一种SCMA系统中低复杂度解码算法技术方案

本发明专利技术提出了一种SCMA系统中低复杂度解码算法，步骤1，信息输入；步骤2，以资源块抗干扰能力为依据，将不同资源块上的用户分不同的优先级；步骤3，通过少量迭代的MPA分离解出第一优先级用户组码字；步骤4，根据码本推出第一优先级的用户在别的资源快上传输的码字；步骤5，进行适量MPA迭代运算分离解出第二优先级用户组码字；将不同的资源块在抗干扰能力上进行分级，先对能力强的资源块码字进行解码，进而推理其他资源块上的码字，这样不仅不影响解码的BER性能，而且还可以大大降低解码端运算复杂度。尤其是针对于现实运用的大尺寸码本，这种方案的优点会更加突出，更加优越，所有具有相当的实际运用价值。

A Low Complexity Decoding Algorithms for SCMA Systems

【技术实现步骤摘要】
一种SCMA系统中低复杂度解码算法
本专利技术涉及一种解码算法，属于无线通信领域。
技术介绍
在未来第五代移动通信(FifthGeneration,5G)时代，由于移动互联网与物联网(InternetofThings,IoT)业务的高速发展驱动下,未来将会是海量的移动设备连接，且要求极低的空口时延，这无疑给无线空口技术提出了更加严峻的挑战。因此，为了满足5G的应用场景需求，传统的正交多址技术(OrthogonalMultipleAccess,OMA)比如时分多址、频分多址等，已经不能够满足未来无线通信发展的要求，就需要将目光转向一些非正交多址(Non-orthogonalMultipleAccess,NOMA),新型的多址接入技术接着成为了无线通信的热门研究问题。SCMA技术是一种多用户共享频率资源的非正交的多址接入方案，它将低密度信号(LowDensitySignature,LDS)技术和码分多址(CodeDivisionMultipleAccess,CDMA)技术结合在一起，可用来解决海量连接的系统过载问题。然而，SCMA系统要成为5G中极具竞争力的空口技术，仍然需要解决以下问题：最优化码本设计、低复杂度多用户检测方案、良好的系统性能、信道分配优化、免调度策略、盲检测方案等。在SCMA系统中，高效的多用户检测算法是5G无线空口技术的重要组成部分。最大后验概率(MAP)算法作为SCMA系统最优的多用户检测方案，其计算复杂度随着用户数呈指数增长，在信号接收端译码复杂度太高不符合实际通信要求。而消息传递算法(MPA)作为接近最优的SCMA多用户检测方案，其利用码字稀疏特点可以有效的接近MAP译码性能并且能够大幅度降低译码复杂度。但随着用户数量和码本维度的增加，MPA算法的译码复杂度依旧是呈指数增长的，所以降低SCMA系统中MPA算法的复杂度是相当重要的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是降低SCMA系统中MPA算法的复杂度，为克服现有技术的不足而提供一种SCMA系统中低复杂度解码算法。本专利技术提供一种SCMA系统中低复杂度解码算法，包括以下步骤：步骤1，信息输入；步骤2，以资源块抗干扰能力为依据，将不同资源块上的用户分不同的优先级；步骤3，通过少量迭代的MPA分离解出第一优先级用户组码字；步骤4，根据码本推出第一优先级的用户在别的资源快上传输的码字；步骤5，进行适量MPA迭代运算分离解出第二优先级用户组码字；步骤6，根据码本推算出第二优先级的用户在别的资源块上传输的码字；步骤7，以此类推直至分离出所有用户的码字。进一步的，所述步骤2的具体内容如下：先对各个资源块k的抗干扰能力强弱进行分级判断，进行初始化设置：进一步的，所述步骤3的具体内容如下：当i<m，则：进一步的，所述步骤4具体内容如下：当i＝m，则即优先级为1资源块上的用户：进一步的，所述步骤5具体内容如下：当m<i<m+γ，则：进一步的，所述步骤6的具体内容如下：当i＝m+γ，则：即优先级为2资源块上的用户进一步的，所述步骤7的具体内容如下：当Ifm+γ<i<T，则故当i＝T，则即优先级为3资源块上的用户本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：将不同的资源块在抗干扰能力上进行分级，先对能力强的资源块码字进行解码，进而推理其他资源块上的码字，这样不仅不影响解码的BER性能，而且还可以大大降低解码端运算复杂度。尤其是针对于现实运用的大尺寸码本，这种方案的优点会更加突出，更加优越，所有具有相当的实际运用价值。附图说明图1为本专利技术的SCMA系统模型图。图2为本专利技术中系统的因子图。图3为本专利技术中算法的示意图。