[发明专利]多用户联合编码调制系统

权利要求书

1.一种多用户联合编码调制系统，包括：在稀疏码多址接入SCMA系统中，将多用户共享顺次接入多个FEC编码器(1)，交织器(2)，SCMA调制器(3)，资源块(4)和通信信道(5)组成的联合编码调制系统，将SCMA检测模块(6)、信息转换器(7)FEC译码模块(8)组成的联合检测译码接收机(9)，其特征在于：在卫星通信上行场景下，采用相应的前向纠错FEC和SCMA技术的联合编码调制技术，将FEC技术和SCMA技术应用到卫星通信中，并采用联合FEC和SCMA检测译码接收机进行译码，SCMA检测译码使用基于信道阈值进行近似的MPA消息传递算法；多用户联合编码调制系统发送端接收到信号后，用户1、用户2…用户k顺次通过FEC编码器进行编码，根据选择的码率，采用相应的FEC技术，得到编码后的信息比特，编码后的比特流经过交织器(2)交织降低比特之间的相关性后，比特流经过SCMA调制器(3)，完成比特到符号的映射，分配给每个终端用户不同的码本矩阵，利用的正交资源块(4)完成调制过程和比特到稀疏码多址接入符号的映射，映射后的稀疏码多址接入符号在多个正交资源块(4)上进行传输，分配给每个终端用户不同的码本矩阵，然后通过天线进入对应的通信信道(5)，送入联合检测译码接收机(9)接收端进行比特信息还原；联合检测译码接收机的SCMA检测模块(6)采用基于信道阈值的联合检测译码算法完成信号的检测译码，将MPA算法SCMA因子图上的边分为信道质量差的边的集合和其它信道质量好的边的集合，选取信道阈值控制两个集合中边的数量，再将SCMA因子图中部分信道质量差的边上传递的概率消息近似为高斯分布；SCMA检测模块(6)和LDPC编码器之间通过消息交换器部分协同工作，以资源节点为序，按串行方式依次进行消息更新与传递，在每一次迭代过程中，SCMA检测模块联合LDPC编码器检测接收的低密度校验码LDPC消息，通过LDPC编码器和SCMA调制器之间的交织器和反交织器参与消息的转换；SCMA检测模块基于MPA原理信道阈值的联合检测译码算法进行软信息的迭代，得到比特软信息W，完成信号的检测译码，输出比特软信息W；比特软信息W传递到LDPC编码器低密度校验码LDPC检测部分，利用LDPC码校验矩阵作为系统迭代终止判决准则，通过SCMA检测模块(6)获得概率消息。

2.如权利要求1所述的多用户联合编码调制系统，其特征在于：联合检测译码接收机(9)的发送端包括：传递比特软消息的LDPC编码器和符号概率消息的SCMA调制器(3)之间有进行消息形式的转换的交织器(2)，在接收端的消息转换部分包括交织器(2)和参与消息的转换过程的反交织器。

3.如权利要求1所述的多用户联合编码调制系统，其特征在于：FEC编码器加入带有信息比特本身特征的冗余码，冗余码包括分组码和卷积码。

4.如权利要求1所述的多用户联合编码调制系统，其特征在于：终端用户的信息比特经过FEC编码器，FEC编码器选取码率，将与校验矩阵对应的生成矩阵和发送的信息比特进行相乘得到编码后的信息比特，编码后的比特流经过交织器交织后的比特，经过SCMA调制器完成比特到符号的映射，符号作用于可利用的正交资源块完成调制过程，进而通过天线进入通信信道。

5.如权利要求1所述的多用户联合编码调制系统，其特征在于：基于信道阈值的联合检测译码算法是基于MPA的部分高斯近似的联合检测算法，SCMA检测模块基于比特软信息W的多次迭代，在第t次迭代的过程中，消息从第n个功能节点传递到第k个SCMA变量节点的表达式为

其中，表示第t-1次迭代中的变量节点传递到功能节点的消息，t表示第t次迭代，n表示第n个资源块，x_k表示比特映射得到的复数符号，i表示第i个SCMA变量节点，φ_n表示第n个功能节点相连的边中信道质量差的集合，表示第t次那些信道质量差从而需要将其上的概率消息用高斯近似代替的边参与在功能节点处的消息更新表达式，(X_n)表示边上对应码本。