[发明专利]一种基于球形译码优化的SCMA多用户检测方法

说明书

本发明请求保护一种基于球型译码优化的SCMA多用户检测方法，属于非正交多址接入中的多用户信号检测领域。本发明首先利用球型译码算法对资源节点上的码字信息进行筛选，设置一个合理的球型半径，只有在半径内的码字信息才参与迭代，否则剔除该部分信息。接着观测合成星座点欧式距离与概率密度函数的分布规律，对合成星座点概率密度函数进行缩放处理，以此来降低叠加码字间的干扰，加快码字信息的收敛速度。本发明提出了一种基于球型译码优化的SCMA多用户检测方法仿，能得到较好的检测性能，也能降低算法的部分复杂度。

技术领域

本发明属于无线通信中非正交多址接入技术的多用户信号检测领域，具体的说是一种基于球型译码优化的SCMA多用户检测方法。

背景技术

随着移动互联网技术的迅速发展，终端设备和用户数据以指数型的形式增长，这使得下一代移动通信必须拥有更加高效和更加灵活的空口技术。目前4G空口采用的是正交多址接入技术，用户数与时频资源成正比，显然不能满足这种海量用户连接的场景。因此5G提出了非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术。其中华为提出SCMA非正交多址接入技术不仅解决了用户过载问题且大幅提升了频谱利用率。相比于4G中的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDMA)，SCMA能够在同等时频资源下传输更多的用户，后者更加适用海量连接的场景。

稀疏码多址接入技术在发送端将用户的比特信息映射为稀疏的高维码字，多个用户的码字信息在时频资源上进行叠加后在无线信道中发送。由于是多个用户复用单个子载波，同时信道中又存在加性和乘性噪声的干扰，因此接收端需要更为高效的接收机进行多用户检测。目前研究者提出了一种基于消息传递算法(Message Passing Algorithm,MPA)检测方法，对接收信号进行多用户检测，其中MPA是一种基于置信度传播的算法，联合上行SCMA链路的因子图，对原始传递信息多次迭代，提高码字信息的置信度使其准确译码。为降低原始MPA的复杂度，随后提出了一种基于串行策略的SCMA多用户检测算法，在原始MPA基础上改变了信息更新方式，通过串行更新降低算法复杂度。之后本领域技术人员又将球型译码理论和原始MPA算法相结合，算法迭代之前将部分码字信息筛选，加快码字信息收敛，降低了译码复杂度。

目前原始MPA算法需要经过多次迭代才能译码，因此具有较高的检测复杂度；而串行MPA算法虽然通过改变信息更新方式降低了复杂度，但带来了新的时延问题；采用球型译码算法尽管能有效的降低原始MPA算法复杂度，但在低信噪比的条件下码字间干扰严重导致无法获得性能增益。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中的问题。提出了一种基于球形译码优化的SCMA多用户检测方法。本发明的技术方案如下：

一种基于球形译码优化的SCMA多用户检测方法，其包括以下步骤：

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码字信息进行筛选；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。