【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及过载信道中的数字通信解码领域。
技术介绍
1、所谓的5g无线通信系统需要应对三大挑战才能实现真正的“联网社会”，在这个社会中，任何人和任何事物都可以随时随地访问信息和共享数据。这些挑战如下：
2、ο联网设备的数量大幅增长。
3、ο流量大幅增长。
4、ο应用范围越来越广，并且要求和特点也各不相同。
5、为了应对业务量的大幅增长，需要更宽的频段、新的频谱，并且在某些场景下需要更密集的部署。预计大部分流量增长会发生在室内，因此室内覆盖很重要。
6、在过去十年中，由于多输入多输出(mimo)技术，无线通信网络的吞吐量和用户容量呈指数级增长，这些技术将继续在未来系统中发挥关键作用。事实上，在当前部署的系统中，大规模mimo系统在空间自由度(dof)、信道硬化、频谱效率、固有信道正交性和大规模阵列增益等方面仅获得了部分吸引力。
7、然而，随着mimo系统的规模和密度朝向真正大规模的设置发展，除了基础设施成本和各种物理限制之外，比如天线间距达到几个波长的数量级、完全了解信道状态信息(csi)以及信道在空间上完全不相关且种类丰富等理想假设将越来越远离现实。
8、为了应对这些挑战，最近提出了分布式大规模mimo的新概念，其中包括无小区mimo(cf-mimo)系统和超大型mimo(xl-mimo)系统。在无小区大规模mimo系统(其可被视为空间分布式mimo概念的实例)中，大量接入点(ap)在地理上分散在某个服务区域内，并经由前传链路连接到公共中央处
9、关于捕获这种效应的早期尝试之一是，由于用户与散射体之间的接近度，相对于整个阵列的瑞利距离，考虑了分析球面波传播模型来描述非平面波前。在此之后，提出了几项工作。仅举几例，提出了一种基于用户分组的近似迫零(zf)预编码设计以用于xl-mimo波束赋形，该设计被证明提供了合理的性能-复杂度权衡。
10、除上述问题外，在现有技术中已经论证了xl-mimo系统的另一个瓶颈，即，由于xl-mimo的地理分布式特性，全部天线中只有一部分可以观察到来自每个用户的信号。已经提出了几项研究以便从不同的方面来解决xl-mimo中的这种空间非平稳性。考虑了xl-mimo中受非平稳性影响的信道估计(ce)问题，同时隐含地假设了基于授权的接入协议。提出了基于期望传播(ep)的xl-mimo系统多用户数据检测机制，同时还提出了用于在xl-mimo设置下进行更高能效通信的阵列选择方法。从接入角度看，假设完全了解活动用户指数，则考虑基于授权的xl-mimo系统随机接入策略。已经描述了上行链路xl-mimo系统中可实现吞吐量的理论解释。
11、将注意力从系统转回到接入角度，考虑免授权(gf)接入技术在实现未来超可靠低延迟通信(urllc)和大规模机器型通信(mmtc)方面将发挥的关键作用。事实上，与传统的(基于授权的)接入方案相比，gf接入方案可以显著降低开销，但另一方面需要联合活动和信道估计(jace)是可行的。
12、设计jace方案的一种流行方法是基于协方差的方法，即，通过利用瞬时接收信号的样本协方差进行活动用户检测(aud)，然后在给定估计的活动用户指数的情况下进行传统ce。另一种主要方法是机器学习(ml)辅助方法，其示例是所提出的方案，即，采用深度神经网络(dnn)来执行jace。其他有前途的方法是基于贝叶斯的jace机制，即，利用近似(线性)循环信念传播(bp)算法来完成jace任务。专利技术人最近表明，新兴的双线性贝叶斯推理框架可以用于执行基于贝叶斯的jace进行gf接入，其相对于早期的线性贝叶斯推理方法具有优势。
13、在本申请中，通过提出一种用于gf xl-mimo系统的新型jace方法，为上述两个主题做出了贡献。特别地，披露了一种用于联合估计信道系数的双线性推理方法的设计，以及xl-mimo设置中的用户和子阵列活动(即，非平稳性)，据了解，这在现有技术中尚属首次。
14、尽管在空间非平稳性建模方面有多种尝试，但据了解，还没有通过随机几何对空间非平稳性进行建模的方法。本专利技术提供了一种使用完全不同的方法的解决方案，即，随机几何。
15、现有的大多数方法考虑了均匀随机活动模式来捕获xl-mimo系统中的可见簇。然而，这种方法并不能描述这种簇的聚集性质，也就是说，现有的解决方案无法捕获到这种现象的真实本质。我们试图通过随机几何建模使用簇点过程来解决这一问题。
