includes the following steps: step 1: storing prior information and initializing parameters; step 2: estimation of likelihood function of observation nodes; step 3: estimation of likelihood function of user nodes; step 4: estimation of posterior distribution of user nodes; step 5: determination of whether the iteration is over; if the iteration is not over, return to step 2. If the iteration ends, the mean of the posterior distribution of user symbols is taken as multi-user non-orthogonal demodulation information.

【技术实现步骤摘要】
一种基于消息传递的多用户非正交解调简化方法
本专利技术涉及无线通信
，特别是涉及基于消息传递的多用户非正交解调简化方法。
技术介绍
在传统通信中，以时分多址、频分多址、正交频分多址等正交多址是区分多用户的主要途径，在正交多址中，多用户使用正交基进行数据传输，用户间不会存在干扰，但在频带一定的情况下正交基的数量有限，频谱利用率难以提升。随着现代通信中业务需求的增大，传统的正交多址通信已经无法满足业务需求。诸如码分多址(CDMA)、稀疏码多址(SCMA)等非正交多址方式可以显著提升频带的利用效率，提升通信系统的容量。然而，非正交多址中由于各个用户的信号不能够达到完全正交，因此不可避免会发生多址干扰，为避免非正交多址干扰，在解调时通常需要通过矩阵求逆来解决非正交干扰问题，但由此带来的复杂度较大，不适用于低时延的通信系统。为避免在实时通信系统中非正交多址干扰的约束，多用户非正交解调简化方法可应用于上述系统。在非正交解调的一类常用算法是最小二乘算法(LS)与最小均方误差算法(MMSE)。但这类方法往往需要进行矩阵的求逆运算，计算复杂度正比于用户数量的三次方。基于消息传递的一类算法近年来被本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于消息传递的多用户非正交解调简化方法，其特征在于，所述多用户非正交解调简化方法包括以下步骤：步骤1：存储先验信息并初始化参数；对似然函数的均值和方差与用户符号后验分布的均值和方差进行初始化，根据通信系统噪声与信道参数计算各次迭代的参数并存储；步骤2：观测节点似然函数估计；输入为用户符号后验分布的均值、迭代次数，输出为观测节点似然函数的均值；步骤3：用户节点似然函数估计；输入步骤2中观测节点似然函数的均值、迭代次数，输出用户节点似然函数的均值；步骤4：用户节点后验分布估计；输入步骤3中用户节点似然函数的均值、迭代次数，输出用户符号后验分布的均值；步骤5：判断迭代是否结束；如果迭代未结束...

【技术特征摘要】
1.一种基于消息传递的多用户非正交解调简化方法，其特征在于，所述多用户非正交解调简化方法包括以下步骤：步骤1：存储先验信息并初始化参数；对似然函数的均值和方差与用户符号后验分布的均值和方差进行初始化，根据通信系统噪声与信道参数计算各次迭代的参数并存储；步骤2：观测节点似然函数估计；输入为用户符号后验分布的均值、迭代次数，输出为观测节点似然函数的均值；步骤3：用户节点似然函数估计；输入步骤2中观测节点似然函数的均值、迭代次数，输出用户节点似然函数的均值；步骤4：用户节点后验分布估计；输入步骤3中用户节点似然函数的均值、迭代次数，输出用户符号后验分布的均值；步骤5：判断迭代是否结束；如果迭代未结束，返回步骤2，如果迭代结束，将得到的用户符号后验分布的均值作为多用户非正交解调信息；设定m为观测节点下标，m＝1,2,…M，其中M为观测节点的总个数；n为存在的用户数，n＝1,2,…N，N为用户的总数；根据非正交解调的特性，观测节点的个数与用户节点的个数相等；t为本次迭代次数，t＝1,2,…T，T为最大迭代次数；H为非正交多址的信道参数，其主对角线代表各个用户信号的接收强度，其他元素代表非正交多址的干扰强度；设定第n个用户发送的符号为xn，xn取值于离散符号集，第m个观测节点接收符号为ym，二者满足关系其中wm为噪声项；第t次迭代过程中观测节点似然函数的均值记为方差记为用户节点似然函数的均值记为方差记为用户节点后验分布的均值记为方差记为2.根据权利要求1所述的基于消息传递的多用户非正交解调简化方法，其特征在于：所述步骤1具体包括以下步骤：初始化参数；根据通信系统噪声与信道参数计算各次迭代的相关参数并存储，对似然函数的均值与用户符号后验分布的均值进行初始化；步骤1.1：所述存储先验信息，其中，先验信息包括：各次迭代中与变量节点的方差、观测节点的方差和噪声方差相关的各项参数；步骤1.2：对所述参数进行初始化，所述参数包含：迭代次数、首次迭代时的后验分布的均值和首次迭代观测节点似然函数的均值，设定迭代初值3.根据权利要求1所述的基于消息传递的多用户非正交解调简化方法，其特征在于：所述步骤2估计观测节点似然函数f(zi)＝p(zi|x)，包括将所述观测节点似然函数投影到高斯分布，通过近似推导得到所述观测节点似然函数的方差表示为：所述观测节点似然函数的均值表示为其中β为小于1的增益因子。4.根据权利要求3所述的基于消息传递的多用户非正交解调简化方法，其特征在于：所述步骤2的优化包括：所述观测节点似然函数的均值求解通过以下方法实现：①矩阵乘法器：输入为所述用户节点后验分布的均值输和信道参数H，输出结果是为M维向量；②第一查找表：输入为输出为当前迭代增益与输入信号的乘积，该增益根...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪祖耀，梁煜，林新聪，辛睿，刘秉坤，匡麟玲，姜春晓，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11