[发明专利]一种基于球形译码优化的SCMA多用户检测方法

权利要求书

1.一种基于球形译码优化的SCMA多用户检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将上行SCMA系统中每一个资源节点采用球型译码算法对节点中的合成星座点进行筛选；以接收信号星座点为中心，并设置一个搜索半径，只选取半径内的合成星座点参与迭代译码；

S2：根据球内合成星座点与接收信号点欧式距离的大小，设计缩放系数，对概率密度函数进行缩放处理；

S3：获取信道信息，初始化迭代参数；

S4：根据已有的先验信息，更新资源节点信息；

S5：根据资源节点传递过来的信息对用户节点进行更新；

S6：判断是否达到最大迭代次数，若没有达到则返回S4继续迭代，若迭代完成则输出相应的码字信息；

所述步骤S1将上行SCMA系统中每一个资源节点采用球型译码算法对节点中的码字信息进行筛选，具体为：球型译码算法通过设置一个球型半径对每一个资源节点中的用户码字进行筛选，分别给出欧式距离与半径的计算：R_SD＝ασ，其中y_k为第k个资源节点的接收信号，d_kj表示合成星座点与接收信号的欧式距离，j表示用户数，k为节点数，R_SD为设置的球型半径，α为一个正系数，取经验值1、2、3，h_kj为信道因子，x_kj(m)为码字信息，σ为噪声功率，ε_k表示与第k个资源节点相连的用户集合，对d_kj＞R_SD的码字信息将被筛选出去，而选取的码字信息则进入S3；

所述步骤S2根据球内合成星座点欧式距离的大小，设计缩放系数，对概率密度函数进行缩放处理，具体包括：

β＝(β₁，β₂，...β_s)，β_s为缩放因子，s为球内合成星座点个数，β₁＝1为接收信号自身缩放系数，其中d_s(m)为筛选后接收信号与合成星座点之间的欧式距离，缩放过程可以表示为：

式中f^optimize(y_k|x_j)为缩放处理后的概率密度函数，x_j为第j个用户的码字向量；

所述步骤S3获取信道信息，初始化迭代参数，具体为：获取信道信息，假定全部用户时间同步，则基站接收到的信号为所有用户码字在K个资源块上的叠加，其中单个资源块k上接收信号可以表示为：式中h_j表示用户j的信道条件因子，J为总的用户个数，x_j表示第j个用户的码字向量，n为高斯白噪声，在消息开始迭代之前，为每个码字分配一个等概先验概率，从用户节点到资源节点的初始消息可以设为：

式中M为码本大小，u_j表示用户节点，c_k表示资源节点，同时设置最大迭代次数t^max；

所述S4中，根据已有的先验信息，对资源节点进行更新，具体包括：利用公式更新筛选后的全部资源节点到用户节点的码字信息，其过程可以表示为：

式中表示本次迭代时资源节点到用户节点的码字信息，表示上次迭代更新后用户节点上的码字信息；

所述S5根据资源节点传递过来的信息对用户节点进行更新，具体为：在资源节点更新完成后，根据资源节点新的码字信息，对用户节点进行更新，其过程可以表示为：

式中为迭代过程中第j个用户在第k个资源节点上的更新的码字信息，为迭代过程中m个资源节点到第j个用户上的边缘信息，表示除第k个资源节点外与用户j相连的资源节点集合；

所述步骤S6具体过程为：判断是否达到迭代译码终止条件，若没有则继续进行算法迭代译码，若达到了终止条件，通过公式输出最后的码字信息，具体过程为：

式中Q(x_j)表示第j个用户最终输出的码字信息，表示与j相连的资源节点集合。