一种基于MPA的多采样点联合检测的SCMA检测方法技术

本发明专利技术涉及无线通信技术领域，公开了一种基于MPA的多采样点联合检测的SCMA检测方法，包括：S1、信号预处理：对基站接收端的过采样信号按照与所述过采样信号相关联的用户时延信息进行采样点抽取得到预处理信号；S2、初始概率计算：对所述预处理信号进行初始概率值的计算，得到对应的功能节点的初始概率值；S3、对功能节点更新：基于初始概率值，对变量节点传递给功能节点的消息概率进行更新；S4、对变量节点更新：对所述功能节点传递到变量节点的消息概率值进行归一化处理，然后再传递给所述功能节点；S5、重复步骤S3与S4，直到功能节点与变量节点之间的消息概率的迭代更新完成；S6、软信息输出。本发明专利技术的检测算法性能优秀、收敛速度快。快。快。

【技术实现步骤摘要】
一种基于MPA的多采样点联合检测的SCMA检测方法


[0001]本专利技术涉及无线通信
，具体涉及一种基于MPA的多采样点联合检测的SCMA检测方法。

技术介绍

[0002]SCMA(Sparse Code Multiple Access)是一种基于多维码本调制和低密度扩频的非正交多址接入技术，由来自华为技术有限公司渥太华无线研发中心的两位科学家，Hosein Nikopour和Hadi Baligh，在2013年的PIMRC会议上提出。非正交、稀疏性、多维调制是SCMA的三大特点：非正交使得SCMA可以在相同数量资源块上传输比正交多址接入技术更多的用户数据；稀疏性可以有效限制大规模应用时接收端进行多用户检测的复杂度；多维调制可以带来星座成型增益。研究表明，SCMA能够提供正交多址接入技术三倍的连接数，而且能够有效地降低传输延迟，可以很好地应对第五代移动通信系统海量连接、超低时延、超大容量的需求。因此，SCMA被认为是第五代移动通信系统中无线多址接入方案的有力竞争者。
[0003]在SCMA中时常会用到MPA，MPA(Message Passing Algorithm)是根据和积原理提出的迭代译码算法，其被证明是在最大后验概率准则(MAP)下的最优译码器。MPA算法能够用可实现的硬件开销达到令人满意的译码性能，故极受追捧。然而，传统MPA算法要求送入检测器的四路采样信号精确同步，在同步精度下降的情况下，传统MPA算法的性能便会大幅下降，导致目标比特出错概率增大。基站和不同用户之间的距离随时间不断变化，所以实际的SCMA系统本身很难满足所有用户信号理想同步的要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种基于MPA的多采样点联合检测的SCMA检测方法，目的在于解决实际SCMA系统中多用户非理想同步导致的检测器性能恶化的问题。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0006]一种基于MPA的多采样点联合检测的SCMA检测方法，包括：
[0007]S1、信号预处理：对基站接收端的过采样信号按照与所述过采样信号相关联的用户时延信息进行采样点抽取得到预处理信号；
[0008]S2、初始概率计算：对所述预处理信号进行初始概率值的计算，得到对应的功能节点的初始概率值；
[0009]S3、对功能节点更新：基于初始概率值，对变量节点传递给功能节点的消息概率进行更新，并将更新后的消息概率传递给变量节点；
[0010]S4、对变量节点更新：对所述功能节点传递到变量节点的消息概率值进行归一化处理，以防止下一次功能节点更新得到的消息概率值存在概率表征溢出的情况，然后再传递给所述功能节点；
[0011]S5、重复步骤S3与S4，直到功能节点与变量节点之间的消息概率的迭代更新完成；
[0012]S6、软信息输出：通过迭代更新完成得到的消息概率进行并行地对数似然比计算并将输出该对数似然比。
[0013]作为优化，步骤S1中，过采样信号为y
k
(t)：
[0014][0015]其中，g
RC
(t)为升余弦滤波器的时域响应，n
′
为噪声变量，k∈[1，4]，k为过采样信号的路数，t0为初始采样时刻，x
k，d
[m]为用户d在k上发送的第m个符号，N为样点数的最大值，T
s
为采样时间间隔；τ
d
为与所述过采样信号相关联的用户时延信息，d∈[1，6]，d为用户序号。
[0016]作为优化，步骤S1中，对基站接收端的过采样信号按照与所述过采样信号相关联的用户时延信息进行采样点抽取的抽取规则为：
[0017]对于第k路过采样信号，相关联的用户由三个用户i、j、p共同组成，其中，i、j、p均∈d，利用三个所述用户的时延信息τ
i
，τ
j
，τ
p
进行采样点的抽取公式如下：
[0018]y
k(i)
[n]＝y
k
(nT
s
+τ
i
)＝h
k，i
x
k，i
[n]g
RC
(0)+h
k，j
x
k，j
[n]g
RC
(τ
i
‑
τ
j
)+h
k，p
x
k，p
[n]g
RC
(τ
i
‑
τ
p
)+n
′
(t)+R(n)
[0019]y
k(j)
[n]＝y
k
(nT
s
+τ
j
)＝h
k，i
x
k，i
[n]g
RC
(τ
j
‑
τ
i
)+h
k，j
x
k，j
[n]g
RC