图4为本专利技术中算法的流程图。具体实施方式下面结合附图1-4对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明：本实施例提出了一种SCMA系统中低复杂度解码算法，步骤1，信息输入；步骤2，以资源块抗干扰能力为依据，将不同资源块上的用户分不同的优先级：先对各个资源块k的抗干扰能力强弱进行分级判断，进行初始化设置：步骤3，通过少量迭代的MPA分离解出第一优先级用户组码字：当i<m，则：步骤4，根据码本推出第一优先级的用户在别的资源快上传输的码字：当i＝m，则即优先级为1资源块上的用户：步骤5，进行适量MPA迭代运算分离解出第二优先级用户组码字：当m<i<m+γ，则：步骤6，根据码本推算出第二优先级的用户在别的资源块上传输的码字：当i＝m+γ，则：即优先级为2资源块上的用户步骤7，以此类推直至分离出所有用户的码字：当Ifm+γ<i<T，则故当i＝T，则即优先级为3资源块上的用户，专利技术中，在因子图F中有4个资源块，6个用户，资源块抗干扰能力强弱为(RE1>RE2>RE3>RE4)，可以得到(RE1)抗干扰能力最强，即此资源块上用户传输的信息受到的干扰最小，在经过少量的迭代后即可将用户信息分离，所以优先将RE1上的用户(UE1,UE3,UE5)分离，在知道了RE1上UE1,UE3,UE5传输的码字后，根据码本的特性那么RE2上UE1,RE3上的UE3，RE4上的UE5用户传输的码字也被分离出来了。RE2的抗干扰能力其次，则下面分离出UE1,UE4,UE6,由于UE1在上面部分已经分离处理，所以下面只需要分离UE4,UE6,再经过少量的迭代计算后将此两个用户分离处理，最后只剩下用户2(UE2)由于UE2传输所用的两个资源块抗干扰能力较弱，所以将此用户分离出来需要的迭代次数最多，就这样一直往下进行，直至将所有的用户码字解码分离出。本专利技术根据不同资源块抗干扰能力的强弱，将不同资源块分成不同的优先等级，而在资源块上的用户则为不同优先级的用户组。根据优先级经过一定迭代优先分离出优先级高的用户组，然后再经少量迭代再将次优级用户组进行分离解码，直到将优先级最低的用户组解码分离出来，最终得到所有用户的码字。本文主要是以资源为用户分组依据，依次将不同用户组进行解码分离，由于已经分离出的用户不需要参与后续的迭代运算，所以整体的运算复杂度将会降低，且不会有性能的损失。以上所述，仅为本专利技术中的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本专利技术所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本专利技术的包含范围之内，因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SCMA系统中低复杂度解码算法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，信息输入；步骤2，以资源块抗干扰能力为依据，将不同资源块上的用户分不同的优先级；步骤3，通过少量迭代的MPA分离解出第一优先级用户组码字；步骤4，根据码本推出第一优先级的用户在别的资源快上传输的码字；步骤5，进行适量MPA迭代运算分离解出第二优先级用户组码字；步骤6，根据码本推算出第二优先级的用户在别的资源块上传输的码字；步骤7，以此类推直至分离出所有用户的码字。

【技术特征摘要】
1.一种SCMA系统中低复杂度解码算法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，信息输入；步骤2，以资源块抗干扰能力为依据，将不同资源块上的用户分不同的优先级；步骤3，通过少量迭代的MPA分离解出第一优先级用户组码字；步骤4，根据码本推出第一优先级的用户在别的资源快上传输的码字；步骤5，进行适量MPA迭代运算分离解出第二优先级用户组码字；步骤6，根据码本推算出第二优先级的用户在别的资源块上传输的码字；步骤7，以此类推直至分离出所有用户的码字。2.根据权利要求1所述的一种SCMA系统中低复杂度解码算法，其特征在于，所述步骤2的具体内容如下：先对各个资源块k的抗干扰能力强弱进行分级判断，进行初始化设置：3.根据权利要求2所述的一种SCMA系统中低复杂度...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙君，闵宝成，贾志豪，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32