16、本专利技术提出了用于受空间非平稳性影响的超大规模多输入多输出(xl-mimo)系统中的部分可见簇的模型。当天线阵列嵌入建筑物、体育场馆、火车站和机场的墙壁和天花板上时，来自每个用户的信号仅对xl-mimo天线阵列的特定部分而言是显而易见的。本专利技术提供了一种通过利用随机几何来仿真这些现象的解决方案。
技术实现思路
1、本披露内容的系统、方法和设备各有几个方面，没有任何一个方面是其理想属性的唯一原因。在不限制下文权利要求所表述的本披露内容范围的情况下，现在将简要讨论一些特征。经过该讨论、且特别是在阅读了题为“具体实施方式”的章节之后，就会明白本披露内容的特征是如何为xl-mimo系统的建模提供帮助的。
2、描述了新的xl-mimo模型。非平稳性、用户活动模式和信道衰落联合带来了遵循嵌套伯努利-高斯分布的随机变量的新估计问题，这在本申请的系统章节中得以体现。据了解，这一表述首次出现在文献中。
3、描述了新的易于处理的jace方法。由于关注变量的嵌套性质，jace问题被分解为一个易于处理的双线性推理问题。
4、而且，描述了新的高效的jace方法。为了解决重新表述的双线性估计问题，已经推导出了一种新型消息传递规则，在该规则中估计值以闭合形式获得。基于推导出的消息传递规则，提出了一种用于受非平稳性影响的gf xl-mimo系统的迭代jace方法。
5、披露了一种新的xl-mimo非平稳性系统。与现有文献不同的是，为了捕获子阵列活动的类簇性质，描述了基于马特恩-簇点过程(mcpp)的子阵列活动系统，在此基础上比较不同方法的估计性能。
6、该解决方案基于随机几何中的一种技术，即，簇点过程。更确切地说，本专利技术提议利用马特恩本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于对XL-MIMO系统中的可见簇和非平稳性进行建模的方法，该方法将多个发射天线配置为使其各自表示同相空间星座内的同相空间星座符号和正交空间星座内的正交空间星座符号、将源数据映射到由该多个发射天线表示的同相空间星座符号和正交空间星座符号，其中，对给定区域内随机定位的簇进行建模的马特恩-簇点过程定义了天线阵列嵌入的区域。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过框定范围限制和硬阈值来对迭代收缩阈值算法(ISTA)进行修改。
3.如权利要求1所述的方法，使用框定硬迭代收缩阈值算法(ISTA)，对天线索引的位置和符号估计值进行贪婪选择，并确定对它们对应的天线调制比特和符号调制比特进行独立解码。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法，
5.一种通信系统的接收器(R)，该接收器具有处理器、易失性和/或非易失性存储器、适于在通信信道中接收信号的至少一个接口，其中，该非易失性存储器存储计算机程序指令，这些计算机程序指令当由微处理器执行时将该接收器配置为实施如权利要求1至4中的一项或多项所述的方法。
6.一种计算机程序产品，
7.一种计算机可读介质，该计算机可读介质存储和/或传输如权利要求6所述的计算机程序产品。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于对xl-mimo系统中的可见簇和非平稳性进行建模的方法，该方法将多个发射天线配置为使其各自表示同相空间星座内的同相空间星座符号和正交空间星座内的正交空间星座符号、将源数据映射到由该多个发射天线表示的同相空间星座符号和正交空间星座符号，其中，对给定区域内随机定位的簇进行建模的马特恩-簇点过程定义了天线阵列嵌入的区域。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过框定范围限制和硬阈值来对迭代收缩阈值算法(ista)进行修改。
3.如权利要求1所述的方法，使用框定硬迭代收缩阈值算法(ista)，对天线索引的位置和符号估计值进行贪婪选择，并确定对它们对应的天线调制比特和...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·冈萨雷斯冈萨雷斯，O·贡萨，A·安德雷，G·T·弗雷塔斯德阿布鲁，饭森弘树，
申请(专利权)人：大陆汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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