(0)+h
k，p
x
k，p
[n]g
RC
(τ
j
‑
τ
p
)+n
′
(t)+R(n)
[0020]y
k(p)
[n]＝y
k
(nT
s
+τ
p
)＝h
k，i
x
k，i
[n]g
RC
(τ
p
‑
τ
i
)+h
k，j
x
k，j
[n]g
RC
(τ
p
‑
τ
j
)+h
k，p
x
k，p
[n]g
RC
(0)+n
′
(t)+R(n)
[0021]其中，
[0022][0023]作为优化，步骤2中，对所述预处理信号进行初始概率值的计算的具体步骤为：
[0024]步骤2.1、并行计算用户i、j、p对应的所述预处理信号与标准信号星座点的欧氏距离
[0025]步骤2.2、通过所述欧式距离计算出任意功能节点F
k
的联合的初始条件概率值
[0026]作为优化，步骤2.1中，计算欧式距离的具体步骤为：
[0027]步骤2.1.1、将信道增益参数h与标准信号星座点相乘得到第一数值；
[0028]步骤2.1.2、将所述第一数值与所述预处理符号相减得到第二数值；
[0029]步骤2.1.3、对所述第二数值进行模平方操作得到第三数值；
[0030]步骤2.1.4、对所述第三数值与相乘，得到对应的欧式距离，N0为噪声功率。
[0031]作为优化，功能节点F
k
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于MPA的多采样点联合检测的SCMA检测方法，其特征在于，包括：S1、信号预处理：对基站接收端的过采样信号按照与所述过采样信号相关联的用户时延信息进行采样点抽取得到预处理信号；S2、初始概率计算：对所述预处理信号进行初始概率值的计算，得到对应的功能节点的初始概率值；S3、对功能节点更新：基于初始概率值，对变量节点传递给功能节点的消息概率进行更新，并将更新后的消息概率传递给变量节点；S4、对变量节点更新：对所述功能节点传递到变量节点的消息概率值进行归一化处理，然后再传递给所述功能节点；S5、重复步骤S3与S4，直到功能节点与变量节点之间的消息概率的迭代更新完成；S6、软信息输出：通过迭代更新完成得到的消息概率进行并行地对数似然比计算并将输出该对数似然比。2.根据权利要求1所述的一种基于MPA的多采样点联合检测的SCMA检测方法，其特征在于，步骤S1中，过采样信号为yk(t)：其中，g
RC
(t)为升余弦滤波器的时域响应，n
′
为噪声变量，k∈[1，4]，k为过采样信号的路数，t0为初始采样时刻，x
k，d
[m]为用户d在k上发送的第m个符号，N为样点数的最大值，T
s
为采样时间间隔；τ
d
为与所述过采样信号相关联的用户时延信息，d∈[1，6]，d为用户序号。3.根据权利要求2所述的一种基于MPA的多采样点联合检测的SCMA检测方法，其特征在于，步骤S1中，对基站接收端的过采样信号按照与所述过采样信号相关联的用户时延信息进行采样点抽取的抽取规则为：对于第k路过采样信号，相关联的用户由三个用户i、j、p共同组成，其中，i、j、p均∈d，利用三个所述用户的时延信息τ
i
，τ
j
，τ
p
进行采样点的抽取公式如下：y
k(i)
[n]＝y
k
(nT
s
+τ
i
)＝h
k，i
x
k，i
[n]g
RC
(0)+h
k，j
x
k，j
[n]g
RC
(τ
i
‑
τ
j
)+h
k，p
x
k，p
[n]g
RC
(τ
i
‑
τ
p
)+n
′
(t)+R(n)y
k(j)
[n]＝y
k
(nT
s
+τ
j
)＝h
k，i
x
k，i
[n]g
RC
(τ
j
‑
τ
i
)+h
k，j
x
k，j
[n]g
RC
(0)+h
k，p
x
k，p
[n]g
RC
(τ
j
‑
τ
p
)+n
′
(t)+R(n)y
k(p)
[n]＝y
k
(nT
s
+τ
p
)＝h
k，i
x
k，i
[n]g
RC
(τ
p
‑
τ
i
)+h
k，j
x
k，j
[n]g
RC
(τ
p
‑
τ
j
)+h
k，p
x
k，p
[n]g
RC
(0)+n
′
(t)+R(n)其中，其中，h
k，d
x
k，d
为信道响应系数，g
RC
为升余弦滤波器冲激响应，t0为初始采样时刻，τ
d
为时延信息，x
k，d
[m]为用户d在k上发送的第m个符号，N为样点数的最大值，n为样点序号，T
s
为采样时间间隔。4.根据权利要求3所述的一种基于MPA的多采样点联合检测的SCMA检测方法，其特征在于，步骤2中，对所述预处理信号进行初始概率值的计算的具体步骤为：步骤2.1、并行计算用户i、j、p对应的所述预处理信号与标准信号星座点的欧氏距离
步骤2.2、通过所述欧式距离计算出任意功能节点F
k
的联合的初始条件概率值5.根据权利要求4所述的一种基于MPA的多采样点联合检测的SCMA检测方法，其特征在于，步骤2.1中，计算欧式距离的具体步骤为：步骤2.1.1、将信道增益参数h与标准信号星座点相乘得到第一数值；步骤2.1.2、将...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴永航，韩凯宁，胡剑浩，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：