[发明专利]一种基于概率计算的SCMA译码器

说明书

本发明公开了一种基于概率计算的SCMA译码器，其特征在于，包括初始化模块、观测节点更新模块、变量节点更新模块、似然比计算模块，所述初始化模块连接所述观测节点更新模块，用于初始化信道参数，并计算每个资源块所承载用户的所有可能发送的码字的联合条件概率；所述观测节点更新模块连接所述变量节点更新模块，用于根据所述联合条件概率计算边缘条件概率；所述变量节点更新模块连接所述似然比计算模块，用于根据所述边缘条件概率计算后验概率，并将所述后验概率归一化后返回给所述观测节点更新模块；所述似然比计算模块用于通过所述后验概率计算似然信息并输出。本发明的的SCMA译码器面积开销小、系统吞吐率高、计算效率高的。

技术领域

本发明涉及无线通讯领域，特别涉及一种基于概率计算的SCMA译码器。

背景技术

SCMA(Sparse Code Multiple Access)技术是一种面向5G大容量，海量连接，超低时延等需求而设计的一种备选多址技术。在发送端，它将编码比特直接映射为复数域多维码字，不同用户的码字在相同的资源块上以稀疏的扩频方式非正交叠加；接收端则利用稀疏性进行低复杂度的多用户联合检测。相比OFDMA技术，SCMA以非正交叠加的方式，实现在同等资源数量条件下，同时服务更多用户，从而有效提升系统整体容量。

MPA(Message Passing Algorithm)迭代译码算法被证明是在MAP准则下最优的译码器，能够用可实现的硬件开销达到令人满意的译码性能。但是MPA算法包含大量的指数和乘法运算，基于传统方法的硬件实现复杂度很高。为此，本领域的研究人员提出了基于雅克比对数的Max-log MPA译码算法，能够完全避免MPA算法中的指数运算和一部分乘法运算。但是，Max-log MPA算法对应的硬件复杂度仍然很高，并且，应用于海量连接的5G通信场景下时，面积开销大、系统吞吐率低、计算效率低。

发明内容

为了解决这些潜在问题，本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种面积开销小、系统吞吐率高、计算效率高的基于概率计算的SCMA译码器。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于概率计算的SCMA译码器，包括初始化模块、观测节点更新模块、变量节点更新模块、似然比计算模块，

所述初始化模块连接所述观测节点更新模块，用于初始化信道参数，并计算每个资源块所承载用户的所有可能发送的码字的联合条件概率；

所述观测节点更新模块连接所述变量节点更新模块，用于根据所述联合条件概率计算边缘条件概率；

所述变量节点更新模块连接所述似然比计算模块，用于根据所述边缘条件概率计算后验概率，并将所述后验概率归一化后返回给所述观测节点更新模块；

所述似然比计算模块用于通过所述后验概率计算似然信息并输出。

进一步地，所述信道参数包括：物理资源块数、承载用户数、调制阶数、修剪饱和处理门限、接收机迭代次数中的一种或几种。

进一步地，所述初始化计算模块包括概率计算单元、查表单元、前向转换单元，

所述概率计算单元、查表单元、前向转换单元依次连接，

所述概率计算单元用于根据所述信道参数计算节点信息；

所述查表单元用于根据所述节点信息查表得到联合条件概率；

所述前向转换单元用于将所述联合条件概率转换为比特序列。

进一步地，所述观测节点更新模块包括多个4选1数据选择器，用于根据输入到数据选择器中的比特序列，得到边缘条件概率。

进一步地，所述变量节点更新模块包括信号使能单元、随机数产生单元、概率转换单元、前向预测单元，